За бебу је варење млека парче торте. Али исто се не може рећи за одрасле. Дојенчад има способност пробаве млијечног есенцијалног шећера, лактозе, захваљујући ензиму званом лактаза, који га разграђује на два мања шећера, глукозу и галактозу. Како старимо, многи људи престају да стварају лактазу и губе ту способност. Други то не чине.
Сличан садржај
- Када људи први пут добију млеко
- Смањивање стоке мини-стоком
- Толеранција на лактозу и еволуција човјека
Научници већ неко време покушавају да дешифрују како, када и зашто толеранцију на лактозу код људи. Људи са лактозном толеранцијом (или лактазном постојаношћу, научно говоре) потичу из северне Европе, Блиског Истока и Африке. Општа хипотеза: код неких људи су мутације природно настале у близини гена за лактазу и задржале су производњу ензима у одраслој доби, а због нечега што се дешавало у околини, одрасли људи с лактазом имали су предност у преживљавању у односу на лактозну интолеранцију. "Шта год то било, било је заиста, заиста корисно јер се брзо ширило", објашњава Сарах Тисхкофф, генетичарка са Универзитета у Пенсилванији у Филаделфији.
Научници се не слажу око тога шта је утицало на адаптацију у различитим регионима, али су идентификовали прегршт мутација које могу бити повезане са толеранцијом на лактозу. Међутим, тешко је рећи које су мутације најважније и колико оне варирају од регије до регије.
Тисхкофф и њене колеге објавили су данас нову студију у Америцан Јоурнал оф Хуман Генетицс - највећој студији толеранције на лактозу широм Африке данас - која захтева још један корак у идентификацији најрелевантнијих мутација и наговештава еволуцијски узрок истих. У раду је потврђено да су претходно идентификоване генетске мутације заиста повезане са постојањем лактазе код Африканаца. Показујући да се ови гени показују у несразмерно високим фреквенцијама у афричким пасторалним групама, налази такође стављају генетске податке иза идеје да је припитомљавање животиња нераскидиво повезано са ширењем толеранције на лактозу.
У 2007. години, у Тисхкоффовој лабораторији пронађене су три мутације које су грубо повезане са постојањем лактазе у мањим групама источних Африканаца, а друге групе су пронашле друге мутације повезане са постојањем лактазе у одабраном афричком становништву, попут заједница у Етиопији. Али, у оквиру ових студија, "постоје људи који могу пробавити млеко, који немају ове [мутације], " каже Тисхкофф, "Дакле, мислили смо да би могло да постоји нешто друго напољу."
У свом новом раду, истраживачи су желели да користе шире леће како би сагледали постојаност лактазе. Тим је узео узорке крви и секвенциониран ДНК од 819 Африканаца (који представљају 63 различите популације) и 154 неафриканца (који представљају девет популација у Европи, Блиском Истоку и Централној и Источној Азији). Усредсредили су се на три региона људског генома у близини гена лактазе: промоторску регију (која укључује или искључивање гена, узрокујући стварање лактазе) и две регије за појачавање (укључене у задржавање гена или повећање производње лактазе ) . Кад су секвенцирали ове регије, пронашли су пет мутација за које се зна да су повезане са перзистенцијом лактазе, и измерили су њихове фреквенције у свим различитим популацијама.
Сарах Тисхкофф спроводи тест толеранције на лактозу групи Маасаја у Танзанији. Тест мјери способност пробаве млијека, особину коју Тисхкофф и други истраживачи повезују с праксом пасторализма. (Фото: Универзитет у Пенсилванији) Да би се генетски подаци ускладили са толеранцијом на лактозу, морали су тестирати стање на терену, укључујући удаљена подручја широм Африке. Учесницима су дали слатки прах лактозе који одговара једном до два литра млека. "Има укус попут наранџасте Цоол-Аид", каже Тисхкофф.
Затим су, користећи преносиви комплет за тестирање на дијабетес, истраживачи измерили ниво глукозе у крви сваких 20 минута током сат времена. Повећање глукозе у крви значило је да тијело особе разграђује лактозу. "На основу тога можемо категорисати људе као толерантне, делимично толерантне или нетолерантне", каже Алессиа Ранциаро, научница у истраживању у Тисхкоффовој лабораторији која је спровела већину теренског рада.
