Ženské savce produkují mléko, aby vyživovaly své mladé. Většina výživy pochází z laktózy, hlavního cukru v mléce. Laktóza se v tenkém střevě dítěte rozkládá na jednodušší cukry, glukózu a galaktózu, které jsou snadno absorbovány tenkým střevem. Rozpad nebo trávení laktózy je zprostředkováno enzymem zvaným laktáza.
Po odstavení dítě rychle ztrácí schopnost produkovat laktázu. Když dospělí konzumují mléko, sýr, zmrzlinu nebo jiné mléčné výrobky, mnoho z nich zažívá nepříjemné účinky, jako je nadýmání, nadýmání a průjem. Je to proto, že nestrávená laktóza prochází do tlustého střeva, kde se používají bakteriemi, které tam sídlí. To produkuje vodík, oxid uhličitý a metan a neabsorbované cukry zvyšují průtok vody do střev, aby se způsobilo průjem. Toto jsou charakteristické znaky intolerance laktózy.
Miliony lidí na celém světě se však pravidelně oddávají mléčným koktejlům, sýrovým pizzám a zmrzlinovým pohárům i jako dospělí. Je to proto, že nesou genetické mutace, které jim umožňují pokračovat v produkci laktázy i jako dospělí. Tato vlastnost se nazývá laktázová perzistence.
Příklad učebnice
Mutace, které udělují perzistenci laktázy, se objevily nezávisle v různých populacích. Zdá se, že jejich vznik v severoevropských a afrických populacích se shodoval s domestikací skotu, buvolů, koz, ovcí a dalších hospodářských zvířat, které začalo asi před 11 000 lety. Kulturní posun od lovu/shromáždění k pastoralismu poskytoval pokračující přístup k masu, mléku a skrývání před stády domestikovaných zvířat.
Mnoho vědců v té době považovalo náhodný vznik mutací perzistence laktázy s domestikací hospodářských zvířat, aby byl „učebnicovým příkladem“ konvergentní evoluce. To znamená, že nezávislý vývoj podobných vlastností v vzdáleně souvisejících populacích. Odborníci věřili, že to bylo řízeno, podle slov a Papír 2007 v Přírodní genetika„silným selektivním tlakem vyplývajícím ze sdílených kulturních rysů – domestikace zvířat a spotřeba mléka pro dospělé“.
Vrás v učebnici
Vědci možná budou muset přehodnotit tento úhledný shrnutí ve světle nových zjištění, které tým vědců z Fudan University v Šanghaji v Číně hlásil; Institut Max Plancka pro evoluční antropologii v Německu Leipzig; a Université de Lyon ve Francii. Jejich zjištění byly publikovány v Sborník Národní akademie věd.
Vědci našli zřetelnou evoluční cestu pro perzistenci laktázy ve východoasijských populacích, mezi něž patří Číňané, Japonci a Vietnamci. Na rozdíl od genové a kulturní koevoluce dobře zdokumentované v afrických a evropských skupinách pocházel gen východoasijské laktázy z neandrtálců, archaické skupiny lidí, která zanikla asi před 30 000 lety.
Když vědci provedli populační genetickou analýzu části genomu obsahujícího gen laktázy, zjistili důkazy o předškolním výběrových tlacích, které začínají před více než 30 000 lety. To znamená, že východoasijské genomy se začaly vyvíjet směrem k perzistenci laktázy několik tisíciletí, než tyto populace začaly domestikovat hospodářská zvířata.
Tento časný vývoj pravděpodobně zaměřil výhody související s imunitním systémem spíše než přímo trávením laktózy. Vědci zjistili, že východoasijský (neandrtálský) gen laktázy vykazoval stejný vzorec exprese jako mutant zodpovědný za přetrvávání laktázy v Evropanech. To naznačovalo, že to také udělilo vytrvalost laktátu.
