Suwałki żądają dostępu do mleka

Mimo, że informacje o kolejnych badaniach na temat historii tolerancji laktozy (czyli cukru mlecznego) pojawiły się już na blogu Archeowieści, postanowiłam też o nich napisać, skoro już tak się o genetyce tej cechy rozpisałam poprzednio (spis postów na końcu).

Wśród naukowców dominuje podparta badaniami genetycznymi hipoteza, że allele niosące utrzymującą się u dorosłych tolerancję na laktozę były rzadkie, a rozpowszechniły się dopiero wtedy, kiedy ludzie udomowili bydło i zaczęli korzystać z jego mleka. O tym, jak wygląda podpis naturalnej selekcji w genie kodującym laktazę (czyli enzym trawiący laktozę), wspominałam wcześniej. Jednak są i tacy, którzy wspierają konkurencyjną hipotezę – mianowicie twierdzą, że pić mleko zaczęto tylko w tych populacjach, w których tolerancja laktozy już występowała stosunkowo często. Badania zespołu Marka Thomasa to kolejny argument przeciwko tej drugiej hipotezie.

W Europie za tolerancję laktozy odpowiadają dwie mutacje w sekwencji regulującej ekspresję laktazy: przede wszystkim zmiana C na T w pozycji -13910, i nieco rzadsza zmiana G na A w pozycji -22018. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy ta mutacja występowała już w neolicie. W tym celu zbadali 51 próbek ludzkich kości z europejskich wykopalisk, z których już wcześniej wyizolowano mitochondrialne DNA, i sprawdzili, czy zachowało się w nich także DNA jądrowe. Ponieważ przy badaniu paleoDNA istnieieje bardzo duże ryzyko zanieczyszczeń, naukowcy zsekwencjonowali własne genotypy, żeby uzyskać pewność, że nie badają współczesnych zanieczyszczeń, czyli własnych genów. Ponadto powtórzyli izolację i genotypowanie DNA mitochondrialnego, żeby sprawdzić, czy próbki kości nie uległy zanieczyszczeniu, oraz sprawdzili „genetyczny odcisk palca” wszystkich próbek badając krótkie sekwencje repetytywne. Zbadali ponadto, czy z DNA pochodzącego z kości zwierząt wykopanych w tych samych miejscach da się uzyskać charakterystyczne dla tych zwierząt sekwencje. Udało się, zatem uznali, że DNA z tych konkretnych wykopalisk powinno być dobrze zachowane. Wykluczyli też możliwość uzyskania na matrycy zwierzęcego DNA produktów PCR przy użyciu primerów stosowanych do genotypowania polimorfizmów związanych z ludzką tolerancją na laktozę.

Po zastosowaniu tych wszystkich procedur bezpieczeństwa udało im się zbadać genotyp ośmiu próbek z kości datowanych od 5800 do 5000 lat p.n.e. i jednej nieco młodszej, datowanej na 2267 lat p.n.e. Jako kontrola posłużyła znacznie młodsza próbka – pochodząca ze średniowiecznego szkieletu. I co się okazało? Dziewięć na dziesięć zbadanych próbek okazało się być homozygotami nietolerującymi laktozy – obie kopie genu miały C na pozycji 13910. Tylko jedna była heterozygotą (jedna kopia genu miała w tej pozycji C, a druga T) – i to właśnie ta późniejsza, kontrolna, czyli pochodząca ze średniowiecznego szkieletu. Potem naukowcy zajęli się drugim polimorfizmem dającym tolerancje na laktozę (G/A – 22.018). I znów okazało się, że dziewięć na dziesięć próbek ma tam G, czyli pochodzi od homozygot nie tolerujących laktozy. Tak samo jak wcześniej, wyjątkiem okazała się próbka średniowieczna. Na tej podstawie można szacować, że tolerancja laktozy w neolicie występowała najwyżej u 1/3 populacji europejskiej, a prawdopodobnie dużo rzadziej – obecnie w tych okolicach 70% lub więcej dorosłych toleruje laktozę. Zatem te badania to kolejny argument przemawiający za hipotezą, że to zwyczaj picia mleka spowodował rozpowszechnienie się tolerancji dorosłych na laktozę, a nie na odwrót. Oczywiście przebadanie większej liczby szczątków z różnych okresów może pozwolić na dokładniejsze opisanie ewolucji tej cechy.

A dlaczego Suwałki? Bo badane szczątki pochodziły z Niemiec, Litwy, Węgier i Polski – a konkretnie z okolic Suwałk.

Inne posty o ewolucji tolerancji na laktozę:

• pij mleko, będziesz mutantem
• mechanizm picia mleka
• mleko, malaria i mukowiscydoza
• znów o mleku i ewolucji