Hungersnød og sygdom drev udviklingen af ​​laktosetolerance i Europa

Forhistoriske mennesker i Europa indtog mælk tusinder af år, før mennesker udviklede den genetiske egenskab, der gjorde det muligt for os at fordøje mælkesukkeret laktose som voksne, finder en ny undersøgelse. Forskningen, offentliggjort i Nature , kortlagt forhistoriske mønstre for mælkeforbrug over de sidste 9.000 år, hvilket giver ny indsigt i mælkeforbrug og udviklingen af ​​laktosetolerance.

Indtil nu var det almindeligt antaget, at laktosetolerance opstod, fordi det tillod folk at indtage mere mælk og mejeriprodukter. Men denne nye forskning, ledet af forskere fra University of Bristol og University College London (UCL) sammen med samarbejdspartnere fra 20 andre lande, viser, at hungersnød og eksponering for smitsomme sygdomme bedst forklarer udviklingen i vores evne til at indtage mælk og andre ikke-fermenterede mejeriprodukter.

Mens de fleste europæiske voksne i dag kan drikke mælk uden ubehag, har to tredjedele af de voksne i verden i dag, og næsten alle voksne for 5.000 år siden, problemer, hvis de drikker for meget mælk. Dette skyldes, at mælk indeholder laktose, og hvis dette unikke sukker ikke kan fordøjes, vil det rejse til tyktarmen, hvor det kan forårsage kramper, diarré og flatulens, en tilstand kendt som laktoseintolerans. Men denne nye forskning tyder på, at disse virkninger i dag er sjældne i Storbritannien.

Professor George Davey Smith, direktør for MRC Integrative Epidemiology Unit ved University of Bristol og medforfatter til undersøgelsen, sagde:"For at fordøje laktose er vi nødt til at producere enzymet laktase i vores tarm. Næsten alle babyer producerer laktase, men i de fleste mennesker globalt falder produktionen hurtigt mellem fravænning og ungdom. Imidlertid har en genetisk egenskab kaldet laktasepersistens udviklet sig flere gange i løbet af de sidste 10.000 år og spredt sig i forskellige mælkedrikkende populationer i Europa, det centrale og sydlige Asien, Mellemøsten Øst og Afrika. I dag er omkring en tredjedel af de voksne i verden lactase-persistente."

Ved at kortlægge mønstre for mælkeforbrug over de sidste 9.000 år, undersøge den britiske biobank og kombinere gammelt DNA, radiocarbon og arkæologiske data ved hjælp af nye computermodelleringsteknikker, var holdet i stand til at vise, at laktasepersistens genetiske egenskaber ikke var almindelige før omkring 1.000 f.Kr., næsten 4.000 år efter den første gang blev opdaget omkring 4.700-4.600 f.Kr.

"Den genetiske variant af laktasepersistens blev skubbet til høj frekvens af en slags turboladet naturlig selektion. Problemet er, at så stærk naturlig selektion er svær at forklare," tilføjede professor Mark Thomas, professor i evolutionær genetik og medforfatter til studiet fra University College London.

For at fastslå, hvordan laktosepersistens udviklede sig, samlede professor Richard Evershed, undersøgelsens leder fra Bristol's School of Chemistry, en hidtil uset database med næsten 7.000 organiske animalske fedtrester fra 13.181 fragmenter af keramik fra 554 arkæologiske steder for at finde ud af, hvor og hvornår mennesker var. indtager mælk. Hans resultater viste, at mælk blev brugt i vid udstrækning i europæisk forhistorie, der stammer fra det tidligste landbrug for næsten 9.000 år siden, men steg og faldt i forskellige regioner på forskellige tidspunkter.

For at forstå, hvordan dette hænger sammen med udviklingen af ​​lactase-persistens, samlede UCL-teamet, ledet af professor Mark Thomas, en database over tilstedeværelsen eller fraværet af den genetiske variant af lactase-persistens ved hjælp af offentliggjorte gamle DNA-sekvenser fra mere end 1.700 forhistoriske europæiske og asiatiske individer . De så det første gang efter omkring 5.000 år siden. For 3.000 år siden var det med mærkbare frekvenser og er meget almindeligt i dag. Dernæst udviklede hans team en ny statistisk tilgang til at undersøge, hvor godt ændringer i mælkeforbrug gennem tiden forklarer den naturlige udvælgelse for laktasepersistens. Overraskende nok fandt de intet forhold, selvom de var i stand til at vise, at de kunne opdage det forhold, hvis det eksisterede, hvilket udfordrede det langvarige syn på, at omfanget af mælkeforbrug drev udviklingen af ​​laktasepersistens.

Professor George Davey Smiths team havde undersøgt U.K. Biobank-data, omfattende genetiske og medicinske data for mere end 300.000 levende individer, og fandt kun minimale forskelle i mælkedrikkende adfærd mellem genetisk persistente og ikke-persistente mennesker. Kritisk er det, at det store flertal af mennesker, der ikke var genetisk lactase-vedholdende, ikke oplevede nogen kort- eller langsigtede negative helbredseffekter, når de indtog mælk.

Professor Davey Smith tilføjede:"Vores resultater viser, at mælkebrug har været udbredt i Europa i mindst 9.000 år, og raske mennesker, selv dem, der ikke er laktase-persistente, kunne med glæde indtage mælk uden at blive syge. Men at drikke mælk i laktase ikke-persistent individer fører til en høj koncentration af laktose i tarmen, som kan trække væske ind i tyktarmen, og dehydrering kan resultere, når dette kombineres med diarrésygdom."

"Hvis du er sund og ikke-vedholdende med laktase, og du drikker masser af mælk, kan du opleve ubehag, men du kommer ikke til at dø af det. Men hvis du er alvorligt underernæret og har diarré, så har du livet -truende problemer. Når deres afgrøder slog fejl, ville forhistoriske mennesker have været mere tilbøjelige til at indtage ugæret højlaktosemælk - præcis når de ikke burde."

For at teste disse ideer anvendte professor Thomas' team indikatorer for tidligere hungersnød og patogeneksponering i deres statistiske modeller. Deres resultater understøttede klart begge forklaringer - lactasepersistensgenvarianten var under stærkere naturlig selektion, når der var indikationer på mere hungersnød og flere patogener.

Forfatterne konkluderede:"Vores undersøgelse viser, hvordan menneskers sundhed i senere forhistorie, efterhånden som befolkninger og bebyggelsesstørrelser voksede, ville være blevet mere og mere påvirket af dårlige sanitære forhold og stigende diarrésygdomme, især dem af animalsk oprindelse. Under disse forhold ville indtagelse af mælk have resulteret i i stigende dødsrater, hvor individer, der mangler laktase-persistens, er særligt sårbare. Denne situation ville være blevet yderligere forværret under hungersnød, når sygdoms- og underernæringsraterne er øget. Dette ville føre til personer, der ikke havde en kopi af lactase-persistensgenvarianten være mere tilbøjelige til at dø før eller i løbet af deres reproduktive år, hvilket ville skubbe befolkningens prævalens af lactase-persistens op.

"Det ser ud til, at de samme faktorer, der påvirker menneskets dødelighed i dag, har drevet udviklingen af ​​dette fantastiske gen gennem forhistorien." + Udforsk yderligere

Undersøgelse afslører, at laktosetolerance skete hurtigt i Europa