Новое исследование ученых из США показало, что коренные народы Анд в Перу несут в себе «картофельные» гены, пишет Eureka Alert. Естественный отбор помогал людям с повышенным числом копий этих генов в период, когда в высокогорьях Анд начали выращивать картофель — примерно 6–10 тысяч лет назад.
Картофельный ген
Народы Анд занимают уникальное место в истории сельского хозяйства: именно они первыми одомашнили картофель и сделали этот богатый крахмалом продукт основой питания в условиях высокогорья задолго до его распространения по миру. Сегодня их потомки в Перу имеют самые высокие показатели по числу копий гена AMY1 среди всех изученных популяций.
Выяснилось, что люди с бо́льшим числом копий этого гена, как правило, производят больше амилазы и, вероятно, эффективнее усваивают крахмалистую пищу. Команда эволюционных антропологов собрала образцы ДНК у кечуа — жителей перуанских Анд — и сравнила их с геномными базами, содержащими тысячи образцов из десятков современных человеческих популяций.
Предки андских народов уже имели разное число копий AMY1 до заселения высокогорий и до начала возделывания картофеля. Эволюция не «создала» этот вариант заново. Но после того как картофель стал важной частью питания, носители большего числа копий получили преимущество: у них было больше шансов выжить и оставить потомство.
Согласно расчетам ученых, начиная примерно с 10 000 лет назад люди, у которых было около 10 копий AMY1 или больше, имели преимущество в выживании или репродуктивном успехе на уровне 1,24% в каждом поколении. На первый взгляд это небольшая разница, но на длинной эволюционной дистанции она приводит к заметным изменениям в составе популяции.
Как образно объяснил соавтор Омер Гекчюмен из Университета Буффало, эволюция действует скорее как скульптор, а не как строитель. То есть после перехода к картофельной диете у андских народов не появлялись новые копии гена в ответ на питание. Скорее, со временем в популяции становилось меньше людей с низким числом копий, а носители высокого числа копий чаще оставляли потомство.
Самые высокие показатели в мире
Современные коренные жители Перу несут в среднем около 10 копий AMY1 — примерно на 2-4 копии больше, чем представители любой из 83 популяций, включенных в исследование.
Особенно показательно сравнение с майя — коренным народом Мексики, имеющим общую часть эволюционной истории с андскими популяциями, но не связанным с традицией выращивания картофеля. В среднем у жителей Анд обнаружили около 10 копий AMY1, а у майя — примерно 6. Это подтверждает гипотезу о том, что именно картофелеводство стало ключевым фактором такого расхождения.
После контакта с европейцами (XV век) коренное население Америки пережило резкое сокращение численности из-за болезней, голода и конфликтов. Такой «бутылочный горлышек» мог случайным образом изменить генетическую структуру популяций и создать иллюзию действия отбора.
Чтобы разделить влияние естественного отбора и последующих демографических катастроф, ученые использовали методы сверхдлинного секвенирования ДНК и новые сравнительные наборы генетических данных. Это позволило показать, что высокая частота копий AMY1 начала расти в Андах за несколько тысяч лет до появления европейцев. Следовательно, решающая роль принадлежала именно отбору, связанному с образом жизни и питанием.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications и показывают, как культура, питание и окружающая среда совместно формируют человеческий геном. Авторы считают, что эти данные важны не только для эволюционной биологии, но и для изучения обмена веществ, микробиома и связей между генами и рационом, которые могут влиять на здоровье.
У томатов и картофеля появился родственник — редкое дерево из Южной Америки
Помидор — это овощ, ягода или фрукт
Читайте «Мою Планету» в MAX