Стародавні люди могли адаптуватися до льодовикового холоду завдяки генетичному «обігрівачу»

Вчені знайшли генетичні сліди, які свідчать: предки японських мисливців-збирачів могли поступово пристосуватися до суворого холоду останнього льодовикового періоду. Їхній організм, імовірно, навчився ефективніше виробляти тепло без тремтіння — фактично використовуючи власний жир як паливо.

Повідомляє NNews із посиланням на дослідження команди Університету Токіо, опубліковане в Science Advances.

Генетичний слід пережитого холоду

Дослідники проаналізували 42 геноми представників культури дзьомон (Jōmon), які жили на Японському архіпелазі. 25 геномів отримали з нових зразків віком приблизно від 5400 до 2300 років, а ще 17 раніше опублікованих геномів додали для порівняння.

Цікаво, що самі ці люди жили вже після завершення найхолоднішої фази останнього льодовикового періоду. Проте їхня ДНК зберегла ознаки набагато давнішої адаптації.

Лінія предків дзьомонів, за оцінками дослідників, відокремилася від інших східноєвразійських популяцій приблизно 27–19 тисяч років тому — саме в період завершення останнього льодовикового періоду.

Організм міг виробляти тепло без тремтіння

Один із найцікавіших результатів стосується так званого нетремтливого термогенезу.

Коли людині холодно, організм зазвичай змушує м’язи тремтіти, щоб виробляти тепло. Але існує інший механізм — вироблення тепла переважно в бурій жировій тканині без м’язового тремтіння.

У геномах дзьомонів дослідники виявили кілька варіантів генів, пов’язаних саме з цим процесом.

Один із варіантів, який експериментально пов’язували з виробленням тепла в бурому жирі, мав частоту близько 73% серед досліджених дзьомонів. Для сучасних східноазійських популяцій цей показник становить приблизно 17%.

Це не означає, що кожен представник дзьомонів буквально мав «вбудований обігрівач». Йдеться про генетичні варіанти, які могли підвищувати ефективність фізіологічної реакції на холод.

Жир міг бути не лише запасом енергії

Інші генетичні зміни стосувалися маси тіла та метаболізму жирів у крові.

На перший погляд це здається парадоксальним. Більше жирової тканини допомагає зберігати тепло, але жир може також служити джерелом енергії для його виробництва.

Тобто організм міг одночасно ефективніше накопичувати енергію та швидше використовувати її для підтримання температури тіла.

Для мисливців-збирачів, які жили в умовах холодного клімату й значною мірою залежали від доступних природних ресурсів, така комбінація могла бути важливою перевагою.

Дзьомони несподівано схожі на інуїтів

Ще цікавіше те, що деякі генетичні особливості дзьомонів виявилися ближчими до відповідних варіантів у корінних жителів Гренландії, ніж у сучасних східноазійських популяцій.

Дослідники вважають, що це може бути прикладом конвергентної еволюції.

Простіше кажучи, дві популяції, які не є близькими родичами, могли незалежно прийти до подібних біологічних рішень, тому що зіткнулися з однаковою проблемою — необхідністю виживати в холоді.

Це нагадує те, як різні види тварин незалежно еволюціонують до схожої форми тіла, якщо живуть у подібних умовах.

Адаптація відбувалася поступово

Вчені не вважають, що всі ці зміни виникли одночасно.

Порівняння геномів різного віку дозволило простежити, як частота окремих варіантів змінювалася з часом. Аналіз показав, що природний добір міг діяти на деякі з них сильніше саме під час льодовикового періоду, ніж після потепління.

Частина варіантів уже існувала у предків дзьомонів, які жили південніше. Інші стали поширюватися вже після переміщення популяцій у холодніші регіони.

Отже, холодова адаптація, ймовірно, була не одноразовою «мутацією виживання», а накопичувалася поступово.

Чому це важливо

Дослідження показує, наскільки складною могла бути адаптація людини до зміни клімату.

Наші предки використовували не лише вогонь, одяг, житло та полювання. Природний добір міг паралельно змінювати й саму фізіологію людини.

Генетичні дані дзьомонів також дають рідкісне вікно в історію східноєвразійських популяцій верхнього палеоліту — періоду, для якого стародавніх геномів досі відносно мало. Попередні генетичні дослідження також показували, що дзьомони є глибоко відокремленою східноєвразійською лінією.

Водночас автори наголошують: реконструювати реальну фізіологію людей, які жили тисячі років тому, надзвичайно складно. Тому зв’язок між виявленими генетичними варіантами та здатністю переносити холод залишається на рівні обґрунтованої гіпотези, а не прямого доказу.

Цікавий факт

Культура дзьомон існувала на Японському архіпелазі приблизно з 16 тисяч років тому і залишила після себе знамениту кераміку та невеликі глиняні фігурки догу. Її представники були мисливцями-збирачами, але активно використовували й морські ресурси — фактор, який також узгоджується з генетичними ознаками адаптації до високожирового раціону.