Za dojenčka je prebavo mleka kos pogače. Toda tega ne moremo trditi za odrasle. Dojenčki lahko prebavijo mlečni esencialni sladkor, laktozo, zahvaljujoč encimu, imenovanem laktaza, ki ga razdeli na dva manjša sladkorja, glukozo in galaktozo. Ko se staramo, veliko ljudi preneha proizvajati laktazo in izgubi to sposobnost. Drugi pa ne.
Sorodne vsebine
- Ko so ljudje prvič dobili mleko
- Zmanjševanje števila živine z mini govedo
- Toleranca na laktozo in evolucija človeka
Znanstveniki že nekaj časa poskušajo razvozlati, kako, kdaj in zakaj je toleranca na laktozo pri ljudeh. Ljudje z laktozno toleranco (ali laktazno obstojnostjo, znanstveno gledano) ponavadi prihajajo iz severne Evrope, Bližnjega vzhoda in Afrike. Splošna hipoteza: pri nekaterih ljudeh so mutacije naravno nastale v bližini gena za laktazo in so ohranile proizvodnjo encima v odrasli dobi, zaradi tega, ker se je v okolju nekaj dogajalo, so imeli odrasli z laktazo prednost preživetja pred laktozno intolerantno. "Kar koli je bilo, je bilo res, resnično koristno, ker se je hitro širilo, " razlaga Sarah Tishkoff, genetičarka z univerze v Pensilvaniji v Filadelfiji.
Znanstveniki se ne strinjajo glede tega, kaj je vplivalo na prilagajanje v različnih regijah, vendar so ugotovili peščico mutacij, ki so lahko povezane z laktozno toleranco. Težko je povedati, katere mutacije so najpomembnejše in koliko se razlikujejo od regije do regije.
Tishkoff in njeni sodelavci so danes objavili novo raziskavo v ameriškem časopisu Human Genetics - največjo raziskavo tolerance na laktozo v vsej Afriki -, ki je še en korak pri prepoznavanju najpomembnejših mutacij in namiguje na njihov evolucijski vzrok. Delo je potrdilo, da so bile že ugotovljene genetske mutacije pri Afričanah resnično povezane z obstojem laktaze. Z dokazovanjem, da se ti geni kažejo v nesorazmerno visokih frekvencah v afriških pastoralnih skupinah, ugotovitve postavljajo tudi genetske podatke za idejo, da je udomačevanje živali neločljivo povezano s širjenjem laktozne tolerance.
Leta 2007 je Tishkoffov laboratorij odkril tri mutacije, ki so v manjši skupini vzhodnoafriških državljanov približno povezane z obstojem laktaze, druge skupine pa so odkrile druge mutacije, povezane z obstojem laktaze, v izbranih afriških populacijah, kot so skupnosti v Etiopiji. Toda v okviru teh raziskav "obstajajo ljudje, ki lahko prebavijo mleko, ki teh [mutacij] nimajo", pravi Tishkoff, "Torej smo mislili, da je tam še kaj drugega."
V svojem novem delu so raziskovalci želeli uporabiti širšo lečo za pregled obstojnosti laktaze. Skupina je odvzela vzorce krvi in sekvencirano DNK od 819 Afričanov (ki predstavljajo 63 različne populacije) in 154 neafričanov (ki predstavljajo devet populacij v Evropi, na Bližnjem vzhodu ter v Srednji in Vzhodni Aziji). Osredotočili so se na tri regije človeškega genoma v bližini gena laktaze: promocijsko regijo (ki vklopi ali izklopi gen in povzroči nastajanje laktaze) in dve okrepitveni regiji (ki sodelujeta pri ohranjanju gena ali povečanju proizvodnje laktaze ) . Ko so sekvencirali te regije, so odkrili pet mutacij, ki so povezane z obstojem laktaze, in izmerili njihove frekvence pri vseh različnih populacijah.
Sarah Tishkoff opravi test laktozne tolerance za skupino Maasajev v Tanzaniji. Test meri sposobnost prebave mleka, značilnost, ki jo Tishkoff in drugi raziskovalci povezujejo s prakso pastirstva. (Foto: Univerza v Pensilvaniji) Da bi se genetski podatki lahko ujemali z laktozno toleranco, so morali testirati stanje na terenu, vključno z odročnimi območji po Afriki. Udeleženci so dali sladki laktozni prah, ki ustreza enemu do dveh litrov mleka. "Ima tak okus kot oranžni Cool-Aid, " pravi Tishkoff.
Nato so raziskovalci s pomočjo prenosnega kompleta za testiranje diabetikov vsakih 20 minut merili raven glukoze v krvi. Povišanje glukoze v krvi je pomenilo, da se je v telesu osebe razgradila laktoza. "Na podlagi tega lahko kategoriziramo ljudi kot strpne, delno strpne ali nestrpne, " pravi Alessia Ranciaro, raziskovalka v laboratoriju Tishkoff, ki je opravila večino terenskega dela.
