Organizm człowieka był w stanie wyewoluować tak, by wydłużyć możliwość pozostawania pod wodą bez oddechu - pisze w najnowszym numerze czasopismo "Cell". Praca opublikowana przez naukowców Uniwersytetu w Kopenhadze i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley po raz pierwszy pokazuje u współczesnych ludzi przypadek modyfikacji genetycznej sprzyjającej długiemu swobodnemu nurkowaniu. Zaobserwowano ją w żyjącej w Indonezji społeczności ludzi Bajau, zwanych morskimi nomadami. Ich niezwykłe zdolności nurkowania już od pewnego czasu wiązano z posiadaniem powiększonej śledziony. Teraz okazało się, że ten efekt ma podłoże genetyczne.

Lud Bajau żyje wśród wysp Południowo-Wschodniej Azji, w Indonezji, Malezji i na Filipinach. Jego przedstawiciele mieszkają głównie na łodziach i wszystko co jedzą, zdobywają w morzu. Ich niezwykły tryb życia został opisany już w 1521 roku przez kronikarza jednej z wypraw Ferdynanda Magellana, ale badania lingwistyczne wskazują na to, że już wtedy mieli za sobą kilkaset lat doświadczeń. Bajau specjalizują się w nurkowaniu, nawet do 60 procent dnia pracy spędzają na polowaniu na ryby i ośmiornice, zbieraniu skorupiaków i strzykw z głębokości nawet do 70 metrów. Z ich opowieści wynika, że potrafią wstrzymać oddech nawet do 13 minut. Jak się uważa, doświadczają przy okazji najbardziej ekstremalnych niedoborów tlenu, z jakimi człowiek może mieć w naturalnych warunkach do czynienia.

Na pomysł dokładniejszego zbadania mechanizmu, umożliwiającego nurkom Bajau tak długie wstrzymywanie oddechu, wpadła w ramach swojej pracy doktorskiej Melissa Ilardo z Uniwersytetu w Kopenhadze. Podejrzewała, że kluczem może być śledziona, bo właśnie ten organ umożliwiał długie nurkowanie wodnym ssakom, takim jak foki. Skontaktowała się z prof. Rasmusem Nielsenem z UC Berkeley, który badał genetyczne mechanizmy adaptacji społeczności mieszkających w warunkach obniżonego poziomu tlenu, na dużych wysokościach. To on w 2014 roku ogłosił, że u Tybetańczyków występuje wariant genu, EPAS1, który w takich warunkach chroni ich przed wywołującym groźne efekty uboczne nadmiarem hemoglobuliny i czerwonych ciałek krwi. Nielsen nie był przekonany do teorii Ilardo, ale w badania się włączył. 

W 2015 roku Illardo odwiedziła społeczność Bajau, żyjącą na małej wysepce w pobliżu większej wyspy Sulawesi. Z pomocą aparatu ultrasonograficznego przebadała 59 Bajau i 34 osoby z żyjącego w pobliżu, ale nie zajmującego się nurkowaniem ludu Saluan. Analiza danych pokazała, że Bajau mają śledziony przeciętnie o 50 proc. większe niż przedstawiciele Saluan. To zdaniem Nielsena oznacza, że w czasie nurkowania są w stanie wykorzystać nawet o 10 proc. czerwonych ciałek krwi więcej. Co istotne, rozmiary śledziony Bajau, którzy nurkowali i tych, którzy nie nurkowali były identyczne. 

Ilardo pobrała od wszystkich badanych próbki śliny i zidentyfikowała szereg wariantów genów, które częsciej występowały w genomie Bajau niż Saluan. Jeden z nich, PDE10A, koduje enzym, fosfodierazę, który ma istotne znaczenie dla skurczów mięśni gładkich i zwiększa wydzielanie hormonów tarczycy. Przypuszczamy, że ekspresja tego wariantu genu PDE10A wpływa na wydzielanie hormonów tarczycy i w konsekwencji na rozmiar śledziony - mówi Nielsen, przyznając jednak, że genetyczne uwarunkowania rozmiarów śledziony wymagają jeszcze dokładniejszych badań. 

Bajau rozwiązali problem niedoboru tlenu w inny sposób niż Tybetańczycy. Choć bowiem stały wysoki poziom czerwonych ciałek krwi jest szkodliwy, warto mieć możliwość podniesienia go, gdy akurat jest potrzebny - dodaje prof. Nielsen. Umożliwiają to właśnie dodatkowe zdolności magazynowania czerwonych krwinek przez śledzionę. 

Z oczywistych względów nie możemy prowadzić na ludziach eksperymentów, w których wystawialibyśmy ich na nowe warunki w taki sposób, jak robimy to na muszkach owocowych czy myszach - dodaje Nielsen. W tym przypadku natura dokonała takiego eksperymentu za nas i pokazała, że człowiek w obliczu takich nowych warunków może się genetycznie zaadaptować. 

(mpw)