Сверхспособности в действии: на Земле живут люди, которые питаются ядом и почти не дышат
Фото: Shutterstock.
Эволюция Homo sapiens не остановилась. Сотворив наш вид, природа начала его совершенствовать – путем естественного отбора подстраивать под те места, в которые «заносило» людей после того, как они десятки тысяч лет назад выбрались из своей «колыбели» - из Африки, где вроде бы и зародились.
Генетики из Гарвардской медицинской школы сравнили 8400 образцов ДНК «переселенцев», которые жили в Евразии на протяжении последних 14 000 лет с генетическими данными 6510 современных людей и нашли доказательства естественного отбора в 347 местах генома.
Примеров относительно недавних эволюционных изменений хватает. Самый наглядный из них – кожа: выходцы с Черного континента постепенно стали светлеть - адаптироваться к меньшей интенсивности ультрафиолетового излучения. Более светлая кожа пропускала его больше, чем темная, помогая организму вырабатывать витамин D, который имеет решающее значение для поддержания иммунитета, крепких костей и мышц.
Но есть и более удивительные примеры – уникальные особенности, которые присущи довольно большим сообществам людей. Вот самые впечатляющие, по мнению ученых.
ЧТО БОЛИВИЙЦУ ХОРОШО, ТО НЕМЦУ СМЕРТЬ
Вулканические породы в горах Боливии, Чили, Аргентины буквально пропитаны мышьяком - смертельно опасным ядом. Он подмешан ко всем имеющимся тут источникам воды – и подземным, и поверхностным. Концентрация - в сотни раз больше, чем предельно допустимо для любых других районов мира. Самый стойкий европеец быстро бы окочурился от такой воды, а местные жители пьют ее всю жизнь и не травятся. И так уже тысячи лет – с тех пор, как предки народов уру, аймара и кечуа заселили Анды и их окрестности.
На большинство нынешних обитателей высокогорий Южной Америки яд не действует. Они его усваивают: обзавелись ферментами, которые расщепляют мышьяк в печени, превращая его в безвредные соединения.
За выработку ферментов отвечает особый ген, который появился у людей около семи тысяч лет назад в процессе естественного отбора. Полезная мутация со временем закрепилась.
Горцы Боливии не страдают и от недостатка кислорода - на той высоте, где они живут, его на 30 с лишним процентов меньше, чем на уровне моря. Опять же, какого-нибудь «равнинного» немца быстро бы свалила высотная гипоксия с отдышкой, мышечной слабостью, головной болью и учащенным сердцебиением, вызванными кислородным голоданием.
Однако на Земле живут люди, которые адаптировались и к более разреженному воздуху.
ЗДЕСЬ ВАМ НЕ РАВНИНА, ЗДЕСЬ КЛИМАТ ИНОЙ
Жителям Тибета – территорий, расположенных выше 4 тысяч метров над уровнем моря, в среднем достается половина того кислорода, который получают люди на равнинах. Но они компенсируют его недостаток за счет дополнительного количества крови, поступающей к внутренним органам.
Кровоток у тибетцев более интенсивный. Это обнаружилось почти 20 лет назад в ходе сравнительных исследований «высокогорных» и «низменных» добровольцев с применением специальных приборов, которые крепили на предплечья.
Тибетцы прокачивали крови в два раза больше, чем обычные люди. При этом сердечный ритм и кровяное давление у обоих ничем не отличались. Феномен возникал за счет оксида азота и продуктов его распада, которые расширяли сосуды. Действовали, по сути, как виагра. Только на весь организм.
Из химического анализа следовало, что концентрация биологически активных метаболитов оксида азота - различных нитратов и нитритов – в крови тибетцев в 10 раз превышала аналогичные показатели добровольцев, которые обитали «внизу».
Позднее ученые установили, что гемоглобин – белок в красных кровяных тельцах, ответственный за доставку кислорода к клеткам и тканям, у «высокогорцев» переносит его гораздо больше и быстрее, чем это происходит в организме «равнинных» людей. Уровни-то самого гемоглобина и у тех, и у других примерно одинаковые.
Главное чудо адаптации: мутировав, тибетцы стали более интенсивно снабжать внутренние органы кислородом без увеличения уровня гемоглобина. Иначе бы их кровь стала бы очень густой. А это - дополнительная нагрузка на сердце, которому бы пришлось перекачивать более вязкую жидкость.
