Bagi bayi, susu yang digesting adalah sekeping kek. Tetapi yang sama tidak boleh dikatakan orang dewasa. Bayi mempunyai keupayaan untuk mencerna gula penting susu, laktosa, berkat enzim yang dipanggil laktase, yang memecahkannya menjadi dua gula yang lebih kecil, glukosa dan galaktosa. Apabila kita semakin tua, banyak orang berhenti menghasilkan laktase dan kehilangan keupayaan ini. Lain-lain tidak.
Kandungan Terkait
- Apabila Manusia Pertama Mendapat Susu
- Mengurangkan Ternakan dengan Mini-Lembu
- Toleransi Laktosa dan Evolusi Manusia
Para saintis telah cuba untuk menguraikan bagaimana, kapan, dan mengapa toleransi laktosa dalam manusia untuk seketika. Orang yang mempunyai toleransi laktosa (atau ketekunan laktase, bercakap saintifik) cenderung datang dari Eropah utara, Timur Tengah dan Afrika. Hipotesis umum: pada sesetengah orang, mutasi secara semulajadi muncul berdekatan dengan gen untuk laktase dan mengekalkan pengeluaran enzim ke dewasa, dan kerana sesuatu yang berlaku di alam sekitar, orang dewasa dengan laktase mempunyai kelebihan kelangsungan hidup terhadap intoleransi laktosa. "Apa pun, ini benar-benar bermanfaat kerana ia menyebar dengan cepat, " jelas Sarah Tishkoff, seorang ahli genetik di University of Pennsylvania di Philadelphia.
Para saintis tidak bersetuju dengan apa yang mendorong penyesuaian di kawasan yang berlainan, tetapi mereka telah mengenal pasti beberapa mutasi yang mungkin dikaitkan dengan toleransi laktosa. Sulit untuk memberitahu, bagaimanapun, mutasi mana yang paling penting dan berapa banyak yang berbeza dari satu rantau ke yang lain.
Tishkoff dan rakan-rakannya menerbitkan satu kajian baru hari ini dalam American Journal of Human Genetics -kajian terbesar toleransi laktosa di seluruh Afrika hari ini-yang mengambil langkah lain dalam mengenal pasti mutasi yang paling relevan, dan memberi petunjuk tentang punca evolusi mereka. Kerja mengesahkan bahawa mutasi genetik yang terdahulu telah dikaitkan dengan kegigihan laktase di Afrika. Dengan menunjukkan bahawa gen-gen ini muncul dalam frekuensi tinggi yang tidak seimbang dalam kumpulan-kumpulan pastoral Afrika, penemuan juga meletakkan data genetik di sebalik idea bahawa pembiakan haiwan berkait rapat dengan penyebaran toleransi laktosa.
Pada tahun 2007, makmal Tishkoff menemui tiga mutasi yang secara kasar dikaitkan dengan kegigihan laktase dalam kumpulan kecil Afrika timur, dan kumpulan lain telah menemui mutasi lain yang dikaitkan dengan kegigihan laktase dalam populasi Afrika yang terpilih, seperti komuniti di Ethiopia. Tetapi, dalam kajian ini, "ada orang yang boleh mencerna susu, yang tidak mempunyai mutasi ini, " kata Tishkoff, "Jadi, kami fikir mungkin terdapat sesuatu yang lain di luar sana."
Dalam kerja baru mereka, para penyelidik ingin menggunakan lensa yang lebih luas untuk melihat kegigihan laktase. Pasukan ini mengambil sampel darah dan mengurai DNA dari 819 orang Afrika (mewakili 63 populasi yang berbeza) dan 154 orang bukan orang Afrika (mewakili sembilan populasi di Eropah, Timur Tengah dan Asia Tengah dan Timur). Mereka menumpukan perhatian kepada tiga kawasan genom manusia berhampiran gen laktase: rantau promoter (yang menghidupkan atau mematikan gen, menyebabkan pengeluaran laktase berlaku) dan dua kawasan penambah (yang terlibat dalam menjaga atau meningkatkan pengeluaran laktase ) . Apabila mereka menjejaki kawasan ini, mereka mendapati lima mutasi yang diketahui berkaitan dengan ketekunan laktase, dan mengukur frekuensi mereka di semua populasi yang berlainan.
Sarah Tishkoff mentadbir ujian toleransi laktosa kepada sekumpulan orang Maasai di Tanzania. Ujian ini mengukur keupayaan untuk mencerna susu, sifat yang Tishkoff dan penyelidik lain menghubungkan dengan amalan pastoralisme. (Foto: Universiti Pennsylvania) Untuk memadankan data genetik dengan toleransi laktosa, mereka perlu menguji keadaan di lapangan, termasuk kawasan terpencil di seluruh Afrika. Mereka memberi peserta serbuk laktosa manis bersamaan dengan satu hingga dua liter susu. "Ia jenis rasa seperti Cool-Aid oren, " kata Tishkoff.
Kemudian, dengan menggunakan kit ujian kencing manis mudah alih, para penyelidik mengukur tahap darah glukosa setiap 20 minit selama satu jam. Peningkatan glukosa darah bermakna tubuh orang itu memecahkan laktosa. Berdasarkan itu, kita dapat mengkategorikan orang sebagai toleran, tidak toleran, atau tidak toleran, "kata Alessia Ranciaro, seorang saintis penyelidikan di makmal Tishkoff yang menjalankan kebanyakan kerja lapangan.
