Эволюция в действии: как тибетские женщины процветают в условиях разреженного воздуха на больших высотах
Дыхание разреженным воздухом на больших высотах — серьёзное испытание из-за нехватки кислорода. Однако тибетские женщины, живущие на высокогорном Тибетском плато более 10 000 лет, не только выживают, но и процветают в этих условиях.
Исследование под руководством Синтии Билл, заслуженного профессора Университета Кейс Вестерн Резерв, даёт ответы на некоторые вопросы. Работа, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, показывает, как физиологические особенности тибетских женщин повышают их способность к воспроизводству в условиях дефицита кислорода.
По словам Билл, результаты не только подчёркивают удивительную жизнестойкость тибетских женщин, но и дают ценное понимание механизмов адаптации человека к экстремальным условиям. Такие исследования также проливают свет на развитие человека, возможные реакции на будущие экологические вызовы и патофизиологию заболеваний, связанных с гипоксией на любой высоте.
«Понимание того, как адаптируются такие популяции, даёт нам лучшее представление о процессах человеческой эволюции», — сказала Билл.
Исследование на высоте
Билл и её команда изучили 417 тибетских женщин в возрасте от 46 до 86 лет, проживающих на высоте от 12 000 до 14 000 футов над уровнем моря в районе Верхний Мустанг в Непале, на южной окраине Тибетского плато.
Были собраны данные об их репродуктивной истории, физиологических показателях, образцах ДНК и социальных факторах. Целью было понять, как особенности доставки кислорода в условиях высокогорной гипоксии (низкого уровня кислорода в воздухе и крови) влияют на число живорождений — ключевой показатель эволюционной приспособленности.
Адаптация к разреженному воздуху
Было обнаружено, что женщины, имевшие больше всего детей, обладали уникальным набором характеристик крови и сердца, которые помогали их телам доставлять кислород.
У женщин с наибольшим числом живорождений уровень гемоглобина (молекулы, переносящей кислород) был близок к среднему по выборке, но у них была выше сатурация кислорода. Это позволяло более эффективно доставлять кислород к клеткам без увеличения вязкости крови, так как более густая кровь создаёт большую нагрузку на сердце.
«Это пример продолжающегося естественного отбора, — сказала Билл. — Тибетские женщины эволюционировали таким образом, чтобы балансировать потребности организма в кислороде, не перегружая сердце».
Окно в эволюцию человека
Междисциплинарная исследовательская группа Билл, включавшая её давних коллег Брайана Хойта и Кингмана Строла из Медицинской школы Кейс Вестерн Резерв, провела полевые работы в 2019 году. Команда тесно сотрудничала с местными сообществами в непальских Гималаях, нанимая местных женщин в качестве ассистентов.
Одна из изученных генетических особенностей, вероятно, унаследована от денисовцев, живших в Сибири около 50 000 лет назад, чьи потомки позже мигрировали на Тибетское плато.
Речь идёт о варианте гена EPAS1, уникальном для коренных народов Тибетского плато, который регулирует концентрацию гемоглобина. Другие черты, такие как усиленный кровоток в лёгких и более широкие сердечные желудочки, также улучшали доставку кислорода.
Эти особенности способствовали большему репродуктивному успеху, давая представление о том, как люди адаптируются к пожизненному низкому уровню кислорода в воздухе и организме.