Hogyan lehet túlélni egy szibériai telet

Michael Balter 2013. január 28., 15:35

túlélni

CAMBRIDGE, EGYESÜLT KIRÁLYSÁG—Lehet, hogy Szibéria nem mindenkinek az ötlete egy turisztikai célpontról, de több tízezer éve otthont ad az embereknek. Most az őslakos szibériai népekről itt a hónap elején bemutatott, az emberi evolúcióval foglalkozó találkozón bemutatott új tanulmány feltárja, hogy a természetes szelekció hogyan segítette az embereket a rideg északhoz való alkalmazkodásban. Az eredmények azt is mutatják, hogy a különböző élő populációk némileg eltérő módon alkalmazkodtak.

Szibéria a Föld földtömegének közel 10% -át foglalja el, de ma a világ népességének csak mintegy 0,5% -ának ad otthont. Ez talán nem meglepő, mivel a januári hőmérséklet átlagosan -25 ° C. A genetikusok a régió csaknem egy tucat őslakos csoportjából csak néhányat vettek mintába; egyeseket, például a 2000 tagú teleutokat, akik egykor hatalmas ló- és szarvasmarha-tenyésztők csoportjának leszármazottai, akik szintén ismertek a bőráruk készítésében, eltűnés veszélyét fenyegetik.

A hideg alkalmazkodással kapcsolatos korábbi kutatások két szibériai populációt érintettek, és érintettek voltak pár kapcsolódó gént. Például az UCP1 és az UCP3 nevű gének általában aktívabb formában találhatók a hidegebb éghajlaton élő populációkban - derül ki a Chicagói Egyetem genetikusának, Anna Di Rienzónak és munkatársainak 2010-ben publikált munkájából. Ezek a gének segítenek a test zsírraktáraiban közvetlenül termelni hőt, ahelyett, hogy kémiai energiát termelnének az izommozgásokhoz vagy az agy működéséhez, ezt a folyamatot "nem reszketõ termogenezisnek" nevezik.

Az új tanulmány sokkal intenzívebben mintavételezte a szibériaiakat, köztük 10 csoportot, amelyek a régió őshonos lakosságának majdnem teljes részét képviselik. Alexia Cardona végzős hallgató, Toomas Kivisild genetikai csoportjának tagja a Cambridge-i Egyetemen és munkatársai 200 orosz mintát elemeztek, amelyet az oroszországi Magadan északi Biológiai Problémák Intézetének kutatói gyűjtöttek össze, és olyan géneket kerestek, amelyek segítenek az embereknek alkalmazkodni az hideg. Cardona számos technikát alkalmazott, amelyek észlelik a természetes szelekció jeleit az emberi genomban - vagyis olyan géneket, amelyeket az evolúció előnyben részesített, mert ezek segítették az embereket a túlélésben és a szaporodásban. Három gént talált. Az egyik az UCP1 volt, megerősítve a korábbi vizsgálatokat. Két új gén, az ENPP7 és a PRKG1 variánsai szintén pozitív szelekción estek át.

Ezeknek a megállapításoknak van értelme - mondta Cardona a megbeszélés résztvevőinek, az Emberi eredet feltárása címmel. A PRKG1 például részt vesz a simaizom összehúzódásában, ami a remegés kulcsa és az erek összehúzódása a hőveszteség elkerülése érdekében. Az ENPP7 pedig részt vesz a zsírok anyagcseréjében, különösen a húsban és a tejtermékekben - az arktiszti népek zsírtartalmú étrendjének alapanyaga.

Ennek a három génnek a hidegbarát változatainak az evolúció elősegítése mértéke különbözött a különböző szibériai csoportokban. Így az UCP1 szelekciója a dél-szibériai csoportokban volt a legerősebb, míg a PRKG1 szelekciója Északkelet- és Közép-Szibériában volt a legnagyobb. Az ENPP7 viszont erős szelekciót mutatott Szibériában.

Cardona eredményei együttesen tartalmazzák azt a sok elemet, amelyet a kutatók keresnek, amikor megpróbálják bizonyítani a természetes szelekciót: azonosított szelekciós nyomás, a különböző populációk variációi, specifikus DNS-változások, valamint annak érzékelése, hogy ezek a változások valójában mit tesznek. Cardona arra a következtetésre jutott, hogy a tanulmány megmutatja, hogy a modern emberek több mint 25 000 éve alatt, amikor Szibériában éltek, a különféle népek alkalmazkodtak a régió hideg időjárásához és húsos táplálékforrásokhoz, több gén szelektálásával, amelyek számos biológiai mechanizmust vezérelnek.

Cardona beszédében megjegyezte, hogy a szibériaiakat a mai őslakos amerikaiak forráspopulációjának tekintik, ami arra utal, hogy az őshonos indián genom is hidegen alkalmazkodhatott ilyen módon. Szibériában pedig korábbi emberfajok is helyet kaptak, köztük a neandertaliak és a titokzatos denisovánok. Ha ősi mintákban megtalálhatók, a Cardona adaptációi, amelyek az élő Homo sapiens-ben találhatók, nyomokat adhatnak arra vonatkozóan, hogy az emberek hogyan tudták korábban elfoglalni az ilyen rideg területeket.

"Az eredmények lenyűgözőek" - mondja Danae Dodge, az Egyesült Királyság Sheffieldi Egyetemének genetikusa, mert bizonyítékokkal egészítik ki, hogy "tovább fejlődtünk modern világunkban". Di Rienzo, aki nem volt az ülésen, megjegyzi, hogy a megállapítások "nagyjából összhangban vannak" csapata korábbi munkájával, amely a természetes szelekció jeleit is megtalálta nem csak egyetlen génkészletben.