Фитополис. Город жизни - Стефано Манкузо

мало времени, позволяет думать, что удивительная лаборатория общечеловеческой эволюции вот-вот начнет работу. Мы не можем предсказать ее результатов, но лично мне кажется невозможным отрицать, что человек эволюционирует под давлением города.

Важно отметить, что Homo sapiens начал эволюционировать в городской вид не сейчас, а с момента, когда начал обрабатывать землю. Наш геном изменился вследствие перехода к земледелию, что в свою очередь привело к развитию городов, – и в последнее время мы стали меняться быстрее. Вспомним, к примеру, об анатомических преобразованиях, вызванных изменением питания при сельскохозяйственной революции. Зубы людей 10 тысяч лет назад был гораздо более крепкими, чем сегодня, а некоторые примерно на 10 % больше, пока мы не начали питаться мягкой пищей, которая не требует столь тщательного пережевывания; не только наши зубы, но и челюсти поколение за поколением становились все меньше[58]. Другие изменения связаны не с мягкостью пищи, а с питательными веществами, содержащимися в ней; например, значительное влияние на нас оказал переход к рациону на основе зерновых, богатых крахмалом. За короткое время благодаря развитию земледелия и активному выращиванию этих культур в распоряжении бо́льшей части человеческой популяции оказалось значительное количество прекрасной пищи, дающей много энергии и подходящей для длительного хранения, но непростой для переваривания. Чтобы смочь в полной мере насладиться этим новым и удивительным источником сил, человеку пришлось подождать (на самом деле совсем недолго), пока эволюция не даст ему эффективный инструмент для расщепления крахмала – альфа-амилазу.

Альфа-амилаза – это фермент, обеспечивающий превращение крахмала в сахар путем расщепления гликозидных связей полисахарида и производства мальтозы, которая в дальнейшем гидролизуется в глюкозу и поглощается кровотоком. Все позвоночные производят этот пищеварительный фермент в поджелудочной железе, но лишь некоторые млекопитающие, включая человека, эволюционировали настолько, чтобы производить альфа-амилазу даже во рту, где она секретируется околоушными и/или подчелюстными железами. Почти все люди сегодня имеют несколько копий гена AMY1, ответственного за производство амилазы, их числом определяется количество вырабатываемой слюнной амилазы (чем больше копий, тем ее больше). Производство нескольких копий гена, по сути, один из самых простых способов увеличить количество определенного белка, например все той же альфа-амилазы. Сегодня европеец или потомок европейца обладает пятью копиями гена AMY1, в то время как у шимпанзе из всего две. Отдельные группы населения, в рацион которых традиционно входит много крахмала, как правило, имеют большее количество копий слюнной амилазы. Так, у японцев их больше, чем у якутов: якуты генетически близки к японцам, но основу их рациона составляет рыба. Аналогичные различия были выявлены между танзанийскими племенами датога, представители которого в основном едят мясо, и хадза – охотниками-собирателями, которые употребляют в пищу большое количество клубней и кореньев[59]. Таким образом, способность переваривать крахмал развивалась как прямое следствие изменения человеческого рациона, связанного с освоением сельского хозяйства. При высоком содержании в пище крахмала большое число копий гена AMY1 позволяет производить больше слюнной амилазы, что в свою очередь повышает способность переваривать крахмал, превращая его в легко усваиваемую глюкозу. И это, без сомнения, значимое эволюционное преимущество для людей, живущих в условиях ограниченности ресурсов.

А что же происходит сегодня? Остается ли эта особенность для нас эволюционным преимуществом? Большинство современных людей, живущих в городах, очевидно, не страдают от нехватки продовольственных ресурсов. Напротив, одна из основных проблем городского населения связана с избытком производимых продуктов, ведущим к ожирению и диабету второго типа. В этих новых условиях легкое превращение крахмала в глюкозу посредством слюнной амилазы можно рассматривать как недостаток. Но значит ли это, что нам стоит ожидать снижения активности амилазы из-за избытка продуктов питания в городах? Этот вариант адаптации к городской среде кажется весьма вероятным. Учитывая скорость, с которой эволюция оснастила нас инструментами для переваривания крахмала, можно ожидать, что мы так же сможем ограничить его переваривание в случае, если его станет чрезмерно много. Вспомним бабочек, которые сначала сменили цвет со светлого на темный, а затем обратно. На деле ход эволюции человека, подвергнутого влиянию множества факторов, предсказать еще сложнее, чем ход эволюции других видов. Невозможно точно сказать, что именно с нами произойдет. Можно лишь утверждать, что эволюция продолжит воздействовать на нас, но результат этого воздействия непредсказуем.

Также мы можем быть уверены в том, что качество и количество продуктов, которые мы потребляем, оказывают значительное влияние на нашу эволюцию: радикальные изменения в рационе могут изменять нашу генетику. Мы уже видели, как это было с зерновыми. Та же история произошла с молоком.

Все млекопитающие кормят своих детенышей молоком, следовательно, любое млекопитающее в детстве, и человек в том числе, способно переваривать компоненты молока, особенно лактозу, которая является основным его углеводом. Для переваривания лактозы необходима лактаза – фермент, способный расщеплять ее на два простых сахара: глюкозу и галактозу. У большинства млекопитающих активность лактазы резко снижается вскоре после прекращения грудного вскармливания. Но у многих людей сохранение активности лактазы – результат недавней эволюции – дает возможность питаться молоком и молочными продуктами и во взрослом возрасте. Больше всего в этой истории поражает то, когда именно у человека появилась эта способность. Недавнее исследование[60] показало, что персистентность лактазы – ее активность в организме взрослого человека – развилась около 5 тысяч лет назад, то есть спустя 4–5 тысяч лет после зарождения животноводства. Иными словами, люди тысячелетиями употребляли молоко в пищу, не умея переваривать лактозу, что приводило к неприятным, хотя и не представляющим опасности для жизни последствиям, таким как диарея, метеоризм, боли в животе. Затем, вследствие некого экстраординарного события, например голода или эпидемии, люди, которые были в состоянии переварить молоко, получили преимущество и передали эту способность потомкам. Сегодня персистентность лактазы свойственна 80 % населения Европы и их потомкам, крайне редка в Африке и многих регионах Азии и практически не встречается у банту и большей части населения Китая[61].

Почему переваривание лактозы следует считать преимуществом – сложный вопрос, на этот счет выдвинуто множество гипотез. Одна из самых популярных основана на связи между кальцием, ультрафиолетовым излучением и витамином D[62]. Ультрафиолетовое излучение необходимо млекопитающим для синтеза витамина D, который, в свою очередь, нужен для правильного усвоения кальция, обеспечивающего рост и здоровье костей. Поскольку в высоких широтах мало ультрафиолетового света, у их обитателей ограничен синтез витамина D и, как следствие, снижена способность усвоения кальция. Поэтому для населения Северной Европы возможность потреблять молоко, содержащее как витамин D, так и кальций, была важнейшим преимуществом. По всей видимости, именно поэтому персистентность лактазы следует считать адаптивным преимуществом, особенно в этих широтах.

Способность переваривать крахмал