Sommige hooglanders van de Andes dragen genetische aanpassingen met zich mee die hen helpen zetmeel te verteren, misschien gerelateerd aan duizenden jaren aardappelteelt.
Ute Grabowsky/Photothek via Getty Images
Schaarse zuurstof, koude temperaturen en intense ultraviolette straling maken de Andes een moeilijke plek om te leven. Hoe hebben de mensen zich aan zulke hoogten aangepast? Een nieuwe studie van oud en modern DNA suggereert dat het antwoord bij sommige Zuid-Amerikaanse hooglanders veranderingen in hun hartspieren omvat. Uit dezelfde studie bleek dat oude hooglandbewoners zich aanpasten om zetmeel gemakkelijker te verteren toen zij voor hun voedsel afhankelijk werden van aardappelen, en dat zij zich waarschijnlijk zo’n 8750 jaar geleden van hun laaglandbroeders hebben afgesplitst. Maar deze conclusies zijn in twijfel getrokken door wetenschappers die zeggen dat de vergelijkingspopulatie gewoon te ver weg is om iets specifieks te onthullen over het leven in de hooglanden.
Om uit te vinden hoe de oude Andesbewoners zich aanpasten aan het leven op meer dan 2500 meter hoogte, heeft John Lindo, een populatiegeneticus aan de Emory University in Atlanta, de sequentie van zeven genomen bepaald van mensen die van 6800 jaar geleden tot ongeveer 1800 jaar geleden in de buurt van het Titicacameer in de Peruaanse Andes leefden. Het team vergeleek die genomen vervolgens met genetische gegevens van twee moderne bevolkingsgroepen: de hoog levende Aymara van Bolivia, en de Huilliche-Pehuenche, die aan de laaglandkust van Zuid-Chili leven.
Een ander hoog woonachtig volk – de mensen van het Tibetaanse plateau – vertonen genetische variaties die het hemoglobinegehalte in hun bloed verlagen en hun lichaam uiterst efficiënt maken in het gebruik van zuurstof. Dus scanden Lindo en zijn collega’s de oude Zuid-Amerikaanse genomen op tekenen van soortgelijke aanpassingen. Ze vonden niet wat ze zochten, maar ze zagen wel tekenen van selectie op een gen met de naam DST, dat verband houdt met de gezondheid van hart en bloedvaten en de ontwikkeling van de hartspier, zo melden ze vandaag in Science Advances. Dat, zegt Mark Aldenderfer, een archeoloog aan de Universiteit van Californië (UC), Merced, en een co-auteur van de nieuwe studie, “suggereert een heel ander proces waarmee de oude Andesmensen zich aanpasten aan het leven op grote hoogte.”
Een nog sterker teken van natuurlijke selectie dook op in genen die te maken hebben met de vertering van zetmeel. Omdat de zetmeelrijke aardappel in de Andes werd gedomesticeerd en snel een hoofdbestanddeel van het dieet werd, is zo’n aanpassing logisch, zegt Lindo. Door het aantal willekeurige genetische verschillen te meten die zich in de loop van de tijd gestaag opstapelden tussen de hoogland- en laaglandpopulaties, schat Lindo’s team dat de genetische splitsing tussen deze volkeren waarschijnlijk ongeveer 8750 jaar geleden plaatsvond, een datum die overeenkomt met archeologische gegevens.
Maar sommige genetici betwijfelen of deze verschillen echt verband houden met het leven in het hoogland. De Huilliche-Pehuenche aan de kust leven zo ver ten zuiden van de Andes dat hun genomen geen zinvolle vergelijking vormen met de oude en moderne hooglandgroepen, zegt Lars Fehren-Schmitz, een biologisch antropoloog aan de UC Santa Cruz. Hij denkt dat de genetische variaties die gebruikt zijn om te schatten wanneer de groepen zich splitsten, geen bewijs zijn dat mensen naar de bergen zijn verhuisd, maar waarschijnlijk een overblijfsel van verschillen die al door verschillende bevolkingsgroepen werden meegenomen toen zij zich in Zuid-Amerika vestigden. “Het is als appels met peren vergelijken,” beaamt Bastien Llamas, een geneticus aan de Universiteit van Adelaide in Australië. De enige manier om te zien welke genetische verschillen echte aanpassingen aan de hoogte zijn, zou volgens hen zijn om de oude Andesbewoners te vergelijken met de oude bewoners van de nabijgelegen kusten van Peru of Noord-Chili. Lindo is het ermee eens dat dit betere vergelijkingen zouden zijn – als daarover gegevens beschikbaar waren.
Een groot verschil tussen de Huilliche-Pehuenche en de moderne hooglanders is de manier waarop hun voorouders werden beïnvloed door Europees contact en kolonisatie. Aan de hand van modellen van bottlenecks in het verleden berekende Lindo dat de inheemse bevolking van het hoogland na het Europese contact met 27% afnam. Maar een schokkende 97% van de voorouders van de Huilliche-Pehuenche stierf, mogelijk als gevolg van uitgebreide oorlogen met kolonisten die tot ver in de 19e eeuw duurden.
Ten slotte vond het team één specifiek teken van Europees contact in het genoom van moderne hooglanders: een immuunreceptor die in werking treedt als reactie op het pokkenvaccin. Pokkenepidemieën zijn gedocumenteerd in de Andes, vooral in de vroege dagen van het Europese contact, en de marker maakt duidelijk dat de moderne Andesbewoners afstammen van de overlevenden, zegt Lindo. “Het is een signaal dat de menselijke evolutie doorgaat,” zegt Aldenderfer.