Мутировав, тибетцы стали более интенсивно снабжать внутренние органы кислородом без увеличения уровня гемоглобина
Фото: EAST NEWS.
Лучше всех к суровому климату и разряженному воздуху приспособились шерпы - жители окрестностей Эвереста – самой высокой вершины мира. Как правило именно они сопровождают альпинистов, вознамерившихся на нее забраться. Несут тяжелое снаряжение и при этом обходятся без кислородных масок.
НЫРНУТЬ И НЕ ДЫШАТЬ 15 МИНУТ
В Тихом океане – в Индонезии, Малайзии, на Филиппинах – живут люди, которые могут без аквалангов нырять на глубину 70 метров, сверхъестественно долго задерживая дыхание. Многие живут прямо в океане, строят плавучие домики. Представляют собой этническую группу баджо (баджао или баджау). Кочуют. За что их называют морскими цыганами. Ныряют за рыбой – то есть, за пропитанием. Еще добывают кораллы, из которых делают украшениях. В воде проводят по 5-6 часов в день. И так уже несколько тысяч лет.
Обычный человек может не дышать примерно 2 минуты, большинство баджо способны погружаться на одном вдохе на 13-15 минут. Лишь в 2018 году ученые выяснили, как им такое удается.
Если шерпы умеют эффективно пользоваться кислородом, то баджо, по сути, научились весьма эффективно его запасать - как бы впрок. Своеобразным «аквалангом» у них становится селезенка. Как показали сравнительные измерения, у «цыган» она в среднем на 50 процентов, а у некоторых и в 2-3 раза крупнее чем у людей схожей этнической группы, живущих по берегам – народа салуа.
Селезенка хранит в себе запас крови - эритроцитов, насыщенных кислородом, которых она добавляет в кровоток, когда концентрация кислорода становится ощутимо меньше. Увеличенные селезенки баджо, соответственно, хранили больше кислорода.
Но баджо долго не задыхаются еще и от того, что их селезенки способны сокращаться сильнее, чем у «сухопутных» соседей. Это дополнительно - примерно на 10 процентов – делает эффективнее процесс насыщения крови кислородом.
Удивительные изменения в организмах «морских цыган» произошли главным образом благодаря мутации гена, который контролирует уровень тироксина – гормона щитовидной железы. От него непосредственно зависит размер селезенки.
Всего же ученые обнаружили более двух десятков вариаций генов, которые отличают баджо от своих сухопутных соседей. На глубине у них замедляется сердечный ритм до 30 ударов в минуту, сужаются сосуды. А видят «цыгане» под водой так же четко, как и мы на воздухе. Хрусталики их глаз подстраиваются – фокусируются - под иной коэффициент преломления.
КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА
Пить молоко - тоже мутация
- Человек ко всему привыкают – это расхожее выражение довольно точно отражает суть тех биологических изменений, которые могут происходить с нами за довольно короткое по меркам эволюции время, - рассказала KP.RU Екатерина Суркова, кандидат биологических наук, руководитель отдела научной коммуникации медико-генетического центра Genotek.
Способность приспосабливаться – адаптироваться - к новой и не всегда приятной среде обитания за счет тех или иных мутаций, свидетельствует об удивительной пластичности человеческого генома.
Да, естественный отбор продолжается. Полезные мутации, которые позволяют жить дольше или производить больше потомства, в конце концов закрепляются в популяции. Носители тех изменений в генах, которые, наоборот, никаких преимуществ не дают, постепенно вымирают - одни не достигнув репродуктивного возраста и не передав их по наследству, другие - не выиграв в борьбе за внимание женщин. Сами эти варианты генов «вымываются» из генома.
Кстати, культурная и даже социальная среда тоже влияют на эволюцию. Еще около 5 тысяч лет назад люди не пили молоко в зрелом возрасте. После отлучения от груди они переставали его переваривать – не вырабатывался фермент лактаза, который это делал. Однако 4500 лет назад по мере развития животноводства у людей появился вариант гена, который поддерживал активность лактазы у взрослых.
- Главные в естественном отборе – женщины, - продолжает Екатерина. - Это убедительно продемонстрировали исследования, которые провели на Тибете ученые, изучавшие адаптацию «высокогорцев» к недостатку кислорода. Женщины, демонстрировавшие лучшие показатели адаптации, рожали больше детей. А чем многочисленнее потомство, тем выше вероятность того, что дети унаследовавшее полезные изменения, доживут до зрелого возраста и передадут их дальше.
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