Going global by adapting local: A review of recent human adaptation
Сформировавшись как вид около 200 000 лет назад в Африке, за последние последние 100 000 лет Homo sapiens распространились по всему земному шару, в самых разнообразных средах обитания. От горной местности до лесостепей, от Арктики до тропиков. Последние 10 000 ознаменовавшие собой переход большинства человеческих популяций от образа жизни охотников-собирателей к земледелию и скотоводству сопровождались стремительным ростом населения, увеличением его плотности и, как следствие, распространением инфекционных болезней.
Исследование коренных (indigenous) популяций и древней ДНК (ancient DNA, aDNA) с помощью общегеномных исследований (genome-wide association studies, GWAS) дает возможность изучить, как адаптация к локальному давлению селективных факторов привела к появлению региональных генетических вариантов обуславливающих определенные изменения фенотипа.
Адаптация к употреблению молочных продуктов
Одомашнивание скота начавшееся около 10 000 лет назад на Среднем Востоке и севере Африки создало мощное селективное давление в направлении употребления молока взрослыми особями. У большинства млекопитающих, как и у людей, уровень лактазы (фермента расщепляющего основной углевод молока – лактозу) быстро снижается после отлучения от груди, однако у популяций имеющих долгую историю производства молочных продуктов (dairying) сохраняются высокие уровни лактазы.
Адаптация к арктической среде
Инуиты Аляски, Канады и Гренландии приспособились к местной морской диете богатой омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами расщепляемыми группой ферментов десатураз жирных кислот (fatty acid desaturase enzymes, FADS). Невысокий рост Инуитов возможно связан с влиянием состава жирных кислот на регуляцию роста.
Адаптация к тропическим лесам
Будучи суровой средой обитания с высокой температурой, влажностью и разнообразием паразитов и патогенов, тропические леса оказывали селективное давление по нескольким параметрам.
• Небольшой рост
Наглядный пример конвергентной эволюции у популяций охотников-собирателей тропических лесов (rainforest hunter-gatherer, RFHG) Африки, Азии и Южной Америки. Возможными причинами отбора в пользу небольшого роста являются ограниченные продовольственные ресурсы, устойчивость к тепловому стрессу, иммунный ответ и баланс между ранним репродуктивным созреванием и прекращением роста.
• Устойчивость к эндемическим патогенам
Патогены среды являются мощным драйвером эволюционной адаптации, и мало какой биом сравнится по их количеству с тропическими лесами. К примеру Plasmodium falciparum, возбудитель малярии, который является бичом Африки, уносит ежегодно миллион детских жизней. У тропических популяций встречаются генетические варианты обеспечивающие некоторую устойчивость к малярии и трипаносомозу (сонной болезни).
Адаптация к высокогорью
Обитатели Тибетского Плато, Андского Альтиплано или Сыменского нагорья в Эфиопии, живущие на высоте больше 2500 метров над уровнем моря, приспособились к условиям нехватки кислорода (гипоксии) с помощью изменения концентрации гемоглобина и сатурации кислородом.
Адаптация к токсической среде
В Сан Антонио де лос Кобрес в Аргентине один из самых высоких уровней мышьяка (arsenic) в грунтовых водах. Метаболизм мышьяка включает метилирование неорганического мышьяка до монометиларсоновой кислоты и затем до диметиларсиновой кислоты, которая является менее токсичной. Соотношение фракций кислот в моче (меньше ММА) демонстрирует локальную адаптацию местного населения.
Адаптация к ультрафиолетовому излучению
Вариации цвета кожи являются чуть ли не самым наглядным образцом фенотипического разнообразия человека. В отличие от других приматов, кожа человека не покрыта густыми волосами и является основным барьером между нашим телом и окружающей средой. Воздействие ультрафиолетового излучения является важной движущей силой эволюции пигментации у человека, при этом в низких широтах отбор идет в пользу более темной кожи для защиты от , а в более высоких широтах – в пользу более светлой кожи, возможно, для поддержания фотосинтеза витамина D.