Упоређујући генетске податке са теренским подацима, они су потврдили везу између три мутационе регије појачивача које су претходно открили и постојаности лактазе. Две друге мутације, једна у промотору и једна у појачарском региону, такође су повезане са постојањем лактазе, али су оне ређе и мање јасне у корелацији са својством.
Да би стекли утисак одакле су те мутације географски настале, прегледали су мутацијске обрасце (назване хаплотиповима) на хромозомима учесника где су се налазили гени лактазе. Познато је да су различити хаплотипи историјски настали у различитим географским регионима, па су гледајући повезаност између различитих хаплотипова у Африци данас и присуства или одсуства мутација у гену лактазе, истраживачи били у стању да прате географско ширење ових мутација широм Африка.
Подаци сугерирају да се ширење мутација лактазе подударало са ширењем припитомљавања људи и стоке широм Африке. Аутори су открили да еволуциона историја мутација одговара познатим миграцијским обрасцима и археолошким доказима о почецима припитомљавања стоке. Конкретно, мутација која се ширила са Блиског Истока у северну Африку стара је око 5.000 до 12.300 година, стављајући је отприлике у исто доба као и припитомљавање стоке у Северној Африци и на Блиском Истоку, која се догодила пре око 10 000 година. Друга варијанта, распрострањена на Арапском полуострву, по старости одговара археолошким доказима о припитомљавању камелија у тој регији пре око 5.000 година.
"Када се те групе преселе у друге регионе, доносе ту мутацију са собом, и ако се вјенчају са локалном групом, кога год су налетели, то је и њима корисно, тако да ће такође повећати учесталост", каже Тисхкофф .
У другом примеру, верује се да специфична мутација која преовлађује у Танзанији, Кенији и Јужној Африци има тек 2.700 до 6.800 година, на основу претходних студија. То се поклапа са временом пасторалистичких миграција доле из северне Африке у источну Африку. Како се показало у јужној Африци мало је сложеније, али може имати неке везе са ширењем народа Бантуа у источној Африци и њиховим мешањем са локалним пасторалистима док су се кретали на југ.
Није изненађујуће да ће генетске варијанте које узрокују трајност упорности лактазе бити повезане са пасторализмом. У ствари, научници већ дуже време знају за повезаност ове особине, примећује генетичар Даллас Сваллов са Универзитетског колеџа у Лондону. Нова студија подупире много досадашњих радова, укључујући и њен властити. Али, „повезаност са животним стилом [далеко] је апсолутна“, каже она.
Ранциаро и Тисхкофф признају да њихова студија не даје одговоре на сва питања која се тичу постојања лактазе у Африци. То што нема стоку не значи нужно да популација не може пробавити млеко или обрнуто. Поред тога, чини се да постоје и друге, још неидентификоване мутације које су укључене у производњу лактазе. На пример, неки припадници ловачко-сакупљачког хаџа у Танзанији немају генетске трагове трајности лактазе, али чини се да неки могу пробавити млеко без проблема.
Лактаза такође може играти улогу у разградњи протеина у биљкама, тако да би се могло објаснити зашто неке групе које немају стоку још увек могу производити лактазу као одрасле особе. Алтернативно, неки истраживачи претпоставили су да бактерије из црева могу да помогну неким варењима млека када им недостаје мутација.
Шта ово све значи за просечног пића млека? Ако сте афричког порекла, то прилично добро објашњава еволуцијско путовање иза ваших мутација повезаних са лактазом. У сушним срединама Африке млеко је кључни извор течности када је воде мало, тако да је еволуциона предност упорности лактазе јасна.
Али ако сте европског порекла - још једног региона са традицијом припитомљавања стоке и заједничком постојаношћу лактазе - прича остаје мистерија. Научници су предложили различите теорије за еволутивне притиске који су покретали постојаност лактазе широм Европе, али тешки генетски докази тек треба да буду откривени.
