Антропологи, сравнивавшие разные культуры мира, давно утверждали, что лактазная недостаточность не является нарушением, требующим дальнейшего изучения, а вот продолжение выработки лактазы во взрослом состоянии заслуживает особого внимания. Изучение разных популяций по всему миру говорит, что антропологи правы. В среднем доля взрослых, способных переваривать молоко, колеблется от 1 до 10 % взрослого населения. В подавляющей части Азии, Африки и в значительной части Европы население вписывается в эти рамки. Иными словами, большинство популяций людей следует траектории развития обычных млекопитающих.
Лишь в некоторых популяциях большинство взрослого населения усваивает молоко. Это относится к Швеции и Дании (Северная Европа), Судану (Африка), Иордании (Ближний Восток) и Афганистану (Южная Азия). Там доля совершеннолетних, способных употреблять молоко, достигает 70−90 %, и неспособность пить молоко действительно является аномалией. Что касается американцев, в большинстве своем иммигрантов, то доля взрослых, усваивающих молоко, зависит от их происхождения. Значительная часть, 70 % и больше, афроамериканцев, американцев азиатского и ближневосточного происхождения и американских индейцев в зрелом возрасте не переносят лактозу, тогда как большая доля совершеннолетних американцев, происходящих из Северной Европы, усваивает молоко.
Взрослым потребителям молока всего 10 000 лет
Популяции, где многие взрослые могут пить молоко, имеют общую черту – давнюю историю производства молочных продуктов и разведения скота. Как известно, молоко и молочные продукты составляют основу рациона скотоводов. Исследователи давно полагали, что способность взрослых усваивать молоко должна коррелировать с животноводством и молочным скотоводством.
«Конечно, и повзрослев, будешь пить молоко, если ты выходец из популяции, где пьют много молока!» – скажете вы. Но такой вывод остается лишь догадкой, хотя и очень убедительной, пока он не сформулирован в виде гипотезы, которую можно проверить на фактических данных. После открытия мутации гена LCT, кодирующего лактазу, эту гипотетическую корреляцию наконец удалось протестировать. Как и ожидалось, мутация LCT ведет к постоянной выработке лактазы, что позволяет совершеннолетним людям с этой мутацией пить молоко. И высокой частотой сохранения выработки лактазы отличаются популяции, имеющие долгую историю производства молочных продуктов и разведения скота.
Казалось бы, тайне конец, но не расстраивайтесь, все не так просто! Это прекрасный пример удивительных поворотов, которые могут происходить в антропологических исследованиях. Оказывается, способность к выработке лактазы не была результатом одиночной точечной мутации генов. Например, лактазная мутация последовательности ДНК у шведов отличается от мутации суданцев. Это значит, что причина, по которой в этих двух популяциях высока доля взрослых, способных пить молоко, не миграция. Шведы не переселялись в Африку, а суданцы – в Европу, распространяя свою специфическую мутацию. Естественный отбор в каждой из этих популяций вызвал разные мутации гена лактазы, но и та и другая привела к сохранению выработки лактазы у взрослых. Удивительное совпадение!
Неясно, что произошло раньше, мутация или освоение молочного производства в этих популяциях. Если верна гипотеза, что потребление большого количества молока привело к повышению частоты лактазных мутаций, то молочное производство должно было появиться раньше мутаций. Генетики и антропологи совместно протестировали эту идею, чтобы узнать, когда мутации должны были произойти. В Европе молочное хозяйство зародилось после эпохи неолита, начавшейся 9000 лет назад. Если европейцы периода неолита уже имели эту мутацию, именно ее носители должны были начать молочное производство. В противном случае, если люди периода неолита не имели мутации, можно заключить, что отбор под давлением производства молока спровоцировал увеличение частоты генетической мутации.
В 2007 г. исследователям из Университета Гутенберга в Германии и Университетского колледжа Лондона в Великобритании удалось получить древнюю ДНК из неолитического скелета времен, предшествующих зарождению молочного хозяйства. Древнюю ДНК чрезвычайно трудно выделить из ископаемых останков из-за фрагментации и загрязнения образца, однако недавние достижения генетики позволили работать даже с очень старыми ископаемыми находками. Анализ древней ДНК из неолитического скелета показал отсутствие мутации, позволяющей усваивать лактозу. Следовательно, наши лактазные мутации стали учащаться только в последние 10 000 лет – после появления молочного животноводства.
Почему потребителей молока стало больше?
Фактические данные поддерживают гипотезу о том, что лактазная мутация появилась в ответ на развитие производства молока и скотоводства. Эта мутация, существующая на протяжении лишь последних 10 000 лет, совсем недавнее явление с точки зрения эволюционной истории человека, однако в некоторых популяциях ее частота уже достигает 90 %. Почему недавно возникшее давление отбора в сторону потребления молока оказалось настолько сильным? Стремительное распространение мутации означает, что люди, имевшие ее, оставляли значительно больше потомства. Иными словами, неспособные пить молоко или умирали более молодыми, или не были настолько репродуктивно успешными, как потребители молока.
Что в молоке настолько ценно, чтобы стать вопросом жизни и смерти? На этот счет существует несколько гипотез. Первая состоит в том, что молоко способствует увеличению роста, а это дает существенное преимущество. Действительно, жители Северной Европы считаются одними из самых высоких людей в мире и пьют много молока. Неясно только, действительно ли они высокие из-за потребления молока. Ни одно исследование не объясняет однозначно, какие компоненты молока повышают рост и вес человека и в результате какого химического процесса. Более того, непонятно, как высокий рост мог стать морфологическим признаком, обеспечивающим преимущество при отборе.
Другая гипотеза утверждает, что молоко обеспечивает нас ценным кальцием и белком. Однако кальций и белок можно получить из сыра или йогурта, которые усваиваются лучше молока, поскольку лактоза преобразуется в процессе ферментации. Зачем человеческой популяции потребовалось ждать генетической мутации, если культура предлагала ей более простую и не требующую долгой подготовки возможность приспособления? Многие культуры Ближнего Востока имеют молочное производство, но доля взрослых, которые его усваивают, там ниже, чем в Северной Европе. Возможно, меньшая распространенность ферментов, способствующих перевариванию молока, в популяциях Ближнего Востока объясняется потреблением молока в более усвояемой форме, например в форме сыра или йогурта.
Наконец, молоко является источником витамина D, важного для усвоения кальция организмом. Это также единственный витамин, который мы можем синтезировать самостоятельно при наличии солнечного света. Поскольку в Северной Европе мало солнца, гипотеза в отношении витамина D кажется убедительной, но лишь до тех пор, пока мы не берем другие регионы, где также преобладают мутации, позволяющие усваивать лактозу, например Судан.