Membandingkan data genetik ke data lapangan, mereka mengesahkan hubungan antara ketiga-tiga mutasi rantau pencerna yang mereka dapati sebelum ini dan ketekunan laktase. Dua mutasi lain, satu di promoter dan satu di kawasan penambah, juga dikaitkan dengan kegigihan laktase, tetapi mereka kurang biasa dan kurang jelas dalam hubungan mereka dengan sifatnya.
Untuk mendapatkan rasa di mana mutasi ini mungkin berasal dari segi geografi, mereka melihat corak mutasi (disebut haplotype) pada kromosom peserta di mana gen laktase berada. Haplotip yang berbeza diketahui mempunyai sejarah yang berasal dari rantau geografi yang berbeza, jadi dengan melihat korelasi antara pelbagai haplotip di Afrika hari ini dan kehadiran atau ketiadaan mutasi dalam gen laktase, penyelidik dapat menjejaki penyebaran geografi mutasi ini Afrika.
Data menunjukkan bahawa penyebaran mutasi laktase bertepatan dengan penyebaran orang dan pembiakan ternakan di seluruh Afrika. Sejarah evolusi garis mutasi dengan corak penghijrahan yang diketahui dan bukti arkeologi untuk permulaan pemburuan ternakan, penulis didapati. Khususnya, mutasi yang merebak dari Timur Tengah ke Afrika utara adalah kira-kira 5, 000 hingga 12.300 tahun, meletakkannya pada kira-kira umur yang sama seperti pemburuan lembu di Afrika Utara dan Timur Tengah, yang berlaku kira-kira 10, 000 tahun yang lalu. Satu lagi variasi, yang lazim di Semenanjung Arab, sepadan dengan usia kepada bukti arkeologi penangkapan unta di rantau itu sekitar 5, 000 tahun yang lalu.
"Apabila kumpulan itu berhijrah ke kawasan lain, mereka akan membawa mutasi itu dengan mereka, dan jika mereka berkahwin dengan kumpulan tempatan, siapa pun yang mereka lalui, itu memberi manfaat kepada mereka, jadi ia juga akan meningkatkan kekerapan, " kata Tishkoff .
Dalam contoh lain, mutasi khusus yang berleluasa di Tanzania, Kenya, dan Afrika Selatan, dipercayai hanya 2, 700 hingga 6, 800 tahun, berdasarkan kajian terdahulu. Ini bertepatan dengan masa perpindahan pastoralis dari Afrika utara ke Afrika timur. Bagaimana ia muncul di selatan Afrika agak rumit, tetapi ia mungkin ada kaitan dengan penyebaran orang-orang Bantu di Afrika timur dan mereka bercampur-campur dengan pastoral tempatan ketika mereka berpindah ke selatan.
Tidaklah menghairankan bahawa varian genetik yang menyebabkan sifat ketahanan laktase akan dikaitkan dengan pastoralisme. Malah para saintis telah mengetahui persatuan sifat itu untuk masa yang lama, kata ahli genetik Dallas Swallow dari University College London. Kajian baru itu membantah banyak kerja terdahulu, termasuk dirinya sendiri. Tetapi, "hubungan dengan gaya hidup jauh dari mutlak, " katanya.
Ranciaro dan Tishkoff mengakui bahawa kajian mereka tidak menjawab semua persoalan sekitar ketekunan laktase di Afrika. Tidak mempunyai lembu tidak semestinya penduduk tidak boleh mencerna susu atau sebaliknya. Tambahan pula, nampaknya ada mutasi lain yang belum dikenal pasti yang terlibat dalam pengeluaran laktase. Sebagai contoh, beberapa ahli pemburu Hadza di Tanzania tidak mempunyai jejak genetik laktase yang berterusan, tetapi nampaknya ada yang dapat mencerna susu tanpa masalah.
Laktase juga boleh memainkan peranan dalam memecahkan protein dalam tumbuh-tumbuhan, supaya dapat menjelaskan mengapa sesetengah kumpulan yang tidak mempunyai lembu masih dapat menghasilkan laktase sebagai orang dewasa. Sebagai alternatif, sesetengah penyelidik telah membuat hipotesis bahawa bakteria usus mungkin membantu beberapa susu pencernaan apabila mereka kekurangan mutasi.
Apa maksudnya untuk peminum susu purata? Jika anda keturunan Afrika, ia menerangkan perjalanan evolusi di belakang mutasi yang berkaitan dengan laktase anda dengan baik. Di persekitaran yang gersang di Afrika, susu merupakan sumber utama cecair apabila air adalah langka, jadi kelebihan evolusi kelangsungan laktase adalah jelas.
Tetapi jika anda dari keturunan Eropah-rantau lain dengan tradisi pembiakan ternakan dan kegigihan laktase yang sama-cerita itu masih menjadi misteri. Para saintis telah mencadangkan pelbagai teori untuk tekanan evolusi yang mendorong kegigihan laktase di seluruh Eropah, tetapi bukti genetik keras masih perlu ditemui.
