Литмир - Электронная Библиотека
Содержание  
A
A

Взаимодействие генов и культуры: переносимость лактозы

Пока люди изменяли генетику одомашненных растений и животных, задавая им новые условия жизни, любопытные вещи происходили и с самими людьми. Их гены тоже менялись, приспосабливаясь к новым условиям оседлого существования.

Воины и успешные охотники, которые в собирательских сообществах производили больше всех детей, в оседлых поселениях лишились былого статуса. Здесь возможность воспитать большое потомство получили те, кто преуспел в новых видах деятельности: крестьяне, жрецы, управленцы. Через много поколений оседлые люди могли выработать особый набор поведенческих форм, отличающий их от кочевых предков.

Эту догадку пока нельзя подтвердить, потому что гены, программирующие человеческое поведение, ученым по большей части еще не известны. Однако пластичность, с которой человеческий геном отвечает на культурные сдвиги в обществе, хорошо заметна на примере одной физиологической адаптации: необычной для приматов способности переваривать молоко во взрослом возрасте (так называемая переносимость лактозы){175}.

Хотя одомашнивание скота произошло на Ближнем Востоке, Европа стала центром скотоводства уже в одной из первых ее сельскохозяйственных культур, известной по дошедшей от нее керамической посуде как Культура воронковидных кубков (КВК). Эта культура, существовавшая с 6000 до 5000 лет назад, была распространена в Центральной и Северной Европе на территории нынешних Нидерландов, северной Германии, Дании и южной Норвегии. И она оставила долгий след в генетике местных популяций как домашнего скота, так и человека.

Недавно группа ученых под руководством Альбано Беха-Перейры исследовала гены европейских коров 70 разных пород, кодирующие шесть самых важных молочных белков. По образцам, отобранным у 20 000 особей, ученые составили карту генетического разнообразия крупного рогатого скота. Область с наибольшим разнообразием – а обычно это территория, откуда происходит вид, – близко совпадает с границами распространения КВК.

Затем провели такое же картографирование одной генетической особенности человека: переносимости лактозы, т. е. способности ее переваривать не только в младенчестве. Ученые обнаружили, что значительная часть территории, где отмечается максимальный процент людей с переносимостью лактозы, также оказалась в границах древней области воронкообразных кубков. С удалением от этой территории переносимость лактозы среди людей встречается все реже{176}. Это значимое открытие: оно показывает, что человеческая популяция в недавнем прошлом эволюционировала под влиянием перемен, созданных человеческой культурой. Лактоза – это вид сахара, основной носитель калорий, содержащихся в материнском молоке. Ген, который производит расщепляющий лактозу фермент лактазу, включается перед рождением и выключается у большинства людей по выходе из грудного возраста. Поскольку в естественный рацион большинства взрослых людей лактоза не входит, продолжать производство лактазы означало бы впустую тратить ресурсы организма. Однако у людей североевропейского происхождения и до известной степени у африканских и бедуинских племен, которые пьют сырое молоко, ген лактазы остается активным до наступления зрелого возраста или даже всю жизнь. У этих народов способность расщеплять лактозу в коровьем, овечьем и козьем молоке, очевидно, дает столь важное преимущество, что генетическая мутация, обеспечивающая эту способность, получила самое широкое распространение.

Генетики еще не до конца восстановили точную механику модификации гена лактазы, заставляющую его оставаться активным. Сама последовательность ДНК этого гена одинакова и у переносящих и у не переносящих лактозу людей. Разница, должно быть, в каком-то соседнем участке ДНК, контролирующем активацию гена, типа двух мутаций недавно обнаруженных Лееной Пелтонен из Университета Хельсинки{177}.

Ученые точно знают, что европейцы с переносимостью лактозы унаследовали от общего предка крупный отрезок ДНК, в который входят ген лактазы, соседний ген и многие другие гены, неизменным. Размер этого отрезка говорит о недавних эволюционных модификациях. Крупные блоки ДНК крайне редко сохраняются без изменений, потому что в каждом поколении пары хромосом обмениваются участками ДНК, чтобы новые особи имели уникальную комбинацию генов. Легко понять, что отрезки оригинальной ДНК, с которой хромосома начинает работу, становятся от поколения к поколению все короче в процессе смешивания генов. И значит, крупный отрезок, неизменный у многих людей, есть знак недавнего отбора. Большие блоки создаются, когда появляются какие-то «обязательные» мутации, активно продвигаемые процессом естественного отбора. Природа не может отделить нужные ей мутации или гены; она умеет только поддерживать особей, унаследовавших крупный участок ДНК с полезными генами.

