Дыхание разреженным воздухом на большой высоте представляет собой серьезную проблему – с каждым вдохом кислорода становится все меньше. Однако на протяжении более 10 000 лет тибетские женщины не только выживали, но и процветали в таких условиях, сообщается на сайте Западного резервного университета Кейса. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), показывает, как физиологические особенности тибетских женщин повышают их способность к размножению в условиях недостатка кислорода.
По словам Билла, заслуженного профессора университета Кейс Вестерн Резерв, полученные результаты не только подчеркивают удивительную жизнестойкость тибетских женщин, но и дают ценное представление о том, как люди могут адаптироваться в экстремальных условиях. Такие исследования также помогают понять закономерности развития человека, то, как мы можем реагировать на будущие экологические вызовы, а также патобиологию людей с заболеваниями, связанными с гипоксией на всех высотах.
«Понимание того, как адаптируются подобные популяции, – говорит Билл, – позволяет нам лучше узнать процессы эволюции человека». Билл и его команда изучили 417 тибетских женщин в возрасте от 46 до 86 лет, живущих на высоте от 3 до 4 км над уровнем моря в Верхнем Мустанге, Непал, на южной окраине Тибетского нагорья.
Ученые собрали данные о репродуктивной истории женщин, физиологических измерениях, образцах ДНК и социальных факторах. Они хотели понять, как особенности доставки кислорода в условиях высотной гипоксии (низкий уровень кислорода в воздухе и крови) влияют на количество живорождений – ключевой показатель эволюционной пригодности.
Ученые обнаружили, что женщины, родившие больше всего детей, обладали уникальным набором свойств крови и сердца, которые помогали их организму доставлять кислород. Так, уровень гемоглобина – молекулы, переносящей кислород, – был близок к среднему по выборке, но насыщенность кислородом была выше, что позволяло эффективнее доставлять кислород к клеткам без увеличения вязкости крови; чем гуще кровь, тем больше нагрузка на сердце.
«Это случай постоянного естественного отбора», – говорит Билл, также являющийся профессором антропологии. «Тибетские женщины эволюционировали таким образом, чтобы сбалансировать потребности организма в кислороде, не перегружая сердце». Междисциплинарная исследовательская группа Билла тесно сотрудничала с местными общинами в Непальских Гималаях, нанимая местных женщин в качестве ассистентов исследователей и сотрудничая с лидерами общин.
Один из генетических признаков, который был изучен, вероятно, произошел от денисовцев, живших в Сибири около 50 000 лет назад; их потомки позже мигрировали на Тибетское нагорье. Этот признак представляет собой вариант гена EPAS1, который характерен только для коренного населения Тибетского нагорья и регулирует концентрацию гемоглобина. Другие признаки, такие как усиленный приток крови к легким и более широкие желудочки сердца, еще сильнее улучшили доставку кислорода. Эти черты способствовали репродуктивному успеху и позволили ученым понять, как люди приспосабливаются к пожизненной нехватке кислорода в воздухе и организме.
