Gamle andinske genomer viser tydelige tilpasninger til landbrug og højde

Gamle befolkninger i Andesbjergene i Peru tilpassede sig deres højtliggende miljø og indførelsen af ​​landbrug på måder, der adskiller sig fra andre globale befolkninger, der stod over for lignende omstændigheder, ifølge resultater præsenteret på American Society of Human Genetics (ASHG) 2018 årsmøde i San Diego, Californien

John Lindo, Ph.D., JD, assisterende professor i antropologi ved Emory University, og en gruppe internationale samarbejdspartnere ledet af Anna Di Rienzo, Ph.D., ved University of Chicago og Mark Aldenderfer, Ph.D., ved University of California, Merced, satte sig for at bruge nyligt tilgængelige prøver på 7, 000 år gammelt DNA fra syv hele genomer for at studere, hvordan oldtidens mennesker i Andesbjergene tilpassede sig deres miljø. De sammenlignede disse genomer med 64 moderne genomer fra både højlands-andinske populationer og lavlandspopulationer i Chile, for at identificere de genetiske tilpasninger, der fandt sted før europæernes ankomst i 1500-tallet.

"Kontakt med europæere havde en ødelæggende indvirkning på den sydamerikanske befolkning, såsom introduktion af sygdom, krig, og social forstyrrelse, " forklarede Dr. Lindo. "Ved at fokusere på perioden før det, vi var i stand til at skelne miljøtilpasninger fra tilpasninger, der stammede fra historiske begivenheder."

De fandt ud af, at andinske populationers genomer tilpassede sig indførelsen af ​​landbrug og resulterede i en stigning i stivelsesforbruget anderledes end andre populationer. For eksempel, genomerne af europæiske landbrugspopulationer viser et øget antal kopier af genet, der koder for amylase, et enzym i spyt, der hjælper med at nedbryde stivelse. Mens andinerne også fulgte en diæt med høj stivelse, efter at de begyndte at dyrke landbrug, deres genomer havde ikke yderligere kopier af amylasegenet, rejser spørgsmål om, hvordan de kan have tilpasset sig denne ændring.

Tilsvarende tibetanske genomer, som er blevet grundigt undersøgt for deres tilpasning til høj højde, viser mange genetiske ændringer relateret til hypoksi-responsen - hvordan kroppen reagerer på lave niveauer af ilt. De andinske genomer viste ikke sådanne ændringer, tyder på, at denne gruppe tilpassede sig stor højde på en anden måde.

Forskerne fandt også ud af, at efter kontakt med europæere, højlands-andinerne oplevede en effektiv befolkningsreduktion på 27 procent, langt under de anslåede 96 procent, som lavlandsbefolkningen oplever. Tidligere arkæologiske fund viste en vis usikkerhed på dette punkt, og de genetiske resultater tydede på, at ved at leve i et hårdere miljø, højlandspopulationer kan have været lidt stødt fra rækkevidden og de resulterende virkninger af europæisk kontakt. Resultaterne viste også en vis selektion for immun-relaterede gener efter ankomsten af ​​europæere, tyder på, at andinerne, der overlevede, var bedre i stand til at reagere på nyligt introducerede sygdomme som kopper.

Med udgangspunkt i disse resultater, Dr. Lindo og hans kolleger udforsker i øjeblikket et nyt sæt gamle DNA-prøver fra Inka-hovedstaden Cusco, samt en nærliggende lavlandsgruppe. De er også interesserede i genflow og genetisk udveksling som følge af de vidtgående handelsruter for gamle Andes.

"Vores resultater indtil videre er en god start på en interessant forskningsgruppe, " sagde Dr. Lindo. "Vi vil gerne se fremtidige undersøgelser, der involverer et større antal genomer for at opnå en bedre opløsning af genetiske tilpasninger gennem historien, " han sagde.