Участок ДНК не просто демонстрирует присутствие гена, отделенного естественным отбором, но помогает определить время, когда этот ген «пошел в работу»: чем больше участок, тем короче отбор. Джоэл Хиршхорн из Гарвардского университета установил, что у толерантных к лактозе европейцев отрезок ДНК, содержащий ген лактазы, охватывает примерно 1 млн ДНК-единиц. Хиршхорн считает это признаком активного положительного отбора и датирует начало широкого распространения этого участка ДНК периодом между 21 000 и 2000 лет назад{178}. Такая датировка совпадает с периодом существования КВК.

Переносимость лактозы широко распространена среди северных европейцев, живущих на бывшей территории КВК: ей обладают, по данным одного исследования, 100 % голландцев и 99 % шведов. Встречается она у других народов, но далеко не с такой частотностью. В Африке у скотоводческих племен переносимость лактозы встречается чаще, чем у нескотоводческих. В некоторых африканских этнических группах доля толерантных к лактозе индивидов доходит до 25 %. Здесь переносимость лактозы встречается предсказуемо реже, чем в Европе, потому что в Африке пасти скот начали позже, и естественный отбор длился меньше времени, что отразилось на частотности гена.

Похоже, что в Африке генетическая база переносимости лактозы иная, поскольку обнаруженный группой Пелтонен у европейцев отрезок ДНК, ответственный за толерантность к лактозе, практически не представлен на этом континенте{179}.

Феномен переносимости лактозы проливает свет на три аспекта человеческой эволюции. Во-первых, он показывает, что эволюция, вопреки распространенному мнению, не остановилась 50 000 лет назад, с исходом современных людей из Африки, а поныне продолжает формировать человеческий геном.

Во-вторых, мы видим, что в разных популяциях геном схожим образом отвечает на одни и те же эволюционные побуждения: этот процесс называется конвергентной эволюцией. Переносимость лактозы возникла независимо у народов Северной Европы и у нескольких этнических групп в Африке. Многие другие человеческие свойства, после того, как прародители человечества рассеялись по земле, вероятно, тоже сформировались независимо в разных популяциях, как, например, и те предполагаемые когнитивные преимущества, что мы обсуждали в главе 5.

В-третьих, не остается сомнений, что гены отвечают на культурные перемены. Это неудивительно, поскольку человеческая среда обитания формируется преимущественно культурой, а геном – это механизм приспособления к среде обитания. Однако общественные науки не склонны учитывать обратное влияние культуры на гены, и многие ученые считают, что с появлением человеческой культуры всякая эволюция, имеющая практическое значение, остановилась. Феномен переносимости лактозы показывает, что любые закрепившиеся поведенческие схемы, употребление в пищу сырого молока, могут вызвать изменения в генетике, если только геном имеет возможность на них реагировать.

вернуться

175

Благодарю свою читательницу, кулинарного обозревателя Энн Мендельсон, обратившую мое внимание на то, что во многих частях мира люди потребляют молоко только в сквашенном виде, в продуктах вроде йогурта, где лактоза уже трансформировалась благодаря работе бактерий в молочную кислоту. В таких условиях не возникает стимула для развития переносимости лактозы. Тем не менее она у человека возникла, так что люди культуры воронкообразных кубков, видимо, употребляли молоко парным, возможно, потому, что не умели сквашивать.

вернуться

176

Albano Beja-Pereira et al., «Gene-Culture Coevolution between Cattle Milk Protein Genes and Human Lactase Genes,» Nature Genetics 35:311–315 (2003).

вернуться

177

Nabil Sabri Enattah et al., «Identification of a Variant Associated with Adult-type Hypolactasia,» Nature Genetics 30:233–237 (2002).

вернуться

178

Todd Bersaglieri et al., «Genetic Signatures of Strong Recent Positive Selection at the Lactase Gene,» American Journal of Human Genetics 74:1111–1120 (2004).

вернуться

179

Charlotte A. Mulcare et al., «The T Allele of a Single-Nucleotide Polymorphism 13.9 kb Upstream of the Lactase Gene (LCT) (C-13.9kbT) Does Not Predict or Cause the Lactase-Persistence Phenotype in Africans,» American Journal of Human Genetics 74:1102–1110 (2004).

39
{"b":"557799","o":1}