Археологія Молочна революція Nature News; Прокоментуйте
Коли одна генетична мутація вперше дала древнім європейцям пити молоко, це створило підставу для континентального потрясіння.
Інструменти статті
У 1970-х роках археолог Петро Богуцький розкопував місцевість кам'яного віку на родючих рівнинах центральної Польщі, коли натрапив на асортимент дивних артефактів. Люди, які жили там близько 7000 років тому, були серед перших фермерів Центральної Європи, і вони залишили після себе уламки кераміки, усіяні крихітними дірками. Виглядало так, ніби грубу червону глину спекли, пронизавши шматками соломи.
Оглядаючи археологічну літературу, Богуцький знайшов інші приклади давньої перфорованої кераміки. "Вони були настільки незвичними", - люди майже завжди включали їх у публікації, - каже Богуцький, який зараз працює в Принстонському університеті в Нью-Джерсі. Він бачив щось подібне в будинку друга, який використовували для проціджування сиру, тому припустив, що кераміка може бути пов’язана із сироварінням. Але він не мав можливості перевірити свою ідею.
Безкоштовний подкаст
Марк Томас розповідає про еволюцію людини та підйом молочних продуктів.
Витирання Роффет-Сальк є частиною хвилі відкриттів про історію молока в Європі. Багато з них взяли участь в проекті, що розпочався у 2009 році та залучив археологів, хіміків та генетиків, що розпочався у 2009 році на 3,3 мільйона доларів (4,4 мільйона доларів США). Висновки цієї групи висвітлюють глибокі способи, якими молочні продукти сформували людське поселення на континенті.
Під час останнього льодовикового періоду молоко було по суті токсином для дорослих, оскільки - на відміну від дітей - вони не могли виробляти фермент лактази, необхідний для розщеплення лактози, головного цукру в молоці. Але коли землеробство почало замінювати мисливство та збиральництво на Близькому Сході приблизно 11 000 років тому, скотарі навчились зменшувати лактозу в молочних продуктах до допустимих рівнів, зброджуючи молоко для отримання сиру або йогурту. Кілька тисяч років по тому в Європі поширилася генетична мутація, яка дала людям здатність виробляти лактазу - і пити молоко - протягом усього життя. Ця адаптація відкрила нове багате джерело живлення, яке могло б підтримувати громади, коли врожай не давав результатів.
Ця двоступенева молочна революція, можливо, була головним фактором, що дозволив групам фермерів та скотарів з півдня прокотитися Європою та витіснити культури мисливців-збирачів, що жили там тисячоліття. "Вони дуже швидко поширюються на північ Європи з археологічної точки зору," - говорить Марк Томас, популяційний генетик з університетського коледжу Лондона. Ця хвиля еміграції наклала тривалий відбиток на Європу, де, на відміну від багатьох регіонів світу, більшість людей тепер можуть терпіти молоко. "Можливо, значна частина європейців походить від перших в Європі молочників, стійких до лактази", - каже Томас.
Сильні шлунки
Маленькі діти майже повсюдно виробляють лактазу і можуть перетравлювати лактозу в молоці матері. Але, дозріваючи, більшість вимикає ген лактази. Лише 35% людської популяції може засвоїти лактозу після віку приблизно семи-восьми років (посилання 2). «Якщо ви не переносите лактозу і випиваєте півлітра молока, ви справді захворієте. Вибухова діарея - по суті дизентерія, - каже Олівер Крейг, археолог з Йоркського університету, Великобританія. "Я не кажу, що це смертельно, але це досить неприємно."
КАРТА ДЖЕРЕЛО: ПОСИЛАННЯ. 2
Більшість людей, які зберігають здатність засвоювати молоко, можуть простежити своє походження до Європи, де ця риса, здається, пов’язана з одним нуклеотидом, в якому основа ДНК-цитозину змінилася на тимін у геномній області недалеко від гена лактази. Є й інші осередки стійкості лактази у Західній Африці (див. Nature 444, 994 - 996; 2006), на Близькому Сході та в Південній Азії, які, схоже, пов'язані з окремими мутаціями 3 (див. "Гарячі точки лактази").
Однонуклеотидний перемикач в Європі стався порівняно недавно. Томас та його колеги оцінили час, розглядаючи генетичні зміни в сучасних популяціях та проводячи комп'ютерне моделювання того, як відповідна генетична мутація могла поширитися серед древніх популяцій 4. Вони припустили, що ознака стійкості лактази, яка отримала назву аллелю LP, з’явилася приблизно 7500 років тому на широких родючих рівнинах Угорщини.
Потужний ген
Коли алель LP з’явився, він запропонував велику селективну перевагу. У дослідженні, проведеному в 2004 році 5, дослідники підрахували, що люди з мутацією мали б на 19% більше плодючого потомства, ніж ті, у кого цього не було. Дослідники назвали цю ступінь відбору "серед найсильніших, які досі спостерігались для будь-якого гена в геномі".
Ця перевага, складена протягом кількох сотень поколінь, могла б допомогти населенню опанувати континент. Але лише в тому випадку, якщо «населення має запас свіжого молока і займається молоком», - каже Томас. «Це коеволюція культури гена». Вони харчуються одне одним. ВЂќ
Щоб дослідити історію цієї взаємодії, Томас об'єднався з Йоахімом Бургером, палеогенетиком з Університету Йоганнеса Гутенберга в Майнці, Німеччина, та Метью Коллінзом, біоархеологом з Йоркського університету. Вони організували мультидисциплінарний проект під назвою LeCHE (стійкість до лактази в ранній культурній історії Європи), який зібрав дюжину дослідників на початку кар'єри з усієї Європи.
Вивчаючи молекулярну біологію людини та археологію та хімію давньої кераміки, учасники LeCHE також сподівались вирішити ключове питання про походження сучасних європейців. "Це було тривалим питанням в археології", чи походимо ми з близькосхідних фермерів чи корінних мисливців-збирачів, - каже Томас. Аргумент зводиться до еволюції проти заміни. Чи корінні популяції мисливців-збирачів у Європі взялися за землеробство та скотарство? Або був приплив сільськогосподарських колоністів, які випередили місцевих жителів завдяки поєднанню генів та технологій?
Одне з доказів було отримано в результаті досліджень кісток тварин, знайдених на археологічних розкопках. Якщо велику рогату худобу вирощують переважно для доїння, телят, як правило, забивають до першого дня народження, щоб мати могли доїти своїх матерів. Але велику рогату худобу, вирощувану в основному для отримання м’яса, вбивають пізніше, коли вона досягла своїх повноцінних розмірів. (Малюнок, якщо не вік, подібний для овець та кіз, які були частиною молочної революції.)