Oamenii din Anzi au dezvoltat o abilitate genetica ciudata

Timp de mii de ani, oamenii care traiesc la inaltimea Anzilor argentinieni s-au bazat pe apa potabila care i-ar putea imbolnavi de moarte pe majoritatea dintre acestia.

Acolo, arsenicul prezent in mod natural in roca vulcanica se infiltreaza in apele subterane, contaminand alimentarea locala cu apa cu niveluri ale metaloidului toxic, care ar reprezenta riscuri grave pentru sanatatea majoritatii populatiilor umane.

Insa pentru un grup din nordul Argentinei, selectia naturala ar fi putut oferi un avantaj genetic neobisnuit.

Conform unei analize ADN efectuate pe oamenii din vestul Americii de Sud, o populatie din Anzii argentinieni poarta o varianta genetica care ii ajuta probabil sa metabolizeze arsenicul intr-un mod mai sigur.

„Adaptarea determina schimbari genomice; cu toate acestea, dovezile unor adaptari specifice la oameni raman limitate”, a scris o echipa condusa de biologii evolutionisti Carina Schlebusch si Lucie Gattepaille de la Universitatea Uppsala intr-o lucrare din 2015.

„Datele noastre arata ca adaptarea la tolerarea factorului de stres din mediu, arsenicul, a determinat probabil o crestere a frecventelor variantelor protectoare ale AS3MT, oferind prima dovada a adaptarii umane la o substanta chimica toxica.”

De ce oamenii din Anzi s-ar parea ca s-au adaptat

Daca i s-a acordat suficient timp si o expunere suficient de blanda la un pericol, viata a demonstrat o capacitate remarcabila de a se adapta la tot felul de conditii salbatice – de la caldura extrema la lipsa completa de oxigen si niveluri periculoase de radiatii.

Cu toate acestea, se cunosc relativ putine lucruri despre modul in care oamenii se adapteaza la substantele chimice toxice din mediul lor.

Arsenicul este foarte toxic, fiind asociat cu cancerul, leziunile pielii, malformatiile congenitale si decesele premature. De asemenea, este raspandit, fiind prezent in mod natural la niveluri ridicate in apele subterane din multe regiuni ale lumii.

Limita actuala recomandata pentru arsenic in apa potabila, stabilita de Organizatia Mondiala a Sanatatii, este de 10 micrograme pe litru.

Pana la instalarea unui sistem de filtrare in 2012, orasul indepartat si de mare altitudine San Antonio de los Cobres, din platoul Puna de Atacama din Argentina, avea apa potabila care continea aproximativ 200 de micrograme de arsenic pe litru – de aproximativ 20 de ori limita recomandata.

Totusi, regiunea a fost locuita de mii de ani – cel putin 7.000 de ani si poate chiar 11.000.

Aceasta aparenta capacitate de a elimina nivelurile periculos de ridicate de arsenic i-a nedumerit pe oamenii de stiinta timp de decenii.

Ce au observat oamenii de stiinta

In 1995, oamenii de stiinta au observat ca femeile din Anzii argentinieni aveau o capacitate „unica” de a metaboliza arsenicul, dupa cum o demonstreaza metabolitii din urina lor.

Cand arsenicul patrunde in organism, enzimele il transforma in mai multe forme chimice. Una dintre aceste forme intermediare, numita arsenic monometilat (MMA), este deosebit de toxica. O forma ulterioara, arsenicul dimetilat (DMA), este mai usor de eliminat de organism prin urina.

Locuitorii din San Antonio de los Cobres aveau tendinta de a produce mai putin din intermediarul toxic si mai mult din forma usor excretata, ceea ce sugereaza ca organismele lor erau neobisnuit de eficiente in procesarea arsenicului.

Intrigati, Schlebusch, Gattepaille si colegii lor au vrut sa rezolve puzzle-ul la nivel genetic.

Echipa de cercetare a colectat ADN de la 124 de femei din San Antonio de los Cobres folosind tampoane de obraz, ale caror probe de urina au aratat acelasi profil al metabolitului de arsenic ca in studiul din 1995. Apoi, au analizat milioane de markeri genetici din intregul genom.

Pentru a determina daca varianta genetica era unica populatiei argentiniene, cercetatorii si-au comparat rezultatele cu datele genomice disponibile publicului din Peru si Columbia, extrase din Proiectul International 1000 de genomuri.

Cercetarile anterioare au aratat ca o enzima numita arsenic (+3 stare de oxidare) metiltransferaza (AS3MT) ar putea juca un rol cheie in metabolismul arsenicului, asa ca cercetatorii si-au concentrat eforturile asupra acestui aspect.

O descoperire revolutionara

Ceea ce au descoperit a fost un grup de variante genetice apropiate de gena AS3MT, care au influentat puternic modul in care organismul proceseaza arsenicul.

Aceste variante au fost mult mai frecvente la oamenii din San Antonio de los Cobres decat in ​​populatiile genetic similare din Peru si Columbia.

Variantele par sa faca organismul mai eficient in transformarea arsenicului in forme care pot fi excretate in siguranta in urina, reducand acumularea celor mai toxici compusi intermediari – un rezultat care se aliniaza perfect cu studiile anterioare privind metabolitii arsenicului in urina.

Desi contaminarea cu arsenic este frecventa in intreaga lume, foarte putine comunitati au trait cu niveluri atat de ridicate de expunere pentru perioade lungi de timp.

In San Antonio de los Cobres, oamenii au trait cu arsenic in apele subterane timp de mii de ani – suficient de mult timp pentru ca selectia naturala sa favorizeze trasaturile care reduc vulnerabilitatea la efectele toxice ale arsenicului.

O privire catre viitor

Cercetari ulterioare sugereaza ca semnale genetice similare ar putea aparea si la alte populatii andine expuse la arsenic timp de generatii.

Acestea ar putea sustine concluziile conform carora expunerea pe termen lung poate duce la toleranta genetica si sugerand ca adaptarea ar putea fi mai raspandita in intreaga regiune.

„Avand in vedere efectele daunatoare severe ale arsenicului asupra sanatatii, atat la copii, cat si la adulti”, au scris cercetatorii, „oamenii care poarta haplotipul de toleranta la arsenic… ar putea avea un avantaj selectiv foarte puternic in mediile cu continut ridicat de arsenic.”

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

---

Sursa: sciencealert.com, scientificamerican.com, futurity.org.

Foto: Roberto Ettore/Wikimedia Commons, CC BY 3.0.

---

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.