Можете ли вы представить себе, что можете нырять и находиться под водой более 10 минут? Это удивительная способность баджау, индонезийского племени, развившего уникальную генетическую адаптацию к жизни в воде.
Несмотря на широко распространенное мнение, что люди каким-то образом стали независимыми от естественного отбора, правда в том, что мы продолжаем находиться во власти давления отбора. И одно из самых любопытных свидетельств находится на центральном полуострове Сулавеси в Индонезии. Жизнь его жителей, племени баджау, тесно связана с рыболовством и водно-болотными угодьями; на них они вылавливают большую часть своей добычи и могут проводить под водой больше времени, чем на поверхности. До 60% ежедневного рабочего дня.
Чтобы погрузиться в глубину, они отягощаются камнями, а оказавшись на дне, они передвигаются с большим мастерством в результате интенсивных тренировок с детства. Они могут опускаться более чем на 60 метров. Пожалуй, самым удивительным является их способность задерживать дыхание. Так называемые «водные кочевники» могут находиться под водой более 10 минут, прежде чем снова всплыть.
Этот необыкновенный талант побудил исследователей разгадать генетические секреты поддержания апноэ в течение замечательных периодов времени.
Тайны дайвинга Баджау
Зависимость от морских ресурсов в плане существования развила у баджау или морских кочевников тесную связь с водной средой. Проблема адаптации к ограниченному доступу кислорода во время длительных погружений побудила исследователя Мелиссу Илардо из Копенгагенского университета и ее команду изучить селезенка Баджау.
Селезенка — это орган, расположенный в брюшной полости, на правом боку, рядом с желудком, он является частью лимфатической системы и играет жизненно важную роль в реакции организма на длительное погружение. Во время погружения у млекопитающих проявляется так называемый нырятельный рефлекс, который автоматически снижает частоту сердечных сокращений, сужает сосуды конечностей и сжимает селезенку.
Это сокращение селезенки высвобождает эритроциты в кровоток и увеличивает содержание кислорода в крови, обеспечивая решающее преимущество для выносливости под водой. Следовательно, изучение размера селезенки баджау и сравнение ее с размером селезенки их соседей оказывается ключевым подходом к пониманию физиологической адаптации, которая позволяет этому сообществу подводные подвиги.
Адаптивная спленомегалия Баджау
Исследование Илардо и его команды выявило заметное неравенство между баджау и балуанами, соседним населением, которое живет за счет сельского хозяйства. Селезенка у баджау примерно на 50% больше, чем у балуанцев, этот аспект мог бы дать ответы о возможной связи между этим различием и исключительные способности баджау нырять. Увеличение селезенки называется спленомегалией. Более того, выявление других вариаций, связанных с характеристиками, важными для апноэ, таких как повышенный уровень гормонов щитовидной железы, добавляет еще один уровень сложности в загадку.
Остается вопрос: являются ли эти физиологические изменения результатом генетической эволюции на протяжении поколений или, наоборот, это акклиматизация, которая развивается при жизни, как часть тренировочного процесса. Двойственность между генетической наследственностью и акклиматизацией ставит новую задачу, когда дело доходит до понимания взаимодействия между генетикой и окружающей средой в формировании этих исключительных подводных навыков в сообществе Баджау.
От генетики Баджау к естественному отбору
Исключительная физиологическая адаптация баджау к условиям апноэ наиболее четко проявляется благодаря генетическим данным. Как показывают исследования Илардо и его команды, естественный отбор воздействовал на генетические варианты гена PDE10A, который расположен на хромосоме 6 и кодирует белок из группы фосфодиэстеразы, необходимый в некоторых метаболических процессах. По мнению исследователей, эти мутации, вероятно, ответственны за спленомегалию.
Кроме того, у баджау наблюдается специфический отбор по гену BDKRB2. Этот ген, расположенный на хромосоме 14, кодирует рецептор брадикинина, пептида, связанного с расширением сосудов, и по-видимому, связан с рефлексом ныряния. Эти данные подтверждают мнение о том, что толерантность к гипоксии у баджау имеет генетическую основу.
Адаптация к образу жизни фридайвера сформировала экспрессию этих генов, предоставив ученым уникальную возможность изучить адаптацию человека к толерантности к гипоксии. Влияние мутаций, связанных с генами PDE10A и BDKRB2, дает точный ответ на вопрос, как генетика баджау способствует их замечательным подводным способностям, и дает ценную перспективу для понять, как эволюция человека действует в экстремальных условиях.
