Картофель мог наделить коренных жителей Анд «пищеварительной суперсилой»

Тысячелетия культивирования картофеля в Андах оставили глубокий след в ДНК местного населения. Коренные жители Перу обладают аномально высоким количеством копий гена, отвечающего за расщепление крахмала. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, указывает на то, что это биологическое преимущество стало результатом естественного отбора, начавшегося примерно 6 000–10 000 лет назад, когда картофель стал основным продуктом питания в высокогорьях.

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Университета Буффало сосредоточили внимание на гене AMY1, который кодирует слюнную амилазу — фермент, необходимый для переработки крахмала. Исследователи под руководством Эбигейл Бигем и Омера Гокумена сопоставили геномы носителей кечуа с базами данных десятков других современных популяций. Результаты показали, что коренные перуанцы имеют в среднем 10 копий этого гена, что значительно превышает показатели большинства других народов мира.

Механизм эволюции в данном случае был направленным: предки андцев уже обладали вариативным количеством копий AMY1 до начала активного земледелия. Однако после того, как картофель стал ключевым источником калорий, люди с большим количеством копий получили репродуктивное и адаптивное преимущество. По оценкам экспертов, начиная с периода 10 000 лет назад, обладатели 10 и более копий гена имели преимущество в выживаемости на уровне 1,24% в каждом поколении.

Профессор Омер Гокумен поясняет, что эволюция в данном случае работала как скульптор: она постепенно отсекала тех, кто хуже усваивал крахмалистую пищу. Со временем люди с малым количеством копий AMY1 стали реже оставлять потомство, что привело к закреплению признака «высокой концентрации» гена у всего современного населения региона. Это редкий случай, когда ученым удалось с высокой точностью проследить связь между конкретной сельскохозяйственной культурой и генетической адаптацией человека.

Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи сравнили геномы перуанцев с геномами народа майя из Мексики, которые имеют общее историческое происхождение, но не практиковали интенсивное картофелеводство. У майя в среднем оказалось лишь 6 копий гена AMY1. Также ученые исключили влияние «эффекта бутылочного горлышка» после европейской колонизации XV века, доказав с помощью технологий секвенирования ДНК, что высокий уровень копий гена сформировался задолго до контакта с европейцами под давлением диеты, основанной на картофеле.