Dodano: 20 kwiecień 2018r.

Przykład adaptacji genetycznej u współczesnych ludzi, która sprzyja nurkowaniu

Ludność ze społeczności Bajau z południowo-wschodniej Azji znana jest ze swoich niezwykłych zdolności do nurkowania. Nowe badania sugerują, że ich imponujące wyczyny nie są wynikiem treningu, ale raczej przykładem adaptacji genetycznej, dzięki której ludność ta została obdarzona wyjątkowo dużymi śledzionami.

Nurek ze społeczności Bajau

 

Lud Bajau nazywany też „morskimi nomadami” żyje w południowo-wschodniej Azji, u wybrzeży Malezji, Indonezji i Filipin. Od pokoleń całe swoje życie spędzają na morzu i wszystko, czego trzeba im do życia, zdobywają własnie tam. Znani są ze ssoich niebywałych umiejętności nurkowania. Często pracują całe dnie nurkując na zmianę w poszukiwaniu ryb czy skorupiaków. Cała dzienna suma wstrzymywania oddechu na pojedynczego osobnika często sięga nawet pięciu godzin. Doświadczają przy tym ekstremalnych niedoborów tlenu.

Jak donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w najnowszym wydaniu pisma „Cell”, niezwykłe zdolności do nurkowania ludu Bajau mają podłoże genetyczne. Zaobserwowane u nich adaptacje genetyczne sprzyjają długiemu pozostawaniu pod wodą. Wynika to z wyjątkowo dużych śledzion.

Jak twierdzą naukowcy, to rzadki przykład doboru naturalnego u współczesnych ludzi. Zapewnia medycznie istotny wgląd w sposób, w jaki ludzie radzą sobie z ostrym niedotlenieniem.

 

- Ludzie są dość plastycznymi istotami. Możemy przystosować się do wielu ekstremalnych środowisk po prostu poprzez zmiany w naszym stylu życia lub zmiany w zachowaniu. Było mało prawdopodobne, że znajdziemy faktyczną adaptację genetyczną sprzyjającą nurkowaniu – powiedziała autorka badań Melissa Ilardo, doktorantka na Uniwersytecie w Kopenhadze. – Pierwszą oznaką, że wpadliśmy na dobry trop były śledziony ludu Bajau, wyraźnie większe od żyjącej obok, ale nienurkującej społeczności Salman – dodała.

Rozmiar śledziony jest istotny ze względu na rolę tego organu podczas nurkowania, gdy wstrzymywany jest oddech. Ponieważ nasze tętno zwalnia, a naczynia krwionośne w kończynach zwężają się, śledziona kurczy się, uwalniając utlenione krwinki czerwone i zwiększając dostęp tlenu w krwiobiegu. Większa śledziona oznacza uwolnienie większej ilości tlenu.

Ilardo podejrzewała, że kluczem do długiego nurkowania może być śledziona. U ssaków morskich, choćby fok, już wcześniej zauważono, że ten organ jest nad wyraz duży.

Ilardo podczas pobytu wśród „morskich nomadów” przebadała ich ultrasonografem. Zbadała także ich sąsiadów, którzy na co dzień nie zajmują się nurkowaniem - ludność Saluan. Okazało się, że Bajau mieli śledziony większe średnio o 50 proc. od sąsiadów.

Większe od sąsiadów śledziony ludu Bajau sugerują, że ich kultura nurkowania ukształtowała ich fizjologię. Jednak fakt, że członkowie społeczności, którzy nie nurkują, mieli również większe śledziony wskazywał, że nie była to odpowiedź organizmu na spędzanie dużo czasu pod wodą. To coś w ich DNA.

Po zeskanowaniu genomu ludu Bajau okazało się, że różni się on w 25 miejscach od sąsiednich mieszkańców, którzy w badaniach odegrali rolę społeczności porównawczych. Spośród tych różnic stwierdzono, że jeden wariant genowy znanym jako PDE10A jest skorelowany z większym rozmiarem śledziony ludu Bajau, nawet po uwzględnieniu czynników zakłócających, takich jak wiek, płeć czy wzrost.

U myszy PDE10A jest znany z regulacji hormonu tarczycy, który kontroluje rozmiar śledziony. To wzmacnia idee, że „morscy nomadzi” mogli wyewoluować większy rozmiar śledziony konieczny do utrzymania ich długich i częstych nurkowań.

Zrozumienie, w jaki sposób ludzkie ciało reaguje na brak tlenu, jest ważne w wielu medycznych powodów. Niedotlenienie zostało dobrze przebadane w populacjach żyjących na dużych wysokościach, gdzie brak tlenu jest znacznie bardziej chroniczny. Ale nie przeprowadzono zbyt wielu badań na ten temat w populacjach społeczności nurków.

- W przypadku społeczności nurkowych mamy do czynienia z bardziej ostrym niedotlenieniem, niż w przypadku populacji żyjących na wysokościach – wyjaśniła Ilardo.

Badania ludności żyjących na dużych wysokościach przeprowadził w 2014 roku profesor Rasmus Nielsen z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który współpracował z Ilardo także przy badaniach ludu Bajau. Znalazł on u Tybetańczyków inny wariant genu EPAS1, który chorni ich przed skutkami niedotlenienia. - Jest to fascynujący przykład tego, jak ludzie mogą, w stosunkowo krótkim czasie, dostosować się do lokalnego środowiska – zaznaczył Nielsen.

- Trudno jest wykazać, że gen przeszedł ostatnio ewolucyjną adaptację u żywych ludzi, ale w tym przypadku istnieją na to mocne dowody, mimo że Bajau swój styl życia prowadzą zaledwie kilka tysięcy lat – powiedział współautor badań Eske Willerslev pracujący również na kopenhaskiej uczelni.

Autorzy badań zaznaczają, że trzeba przeprowadzić jeszcze szereg analiz, by z całą pewnością oświadczyć, że lud Bajau wyewoluował większe śledziony. Naukowcy krytycznie nastawieni do badań, jak choćby fizjolog z University of London Edward Gilbert-Kawai zauważył, że jest mało prawdopodobne, by rozmiar śledziony był kontrolowany tylko przez jeden gen.

 

Źródło: Science, Science Daily, New Scientist, fot. Melissa Ilardo/ University of Copenhagen