Niektórzy andyjscy górale noszą genetyczne przystosowania, które pomagają im trawić skrobię, być może związane z tysiącami lat uprawy ziemniaków.
Ute Grabowsky/Photothek via Getty Images
Skąpa ilość tlenu, niskie temperatury i intensywne promieniowanie ultrafioletowe sprawiają, że Andy są trudnym miejscem do życia. Jak ludzie przystosowali się do takich wysokości? Nowe badania starożytnego i współczesnego DNA sugerują, że w niektórych południowoamerykańskich góralach odpowiedź obejmuje zmiany w ich mięśniach sercowych. To samo badanie wykazało, że starożytni górale przystosowali się do łatwiejszego trawienia skrobi, ponieważ zaczęli polegać na ziemniakach jako pożywieniu, i że najprawdopodobniej oddzielili się od swoich nizinnych braci około 8750 lat temu. Ale te wnioski zostały zakwestionowane przez naukowców, którzy twierdzą, że populacja porównawcza jest po prostu zbyt odległa, aby ujawnić coś konkretnego o życiu na wyżynach.
Aby dowiedzieć się, jak starożytni Andyjczycy przystosowali się do życia na wysokości ponad 2500 metrów, John Lindo, genetyk populacyjny z Emory University w Atlancie, zsekwencjonował siedem genomów ludzi, którzy żyli w pobliżu jeziora Titicaca w peruwiańskich Andach od 6800 lat temu do około 1800 lat temu. Następnie zespół porównał te genomy z danymi genetycznymi dwóch współczesnych populacji: wysoko żyjących Aymara z Boliwii oraz Huilliche-Pehuenche, którzy żyją na nizinnym wybrzeżu południowego Chile.
Inny wysoko żyjący lud – ludzie z płaskowyżu tybetańskiego – ma warianty genetyczne, które zmniejszają poziom hemoglobiny w ich krwi i sprawiają, że ich ciała są niezwykle wydajne w wykorzystywaniu tlenu. Lindo i jego koledzy przeskanowali więc starożytne genomy południowoamerykańskie w poszukiwaniu śladów podobnych adaptacji. Nie znaleźli tego, czego szukali, ale widzieli oznaki selekcji na genie zwanym DST, związanym ze zdrowiem układu krążenia i rozwojem mięśnia sercowego, donoszą dziś w Science Advances. To, mówi Mark Aldenderfer, archeolog na Uniwersytecie Kalifornijskim (UC), Merced, i współautor nowego badania, „sugeruje bardzo inny proces, przez który starożytni Andyjczycy przystosowali się do życia na wysokiej wysokości.”
Jeszcze silniejszy znak naturalnej selekcji pojawił się w genach związanych z trawieniem skrobi. Ponieważ bogaty w skrobię ziemniak został udomowiony w Andach i szybko stał się podstawą diety, taka adaptacja ma sens, mówi Lindo. Mierząc liczbę przypadkowych różnic genetycznych, które gromadziły się stale w czasie między populacjami górskimi i nizinnymi, zespół Lindo szacuje, że podział genetyczny między tymi ludami nastąpił prawdopodobnie około 8750 lat temu, co pasuje do danych archeologicznych.
Ale niektórzy genetycy kwestionują, czy te różnice są naprawdę związane z życiem na wyżynach. Nadbrzeżne Huilliche-Pehuenche żyją tak daleko na południe od Andów, że ich genomy nie są znaczące porównanie do starożytnych i nowoczesnych grup górskich, mówi Lars Fehren-Schmitz, antropolog biologiczny w UC Santa Cruz. Uważa on, że genetyczne różnice użyte do oszacowania, kiedy grupy się rozdzieliły, nie są dowodem na to, że ludzie przenieśli się w góry, ale prawdopodobnie są pozostałością różnic już przeniesionych przez różne populacje, które osiedliły się w Ameryce Południowej. „To jak porównywanie jabłek z gruszkami” – zgadza się Bastien Llamas, genetyk z Uniwersytetu w Adelajdzie w Australii. Według nich jedynym sposobem na sprawdzenie, które różnice genetyczne są prawdziwymi przystosowaniami wysokogórskimi, byłoby porównanie starożytnych Andyjczyków ze starożytnymi mieszkańcami pobliskich wybrzeży Peru lub północnego Chile. Lindo zgadza się, że byłyby to lepsze porównania – gdyby dane o nich były dostępne.
Jedną wielką różnicą między Huilliche-Pehuenche i współczesnymi góralami jest to, jak na ich przodków wpłynął europejski kontakt i kolonizacja. Modelując przeszłe wąskie gardła populacji, Lindo obliczył, że rdzenna populacja górali spadła o 27% po kontakcie z Europą. Ale szokujące 97% przodków Huilliche-Pehuenche zmarło, prawdopodobnie z powodu rozległych wojen z kolonistami, które trwały aż do XIX wieku.
Wreszcie zespół znalazł jeden szczególny znak kontaktu europejskiego w genomach współczesnych górali: receptor immunologiczny, który włącza się w odpowiedzi na szczepionkę przeciwko ospie. Epidemie ospy udokumentowano w Andach, zwłaszcza we wczesnych dniach kontaktu z Europą, a marker ten uświadamia fakt, że współcześni Andyjczycy wywodzą się z tych, którzy przeżyli – mówi Lindo. „To sygnał, że ewolucja człowieka trwa dalej”, mówi Aldenderfer.