Люди еще не закончили эволюцию. Мы продолжаем развиваться и приспосабливаться к окружающему миру, и записи наших адаптаций записаны в наших телах. Новое исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Известно, что есть некоторые среды, которые могут сделать нас нездоровыми. Альпинисты часто страдают от высотной болезни — реакции организма на значительное падение атмосферного давления, что означает, что с каждым вдохом поступает меньше кислорода.
И все же на больших высотах Тибетского нагорья, где уровень кислорода в воздухе, которым дышат люди, заметно ниже, чем на более низких высотах, человеческие сообщества процветают.
За более чем 10 000 лет заселения этого региона организмы его обитателей изменились таким образом, что теперь они могут максимально использовать атмосферу, в которой большинство людей столкнулось бы с нехваткой кислорода, поступающего через клетки крови в ткани организма. Это состояние известно как гипоксия.
«Адаптация к высокогорной гипоксии — увлекательное занятие, поскольку стресс очень сильный, в равной степени испытываемый всеми на данной высоте и поддающийся количественной оценке», — рассказала антрополог Синтия Билл из Университета Кейс Вестерн Резерв в США. «Это прекрасный пример того, как и почему наш вид имеет так много биологических вариаций».
Билл изучала реакцию человека на гипоксические условия жизни в течение многих лет. В новом исследовании она и ее команда раскрыли некоторые из специфических адаптаций в тибетских общинах: черты, которые помогают крови доставлять кислород.
Чтобы раскрыть это открытие, исследователи углубились в один из маркеров того, что мы называем эволюционной приспособленностью: репродуктивный успех. Женщины, рожающие живых детей, передают свои черты следующему поколению.
Черты характера, которые способствуют достижению человеком максимального успеха в данной среде, с большей вероятностью присущи женщинам, способным пережить стрессы беременности и родов.
У таких женщин больше шансов родить больше детей; а эти дети, унаследовав от своих матерей черты, способствующие выживанию, также с большей вероятностью доживут до взрослого возраста и передадут эти черты следующему поколению.
Это естественный отбор в действии, и он может быть немного странным и нелогичным; например, в местах, где распространена малярия, высока заболеваемость серповидноклеточной анемией, поскольку в ней задействован ген, защищающий от малярии.
Билл и ее команда провели исследование 417 женщин в возрасте от 46 до 86 лет, которые всю жизнь прожили в Непале на высоте около 3500 метров. Исследователи зафиксировали количество живорождений, которое варьировалось от 0 до 14 на женщину, в среднем 5,2, а также информацию о состоянии здоровья и физических показателях и измерения.
Среди измеряемых ими показателей были уровни гемоглобина , белка в эритроцитах, ответственного за доставку кислорода к тканям. Они также измеряли, сколько кислорода переносил гемоглобин. Интересно, что у женщин, показавших самый высокий уровень живорождения, уровень гемоглобина не был ни высоким, ни низким, а был средним для группы тестирования.
Но насыщение гемоглобина кислородом было высоким. В совокупности результаты показывают, что адаптации способны максимизировать доставку кислорода к клеткам и тканям без сгущения крови — результат, который увеличил бы нагрузку на сердце, поскольку ему приходится бороться за перекачку жидкости с более высокой вязкостью, более устойчивой к потоку.
«Раньше мы знали, что более низкий уровень гемоглобина полезен, теперь мы понимаем, что промежуточное значение имеет наибольшую пользу. Мы знали, что более высокая сатурация гемоглобина кислородом полезна, теперь мы понимаем, что чем выше сатурация, тем полезнее. Количество живорождений количественно характеризует пользу», — сказала Билл. «Было неожиданно обнаружить, что у женщин может быть много живорождений с низкими значениями некоторых характеристик транспорта кислорода, если у них благоприятные значения других характеристик транспорта кислорода».
Женщины с наивысшим показателем репродуктивного успеха также имели высокий уровень притока крови в легкие, а их сердца имели более широкий, чем в среднем, левый желудочек, камера сердца, отвечающая за перекачку насыщенной кислородом крови в организм. В совокупности эти черты увеличивают скорость транспортировки и доставки кислорода, позволяя человеческому организму максимально использовать низкое содержание кислорода во вдыхаемом воздухе.
Важно отметить, что культурные факторы также могут играть свою роль. Женщины, которые начинают рожать в молодом возрасте и состоят в длительных браках, по-видимому, имеют более длительный риск забеременеть, что также увеличивает количество живорождений, обнаружили исследователи.
Однако даже принимая это во внимание, физические черты сыграли свою роль. Непальские женщины с физиологией, наиболее схожей с женщинами в нестрессовых условиях, расположенных на небольшой высоте, как правило, имели самый высокий уровень репродуктивного успеха.
«Это случай продолжающегося естественного отбора», — говорит Билл . «Понимание того, как адаптируются такие популяции, дает нам лучшее представление о процессах человеческой эволюции».
