На протяжении тысячелетий сообщества в Аргентинских Андах выживали на воде, сильно загрязненной природным мышьяком – веществом, смертельным для большинства людей. Недавние генетические исследования подтверждают, что естественный отбор наделил эти популяции замечательной адаптацией: генетическим вариантом, позволяющим им безопасно метаболизировать высокие уровни мышьяка. Это открытие подчеркивает необычайную способность человека эволюционировать устойчивость даже к самым токсичным экологическим опасностям.
Безмолвная Угроза Мышьяка
Мышьяк загрязняет грунтовые воды во многих регионах из-за выщелачивания токсичных соединений из вулканических пород в водоснабжение. Всемирная организация здравоохранения рекомендует предел в 10 микрограммов на литр в питьевой воде. В отдаленном аргентинском городке Сан-Антонио-де-лос-Кобрес вода когда-то содержала более 200 микрограммов на литр – в двадцать раз больше безопасного уровня, – тем не менее, эта территория была заселена в течение 7000–11000 лет. Эта долговечность перед лицом экстремальной токсичности десятилетиями озадачивала ученых.
Как Работает Адаптация
При попадании в организм мышьяк превращается в промежуточные формы, одна из которых, монометилированный мышьяк (MMA), крайне токсична. В идеале организм превращает мышьяк в диметилированный мышьяк (DMA), который легче выводится. Жители Сан-Антонио-де-лос-Кобрес продемонстрировали необычную способность производить больше DMA и меньше MMA, что указывает на эффективный механизм обработки.
Определение Генетической Основы
Исследователи из Университета Уппсалы под руководством Карины Шлебуш и Люси Гаттепайль проанализировали ДНК 124 женщин из Сан-Антонио-де-лос-Кобрес. Сравнив их геномы с геномами популяций в Перу и Колумбии, они выявили группу генетических вариантов вблизи гена AS3MT. Эти варианты были значительно более распространены в аргентинской популяции и, по-видимому, усиливают способность организма превращать мышьяк в безопасные, выделяемые формы.
Ключ в эффективности: Генетические варианты обеспечивают более быстрое превращение в DMA, минимизируя накопление токсичных промежуточных продуктов. Это согласуется с предыдущими исследованиями метаболитов мышьяка, обнаруженных в моче пострадавших популяций.
Долгосрочное Воздействие Движет Эволюцию
Хотя загрязнение мышьяком широко распространено, лишь немногим сообществам пришлось столкнуться с таким длительным воздействием. Жители Сан-Антонио-де-лос-Кобрес живут с мышьяком в своей воде на протяжении тысяч лет, что дало естественному отбору достаточно времени, чтобы благоприятствовать признакам, смягчающим его воздействие.
Дальнейшие исследования показывают, что аналогичные генетические адаптации могут существовать и в других андийских популяциях, что указывает на то, что адаптация может быть шире в регионе. Исследователи пришли к выводу, что перенос генетического варианта толерантности к мышьяку дает значительное преимущество для выживания в средах с высоким содержанием мышьяка, что потенциально объясняет его распространенность.
Эта адаптация является суровым напоминанием о человеческой устойчивости: При достаточном времени жизнь находит способы преодолеть даже самые опасные условия.