Neandrtálci v našem genomu
Asi před 7 miliony let, evoluční linie vedoucí k současné Homo sapiens Odklonil se od toho, který vedl k našim nejbližším živým bratrancům, šimpanzům a bonobosům. Asi před 800 000 lety se naše linie ještě jednou rozdělila: jedna populace se odtrhla a migrovala do Eurasie, přizpůsobila se chladným podnebí a nakonec se stala neandrtálci. Druhý zůstal v Africe a asi před 200 000 lety se vyvinul v moderní lidi.
Moderní lidé migrovali z Afriky do Eurasie před 120 000 až 80 000 lety a přišli do styku se svými neandrtálskými bratranci. Důkazy DNA z kosterních pozůstatků pocházejí poté, co kontakt ukázal také dva příležitostně interbred. Výsledkem je, že dnes představuje asi 1-4% genomu jedinců s euroasijským předkem-tj. Evropané, východní Asii, Indové, domorodí Američané a Oceánii-neandertálské sekvence odvozené z DNA. Jedním takovým segmentem byl gen laktázy východních Asiatů. Na druhé straně mají africký původ téměř 0% neandrtálských sekvencí.
Asi před 30 000 lety neandrtálci vyhynuli z důvodů, které stále nejsou jasné.
Kosti si vybrat
Odborníci mohou odlišit neandrtálské kosterní pozůstatky od pozůstatků moderních lidí tvarem lebky, vnitřních ušních kostí a šířky pánve. Neandrtálské kosti přinesly DNA, která vědci sekvenovali a porovnali s DN H. Sapiens.
Dva náhodní lidé sdílejí asi 99,9% své sekvence DNA, zatímco lidé a neandrtálci sdíleli pouze asi 99,7%. Mezi neandrtálskými a lidskými sekvencemi DNA tedy existuje asi 9,6 milionu bodů rozdílu, pokud jde o základny, z nichž je DNA vyrobena. Na základě těchto rozdílů, pokud je sekvence DNA dostatečně dlouhá, lze zjistit, zda je to od lidí nebo neandrtálců.
The Allen starověký zdroj DNA (AADR) je kurátorská databáze více než 10 000 genomových sekvencí z kosterních pozůstatků starověkých jedinců, kteří před 20 000 lety žili. Vědci, kteří tento zdroj dali dohromady, také na každém genomu identifikovali více než milion míst, kde je známo, že DNA vykazuje jiné uspořádání základů než „normální“.
Asi 67% starověkých sekvencí DNA v AADR pochází z pozůstatků v Evropě a Rusku, asi 8% pochází z východní Asie a Blízkého východu, asi 7% z Ameriky, asi 5% pochází z jižní a střední Asie, asi 3% z Afriky a asi 2% z Oceánie.
Příběh vyvýšený
Vědci za novou studií prohledali Aadr a našli jednoho moderního člověka, který žil asi před 14 000 lety v oblasti Amur v Číně. Tento jednotlivec nesl gen laktázy odvozený z neandrtál. Gen se objevil zhruba u 10% lidí, kteří žili před 8 000 až 3 000 lety, a u asi 20% těch, kteří žili asi 3 000 až 1 000 lety. Jeho současná frekvence mezi východními Asiaty je 28,9%.
Údaje AADR tedy také podporovaly inference z populačních genetických analýz: že gen laktázy již zažil výběr a dosáhl (relativně) vysoké frekvence mezi východními Asiatmi dlouho předtím, než začali domestikovat zvířata.
Proto výběr ve východních Asiatách, na rozdíl od Afričanů a severního Evropanu, byl tedy z jiných důvodů než vytrvalost laktázy, nebo ve všech třech geografiích nebyl výběr podobně pro vytrvalost laktázy.
Ať tak či onak ve světle těchto zjištění, klasický příběh koevoluce gen -kultury se stal komplikovanějším, a proto, jak vědci poznamenávají, zajímavější.
DP Kasbekar je vědec v důchodu.
Publikováno – 13. května 2025 05:30
