03.07.2014 | Наука

Тибетцы адаптировались к высоте благодаря генам древнего человека

Жители высокогорного Тибета прекрасно чувствуют себя на больших высотах, где воздух весьма разрежен, то есть в нём гораздо меньше кислорода. Ученые исследовали эту особенность.

Похоже, ученым удалось обнаружить вариант гена, который даёт тибетцам преимущество над всеми остальными нашими современниками. Этот ген был получен от вымершего вида человека − денисовца.

Жить на вершине мира сложно, обычному человеку здесь сложно дышать, и это вызывает множество проблем. Например, высоко в горах сложнее зачать ребёнка, организму сложно справиться с высотной гипоксией. Для высотной болезни характерны нарушения дыхания и пищеварения, сужение периферического поля и затуманенность зрения, снижение болевой чувствительности вплоть до её потери, обезвоживание организма, отёк легких и головного мозга, разнообразные психические расстройства, сопровождающиеся галлюцинациями. Но тибетцы, похоже, абсолютно не испытывают дискомфорта, проживая всю свою жизнь в горах.

Результаты исследований связали эту адаптивную способность с несколькими генами, в том числе EPAS1 − частью системы, которая помогает организму реагировать на низкие уровни кислорода и регулирует выработку гемоглобина. Тибетский вариант EPAS1 уходит корнями к предкам непальских шерпов.

Расмус Нильсен (Rasmus Nielsen) из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги из Пекинского института геномики (BGI) совершили экспедицию на Тибет, где собрали пробы ДНК у 40 представителей различных этнических групп и племён, живущих в разных уголках региона. Затем они сравнили геном жителей Тибета с геномами 26 народов со всего мира. Как оказалось, ни одна современная группа людей не несёт тибетский вариант EPAS1.

Что любопытно, учёные обнаружили этот же вариант гена в геноме денисовского человека − вымершего вида, чьи останки были обнаружены лишь в Денисовой пещере Алтайских гор в восточно-центральной Азии. Сама Денисова пещера находится на высоте 760 метров, не очень-то и высоко. Но она близка к Алтайским горам, которые возвышаются более чем на 3000 метров.

Исследование показало, что одна из самых необычных генетических адаптаций человека восходит к древнему и немногочисленному вымершему архаичному виду, само существование которого было подтверждено всего четыре года назад. Однако этот вид всё же оставил важное наследие нашим современникам.

Некоторые эксперты, среди которых Дэвид Рейх (David Reich) из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, считают, что тибетский вариант гена, скорее всего, перешёл к людям благодаря межвидовому скрещиванию.

Возможно также, что вариация гена пришла к современным жителям Тибета от неандертальцев, чьи вариации EPAS1 также похожи на тибетские (пока недостаточно доказательств тому, что он восходит именно к денисовцам). Эта гипотеза более вероятна, так как неандертальцы некогда заселяли всю материковую Азию, в то время как денисовец, скорее всего, обитал лишь в Юго-Восточной Азии.

Впрочем, существует и версия, что денисовские люди смогли пересечь линию Уоллеса (проходит между островами Бали, Ломбос, Борнео и Сулавеси и является водоразделом между азиатской и австралийской фауной).

Как бы то ни было, люди начали скрещиваться с неандертальцами вскоре после миграции из Африки. Тогда наши предки были плохо подготовлены к непростым условиям Евразии. Однако неандертальцы путешествовали по Европе и Азии в течение достаточно длительного времени, и их иммунная система уже успела адаптироваться.

Учёными были найдены доказательства того, что многие гены иммунитета неандертальцев перешли и к современному человеку: возможно, именно они и помогли древним людям расселяться по всей планете.

В статье, вышедшей в журнале Nature, исследователи отмечают, что до сих пор не до конца ясно, каким именно образом модификация EPAS1 помогает тибетцам выживать на высоте 4000 метров над уровнем моря.

Кажется, в их организме меньшее количество красных кровяных клеток эритроцитов, которые переносят кислород.

Впрочем, тогда возникает парадокс: как правило, если обычный человек едет в горы, его организм начинает вырабатывать больше таких клеток. Из-за этого кровь становится гуще, что делает более вероятными образование тромбов и закупорку сосудов (весьма нежелательные явления). Нильсен считает, что именно благодаря генетическому "прореживанию" крови тибетский вариант EPAS1 снижает этот риск. При этом пониженный уровень снабжения крови кислородом компенсируется более интенсивным кровотоком, который стимулируется оксидом азота.

По публикациям UkrNet