Če so genetske podatke primerjali s podatki na terenu, so potrdili povezavo med tremi mutacijskimi območji ojačevalcev, ki so jih odkrili, in laktazno obstojnostjo. Dve drugi mutaciji, ena v promotorju in ena v ojačevalnem predelu, sta bili prav tako povezani z obstojnostjo laktaze, vendar sta ti manj pogosti in manj jasni, če sta povezani z lastnostjo.
Da bi dobili občutek, od kod bi te mutacije morda geografsko izvirale, so si ogledali mutacijske vzorce (imenovane haplotipi) na kromosomih udeležencev, kjer so bili geni laktaze. Znano je, da so različni haplotipi zgodovinsko nastali v različnih geografskih regijah, zato so s pregledovanjem povezave med različnimi haplotipi v Afriki danes in prisotnostjo ali odsotnostjo mutacij v genu laktaze raziskovalci lahko zasledili geografsko širjenje teh mutacij po vseh Afrika.
Podatki kažejo, da je širjenje mutacij laktaze sovpadalo s širjenjem ljudi in udomačitvijo živine po Afriki. Avtorji so ugotovili, da evolucijska zgodovina mutacij ustreza znanim migracijskim vzorcem in arheološkim dokazom za začetke udomačevanja živine. Zlasti mutacija, ki se je širila od Bližnjega vzhoda do severne Afrike, je stara približno 5.000 do 12.300 let, kar pomeni, da je približno enaka starost kot udomačitev goveda v severni Afriki in na Bližnjem vzhodu, ki se je zgodila pred približno 10.000 leti. Druga različica, ki je razširjena na Arabskem polotoku, se po starosti ujema z arheološkimi dokazi o udomačevanju kamel v tej regiji pred približno 5000 leti.
"Ko se te skupine preselijo v druge regije, prinesejo to mutacijo s seboj, in če se poročijo z lokalno skupino, na koga so naleteli, je to koristno tudi za njih, zato se bo pogosto povečala, " pravi Tishkoff .
V drugem primeru naj bi bila specifična mutacija v Tanzaniji, Keniji in Južni Afriki na podlagi predhodnih študij stara le 2700 do 6.800 let. To sovpada s časom pastoralističnih migracij navzdol iz severne Afrike v vzhodno Afriko. Kako se je izkazalo v južni Afriki, je nekoliko bolj zapleteno, vendar ima lahko nekaj povezave s širjenjem prebivalcev Bantuja v vzhodni Afriki in njihovim medsebojnim mešanjem z lokalnimi pastoralisti, ko so se selili na jug.
Ni presenetljivo, da bi bile genetske variante, ki povzročajo laktazno lastnost obstoja, povezane s pastoralizmom. Znanstveniki že dolgo poznajo povezavo lastnosti, ugotavlja genetik Dallas Swallow z University College iz Londona. Nova študija podkrepi veliko prejšnjega dela, vključno z njenim. Toda "povezava z življenjskim slogom [še] ni daleč od absolutne, " pravi.
Ranciaro in Tishkoff priznavata, da njihova študija ne odgovarja na vsa vprašanja o obstoju laktaze v Afriki. Če živine nimate, to ne pomeni nujno, da populacija ne more prebaviti mleka ali obratno. Poleg tega se zdi, da obstajajo še druge neidentificirane mutacije, ki sodelujejo pri proizvodnji laktaze. Na primer, nekateri ljudje lovskega nabiralca Hadže v Tanzaniji nimajo genetskih sledi obstoja laktaze, vendar se zdi, da nekateri lahko prebavijo mleko brez težav.
Laktaza ima lahko tudi vlogo pri razgradnji beljakovin v rastlinah, kar bi lahko razložilo, zakaj nekatere skupine, ki nimajo goveda, še vedno proizvajajo laktazo kot odrasli. Nekateri raziskovalci domnevajo, da lahko črevesne bakterije pomagajo prebaviti mleko, če mutacije ne primanjkuje.
Kaj vse to pomeni za povprečnega uživalca mleka? Če ste afriškega porekla, to zelo dobro razlaga evolucijsko potovanje za vašimi mutacijami, povezanimi z laktazo. V sušnih afriških okoljih je mleko ključen vir tekočine, ko vode primanjkuje, zato je evolucijska prednost obstoja laktaze jasna.
Če pa imate evropskega porekla - drugo regijo s tradicijo udomačevanja živine in skupno obstojnost laktaze -, zgodba ostaja skrivnost. Znanstveniki so predlagali različne teorije za evolucijske pritiske, ki so poganjali obstojnost laktaze po vsej Evropi, vendar je treba odkriti trde genetske dokaze.
