На высоте в 4-5 тысяч метров над уровнем моря содержание кислорода в воздухе, мягко говоря, невелико — почти в два раза ниже, чем на уровне моря. Каждый вдох дается с трудом, и не каждый способен это выдержать. Тем не менее, люди там обитают, и не только выживают, но и воспитывают детей. Как им это удается?
Дело в том, что человеческий организм к подобным условиям, мягко говоря, не приспособлен. Большинство людей на такой высоте начинает ощущать симптомы горной болезни: головокружение, тошнота, слабость… И всё это происходит потому, что кровь не успевает насыщаться кислородом, что вызывает гипоксию. Однако тибетцы, как выяснилось, нашли способ обойти эту проблему. И не просто нашли, а, можно сказать, встроили его в свои гены.
Многие считают, что эволюция — это процесс, происходивший миллионы лет назад. Но это не так. Эволюция — это непрерывный процесс, который продолжается сейчас, и мы можем наблюдать его своими глазами, естественный отбор активен.
Группа исследователей из США и Непала отправилась в Тибет, чтобы изучить местное население. Особенное внимание они уделили женщинам, ведь именно они вынашивают и рожают детей, а значит, их организм подвергается максимальной нагрузке в условиях гипоксии.
Ученые собрали информацию о здоровье, беременности, родах и генетике более чем 400 тибетских женщин, живущих на высоте от 3500 метров и выше (Ссылка на исследование в комментариях).
Выяснилось, что у тибетских женщин, родивших много детей, сердце функционирует совершенно иначе. Во-первых, у них очень мощная сердечная мышца, способная перекачивать больше крови, даже в условиях разреженного воздуха.
Во-вторых, у них наблюдается повышенное количество эритроцитов — клеток крови, отвечающих за транспортировку кислорода по всему организму. И что любопытно, несмотря на увеличенное содержание эритроцитов в крови, она не становится вязкой, а остается нормальной консистенции, благодаря чему нагрузка на сердце не возрастает.
Баланс между кислородом и нагрузкой на сердце
Синтия Бил из Университета Кейс Вестерн Резерв и ведущий автор исследования, так прокомментировала это открытие: «Тибетские женщины прошли путь естественного отбора, который позволил их организму найти идеальный баланс между потребностями в кислороде и нагрузкой на сердце».
С ней трудно не согласиться. Организм тибетских женщин смог адаптироваться к экстремальным условиям, выработав уникальные механизмы, которые позволяют им выживать и размножаться там, где большинство из нас просто не смогли бы нормально дышать.
Здесь возникает вопрос: как же так получилось? Как эволюция смогла так быстро «настроить» организм тибетских женщин на жизнь в высокогорье? Ученые полагают, что дело в генах. Оказывается, у тибетцев есть специфические гены, которые способствуют лучшему усвоению кислорода. Эти гены, по всей видимости, передаются из поколения в поколение, становясь всё более «эффективными» с каждым новым поколением.
Как именно гены помогают тибетцам выживать в условиях высокогорья
Оказывается, у них есть несколько ключевых генетических адаптаций. Одна из них – это мутация в гене EPAS1, который регулирует реакцию организма на низкий уровень кислорода. У большинства людей этот ген «включается» при гипоксии, что вызывает увеличение выработки эритроцитов — красных кровяных клеток, переносящих кислород. Но у тибетцев этот ген функционирует несколько иначе: он не приводит к резкому увеличению количества эритроцитов, что предотвращает повышение вязкости крови.
Но гены — это не все. Важное значение имеет и окружающая среда. Тибетцы, которые живут в высокогорье с самого рождения, адаптируются к низкому уровню кислорода. Их организм «обучается» работать более продуктивно, используя каждый миллилитр кислорода максимально эффективно.
Кстати, ученые заметили, что даже у жителей равнин, которые долгое время находятся в высокогорье, организм начинает адаптироваться к нехватке кислорода. Конечно, они не достигают таких же результатов, как тибетцы, но это всё же подтверждает, что человеческий организм обладает замечательной способностью к адаптации.
И вот ещё что любопытно. Ученые обнаружили, что у разных групп тибетцев могут быть различные генетические адаптации к высокогорью. Это говорит о том, что эволюция не следует единственному пути, а находит разные решения для одной и той же проблемы.