Большинство из нас выросли на молоке. Нам сказали, что это лучший напиток для здоровья.
Он богат питательными веществами, такими как кальций и другие минералы, витамины, включая витамин D, белок, жир и сахар в форме лактозы.На Западе люди считают употребление молока само собой разумеющимся, потому что большинство людей европейского происхождения способны вырабатывать фермент лактазу во взрослом возрасте и таким образом переваривать молочный сахар лактозу. Однако это не было нормой для большей части мира и не было нормой для наших предков каменного века. Фактически, генетические данные показали, что способность взрослых людей вырабатывать фермент лактазу развивалась только в течение последних десяти тысяч лет при сильном естественном отборе.
Без этого фермента потребление молока может вызвать некоторые неприятные побочные эффекты, такие как вздутие живота, судороги, метеоризм и диарея — состояние, известное как непереносимость лактозы.Почему эта черта, известная как стойкость лактазы, возникла так быстро, остается загадкой. Археологи и антропологи показали, что стойкость лактазы эволюционировала в популяциях скотоводов, и легко понять, почему; Нет особого смысла переваривать лактозу, если вы не употребляете молоко. Но почему это было таким преимуществом для наших предков?
На этой неделе в журнале «Молекулярная биология и эволюция» Оддни Сверрисдоттир из Центра эволюционной биологии Уппсальского университета и его коллеги немного приблизили нас к ответу на этот вопрос.Долгое время ученые и клиницисты считали, что главным преимуществом Европы было то, что первые фермеры смогли избежать последствий дефицита кальция; молоко является прекрасным источником кальция, и в нем также есть немного витамина D (витамин D необходим для усвоения кальция). Более того, у тех первых европейских фермеров, особенно в регионах с низким уровнем солнечного света на севере, были бы проблемы с выработкой достаточного количества витамина D в коже в течение большей части года, и широко распространено мнение, что витамина D было не так много в их, в основном, злаках. диета на основе.«Для них молоко могло стать новым суперпродуктом», — говорит Сверрисдоттир.
А как насчет наших кузенов в солнечной Испании?
У них достаточно солнечного света в течение большей части года, чтобы производить витамин D, и все же многие из них устойчивы к лактазе. Сверрисдоттир и его коллеги получили ДНК из костей первых испанских фермеров, и им не удалось найти мутацию, которая вызывает сохранение лактазы у европейцев (LCT -13910 * T).Получить ДНК из древних костей может быть сложно, потому что ДНК со временем разрушается, и старые образцы очень легко загрязняются ДНК живых людей (археологов, исследователей лабораторий и т. Д.).
Однако образцы, использованные в этом исследовании, оказались очень хорошего качества.«Сейчас мы работали с этим материалом для нескольких исследований, и сохранность ДНК в этих образцах отличная», — говорит Андерс Готерстром из Стокгольмского университета, соавтор исследования.Чтобы увидеть, насколько естественный отбор необходим для повышения стойкости лактазы до сегодняшних частот в этой Иберии, Сверрисдоттир связалась со своим коллегой профессором Марком Томасом из Лондона. Используя компьютерное моделирование, они обнаружили, что ответ был «много»!
«Но вот в чем дело, — говорит Сверрисдоттир, — если естественный отбор способствует эволюции персистенции лактазы в месте, где у людей нет проблем с выработкой витамина D в своей коже, тогда, очевидно, объяснение витамина D и кальция (известное как гипотеза ассимиляции кальция) это не режет. Так что, хотя гипотеза усвоения кальция может иметь некоторое отношение к Северной Европе, это явно не вся история ».«Эволюция персистенции лактазы — один из самых известных и наиболее ярких примеров недавней эволюции человека.
Одна из парадоксов работы в этой области состоит в том, что мы знаем, что это произошло, но до сих пор не знаем, почему», — говорит Сверрисдоттир.Персистенция лактазы наиболее часто встречается на юге Швеции и в Ирландии.
Учитывая, что абсорбция кальция — не единственная причина, по которой эта черта так быстро развивалась, Сверрисдоттир и его коллеги предложили другую причину:Хотя у большинства первых европейских фермеров не было бы стойкости к лактазе, они все равно могли бы употреблять кисломолочные продукты, такие как йогурт и сыр, потому что ферментация превращает большую часть лактозы в жиры.
Но в условиях голода, например, при неурожае, они, вероятно, съели все кисломолочные продукты, оставив только продукты с более высоким содержанием лактозы. Это могло вызвать обычные симптомы непереносимости лактозы, такие как диарея.
Диарея у здоровых людей обычно не опасна для жизни, но у людей с тяжелым истощением она, безусловно, может быть. Таким образом, голод мог привести к очень сильному естественному отбору, способствующему сохранению лактазы.