Ген пустыни: как народ Туркана эволюционировал для выживания в жаре и почему современная жизнь для них опасна

Народ Туркана, проживающий в Кении, развил уникальные генетические адаптации, которые помогают их организму сохранять воду в условиях экстремальной пустынной жары. Об этом свидетельствует новое исследование, опубликованное 18 сентября в журнале Science.

Повседневная жизнь туркана — это суровое испытание на прочность. Женщины ежедневно проходят пешком 5–10 километров под палящим солнцем, неся на головах сосуды с водой. Это означает, что они подолгу обходятся без питья. Их традиционный рацион состоит в основном из мяса, молока и крови животных — он богат белками, но относительно низкокалориен. Несмотря на это, их тела демонстрируют удивительную выносливость и способность переносить интенсивные физические нагрузки в пустыне.

Ключ к этой сверхспособности, как выяснили ученые, кроется в вариантах гена STC1, которые распространены среди туркана. Этот ген кодирует белок, который помогает почкам удерживать воду. «Именно это и нужно, если вы ежедневно проходите 10 километров при 40-градусной жаре», — поясняет соавтор исследования Жюльен Айроле, генетик из Калифорнийского университета в Беркли. Версия гена STC1, которую несут туркана, предположительно, особенно эффективно справляется с этой задачей.

Лабораторные эксперименты подтвердили эту гипотезу. Когда ученые добавили к клеткам почек антидиуретический гормон (сигнал мозга о нехватке воды), те в ответ активировали ген STC1. Компьютерное моделирование позволило предположить, что естественный отбор в регионе этого гена начался примерно 5000–7000 лет назад — как раз в тот период, когда в Восточной Африке распространялось скотоводство, а Сахара превращалась в пустыню.

Обратная сторона эволюции: угроза в современном мире

Однако эта спасительная в прошлом генетическая адаптация может обернуться проблемой в современном мире. Начиная с 1980-х годов засухи и голод вынудили многих туркана покинуть кочевой образ жизни и перебраться в города. Их рацион кардинально изменился: вместо животных продуктов он теперь состоит в основном из зерна и переработанной пищи, содержащей муку и сахар.

Дополнительные анализы показали тревожную разницу между городскими и сельскими жителями туркана. У тех, кто живет в городах, markers функции почек (такие как мочевина и креатинин) указывают на меньшую эффективность работы органов. В их крови также была выявлена повышенная активность генов, связанных со стрессом и воспалением, что часто ассоциируется с более высоким риском хронических заболеваний, таких как болезни сердца.

Эти данные позволяют предположить, что в условиях, где нет частого обезвоживания и рацион перенасыщен углеводами, тот самый защитный генетический вариант может создавать дополнительную нагрузку на почки и метаболические процессы.

Героическая выносливость и вызовы будущего

«Жизнь там очень сурова. Эти люди — герои. С биологической точки зрения они справляются невероятно хорошо», — отмечает Айроле.

Эксперты, не участвовавшие в исследовании, высоко оценили его глубину. Тони Капра, профессор эпидемиологии и биостатистики из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, назвал работу «образцовой», отметив важность долгосрочного сотрудничества ученых с общинами туркана и местными медработниками. В то же время он предупредил, что большинство человеческих адаптаций обычно зависят не от одного гена, а от совокупности subtle вариаций во многих генах, так что маловероятно, что STC1 действует в одиночку.

Взгляд в будущее команды исследователей устремлен на сравнение генетических адаптаций туркана с другими народами, живущими в пустынных условиях Африки, Индии и Южной Америки. Они также надеются глубже изучить, как «гены пустыни» взаимодействуют с реалиями современной городской жизни: помогают они своим носителям или, наоборот, вредят? Понимание этих генетических факторов может помочь выявить скрытые причины роста хронических заболеваний не только среди туркана, но и среди других народов, переживающих резкую смену образа жизни и питания. Это исследование — важное напоминание о том, что наше эволюционное прошлое может иметь непредвиденные последствия в быстро меняющемся мире.