В продължение на хиляди години хората, живеещи високо в аржентинските Анди, са пиели вода, която за повечето хора би била смъртоносно опасна.
Причината е, че естествено съдържащият се в вулканичните скали арсен постепенно прониква в подпочвените води и замърсява местните водоизточници с концентрации на този токсичен металоид, които биха представлявали сериозен риск за здравето на повечето хора. За една общност в Северна Аржентина обаче естественият подбор вероятно е осигурил необичайно генетично предимство.
Анализ на ДНК на хора от западната част на Южна Америка показва, че населението в аржентинските Анди носи генетичен вариант, който най-вероятно им помага да разграждат и изхвърлят арсена по-безопасно.
"Адаптацията води до промени в генома, но доказателствата за конкретни адаптации при хората все още са ограничени", пишат през 2015 г. еволюционните биолози Карина Шлебуш и Люси Гатепай от Университета в Упсала.
"Нашите данни показват, че адаптацията към токсичното въздействие на арсена вероятно е довела до увеличаване на честотата на защитни варианти на гена AS3MT, което представлява първото доказателство за човешка адаптация към токсично химично вещество."
Животът многократно е доказвал, че при достатъчно време и постепенно излагане на опасности организмите могат да се приспособят към изключително сурови условия - от екстремни горещини и почти пълна липса на кислород до високи нива на радиация.
Все още обаче знаем сравнително малко за това как човешките популации се адаптират към токсичните химикали в заобикалящата ги среда. Арсенът е силно отровен и е свързан с повишен риск от рак, кожни заболявания, вродени малформации и преждевременна смърт.
Източник: iStock
В същото време той се среща естествено в много райони по света, където присъства в подпочвените води в опасно високи концентрации. Световната здравна организация препоръчва максималното съдържание на арсен в питейната вода да не надвишава 10 микрограма на литър.
До изграждането на пречиствателна система през 2012 г. водата в отдалечения високопланински град Сан Антонио де лос Кобрес, разположен на платото Пуна де Атакама, е съдържала около 200 микрограма арсен на литър - приблизително 20 пъти над препоръчителната граница.
Въпреки това районът е населен от хилядолетия - поне от преди 7000 години, а според някои оценки дори от преди 11 000 години. Именно тази очевидна способност на местните хора да понасят толкова високи нива на арсен озадачава учените десетилетия наред.
Още през 1995 г. изследователи установяват, че жените от аржентинските Анди притежават необичайна способност да преработват арсена. Когато той попадне в организма, преминава през няколко химични преобразувания. Един от междинните продукти е особено токсичен, а следващият вече може лесно да бъде изхвърлен чрез урината. При жителите на Сан Антонио де лос Кобрес учените откриват значително по-малко от опасния междинен продукт и повече от безопасната форма, което подсказва, че организмът им обработва арсена много по-ефективно.
За да разберат откъде идва тази необичайна устойчивост, учените анализират ДНК на 124 жени от Сан Антонио де лос Кобрес и я сравняват с генетични данни на хора от Перу и Колумбия. Вниманието им е насочено към гена AS3MT, за който вече е известно, че играе ключова роля в разграждането на арсена.
Източник: iStock
Резултатите, публикувани в Molecular Biology and Evolution, показват, че жителите на аржентинските Анди много по-често носят специфични варианти на този ген. Именно те помагат на организма да превръща арсена в по-малко токсични съединения, които лесно се изхвърлят с урината, вместо да се натрупват в тялото.
Според учените това е силно доказателство, че хилядолетията живот в среда с високи нива на арсен са позволили на естествения подбор постепенно да увеличи разпространението на тази защитна генетична особеност сред местното население.
Макар замърсяването с арсен да е широко разпространено по света, много малко общности са били изложени на толкова високи концентрации в продължение на хиляди години.
По-късни изследвания показват, че подобни генетични особености може да се срещат и при други андски популации, които поколения наред са били изложени на арсен. Това подкрепя теорията, че продължителното въздействие на токсичното вещество може да доведе до развитието на генетична устойчивост и подсказва, че тази адаптация вероятно е по-разпространена в региона, отколкото се е смятало досега, уточнява Science Alert.
"Като се има предвид колко сериозни са вредните последици от арсена както за децата, така и за възрастните, хората, които носят хаплотипа, свързан с поносимост към арсен, вероятно са имали много силно еволюционно предимство в среда с високи концентрации на този токсичен елемент", заключават учените.
