Мутации помогли жителям высокогорных Анд усвоить крахмал и защититься от оспы

Генетики проследили историю заселения высокогорных районов Анд и адаптации их жителей к суровым условиям жизни. Как сообщается в Science Advances, жители гор не только приспособились к высотной гипоксии, но и научились эффективнее, чем жители равнин, усваивать крахмал и защищаться от оспы.

Исследователи считают высокогорные районы Анд прекрасной «лабораторией» для изучения адаптации живущих здесь людей к экстремальным условиям. Несмотря на это, генетика жителей высокогорий Анд изучена довольно плохо. Предположительно, люди

здесь вскоре после того, как они мигрировали в Южную Америку. Некоторые исследователи

, что это произошло около 12 тысяч лет назад, другие

, что это случилось позже, 9-9,5 тысяч лет назад. После переселения жителям высокогорий приходилось приспосабливаться не только к суровым природным условиям. Переход к оседлому образу жизни привел к увеличению плотности населения, появлению дефицита ресурсов и возникновению социального и имущественного неравенства, к которым тоже пришлось адаптироваться.

Антропологи и генетики из США, Германии и Чили под руководством Анны ди Риенцо (Anna Di Rienzo) из Чикагского университета и Марка Алдендерфера (Mark Aldenderfer) из Калифорнийского университета в Мерседе решили изучить популяционную историю жителей Андских высокогорий. С этой целью они отсеквенировали полные геномы семи человек, живших в районе озера Титикака на территории современного Перу. Останки датировали периодом 6,8-1,5 тысячи лет назад. В качестве референтных геномов ученые использовали геномы 25 современных жителей Анд, а также данные об однонуклеотидных полиморфизмах в геномах 24 индейцев аймара, живущих в высокогорных районах Боливии, и 39 индейцев пеуэнче, населяющих прибрежные районы на юге Чили.

Результаты анализа позволили уточнить дату разделения первых американских переселенцев на северную и южную популяции — около 14,75 тысяч лет назад. Предположительно, палеоиндейцы начали селиться в высокогорных районах около 12 тысяч лет назад, а разделение на равнинную и высокогорную популяции произошло около 8,75 тысяч лет назад. За прошедшие тысячелетия жители высокогорий адаптировались к высотной гипоксии: у них появились мутации в гене DST, который у мышей ассоциируется с формированием сердечной мышцы. Кроме того, высокогорная популяция адаптировалась к богатому крахмалом рациону и обзавелась мутациями в гене MGAM, который кодирует фермент мальтазу-глюкоамилазу, образующуюся в тонкой кишке и расщепляющую крахмал. Высокогорные районы Анд были одними из древнейших сельскохозяйственных центров Южной Америки. Около четырех тысяч лет назад здесь начали возделывать кукурузу, и примерно 5,4 тысячи лет назад — картофель. У современных индейцев пеуэнче эти мутации отсутствуют. Их предки на протяжении тысячелетий, до прихода европейцев, занимались охотой и собирательством, и необходимости переваривать большое количество крахмала, у них, по-видимому, не было.

Также по расчетам исследователей, после появления на континенте испанцев смертность жителей высокогорных районов была намного ниже, чем жителей равнин. В некоторых районах Северной и Южной Америки смертность коренного населения достигала 90 процентов (в частности, погибли более 90 процентов индейцев пеуэнче, живших в предгорьях Анд). В то же время погибли 23-27 процентов жителей высокогорий. Возможно, это было связано с очередными мутациями, которые повысили их иммунитет и защитили во время эпидемий оспы.

Ранее генетики подтвердили правдивость легенды, в которой рассказывалось о происхождении правителей империи инков. Они действительно произошли либо с юга Перу, а часть с берегов озера Титикака, которое находится на границе Перу и Боливии.