Джерело зображення, Getty Images
Ключ до унікальної адаптації до висот тибетців можна знайти в дуже далекому минулому.
Тисячі років тому сім’я оселилася на вершинах світу. Вони мешкали на тибетському плато, 4200 м над рівнем моря, на території, яка зараз відома як Чусанг.
Ця сім'я залишила тривалий слід: 19 відбитків рук і ніг було закарбовано в глинисту грязь, що просочилася з джерела. Судячи за розміром, у сімейній групі було шість осіб, двоє з яких були дітьми. Але хто вони були? І що привело їх на такі висоти?
Відомо лише те, що сліди в Чусані датуються 12 700 і 7400 років тому, так воно і є одне з найдавніших археологічних розкопок на Тибетському плато.
Але що робить родину Чусанга особливою, це їхня замкнутість, говорить Марк Альдендерфер, антрополог з Каліфорнійського університету в Мерседі. Його виживання надзвичайне.
Хоча вогняна спека могла захистити їх від холоду, родина Чусанг не могла захиститися від очевидної, але неминучої перешкоди: повітря з кожним кроком до неба стає рідшим.
Легкі у формі бочки
На більш ніж 4000 м над рівнем моря кожен подих затримується на третину менше кисню ніж інший на меншій висоті.
Джерело зображення, Getty Images
Тибетське плато було заселене, але тисячі років. Але секрети виживання тих, хто там живе, тільки починають відкриватися.
Будь-який альпініст може описати задишку, яка, як правило, пов’язана з висотою.
Тиск повітря зменшується, чим більше ви йдете або летите над поверхнею моря, дозволяючи молекулам газу поширюватися у всіх напрямках, а легені можуть лише обмежено розтягуватися, щоб компенсувати.
Протягом багатьох сотень поколінь людей, які живуть в Андському високогір’ї розвинулися від Перу до Болівії грудей у формі бочки що збільшують гучність кожного вашого вдиху.
І з кінця 19 століття вчені це знають ваша кров повна еритроцитів і гемоглобіну, молекули, що несуть кисень.
Коли дефіциту кисню, кров згущується, збільшуючи кількість, яку вона може нести в клітини навколо тіла. Це відповідь кровотворення це також трапляється у кожного, хто вирішить піднятися на гору.
І оскільки майже всі дослідження умов життя у високогір’ї тривалий час проводились в Андах, гемопоезі розглядався як універсальна реакція на низький рівень кисню протягом майже двох століть.
Лише наприкінці 1970-х - на початку 1980-х років, після походів до села Непалу, Синтія Білл, антрополог з Університету Кейс Вестерн Резерв в Огайо, почала виявляти, що тибетці не відповідали цій теорії.
Як на рівні моря
Спочатку, їм не вистачало грудей у формі бочки, але вони здавались дихайте швидше що Андський.
А по-друге, Білл та його колеги виявили, що є у тибетців дивно низький рівень гемоглобіну, часто в межах норми, яка є нормальною для людей, що живуть на рівні моря.
Джерело зображення, Getty Images
Спочатку дослідники були здивовані тим, що тибетці, очевидно, не мали фізіологічних пристосувань, необхідних для життя на великій висоті.
Хоча вони живуть на так званому "даху світу", їх фізіологічний стан здавався разюче схожим на той, що ніколи не знімався з землі.
Те, що спочатку здається дуже парадоксальним - не кажучи вже про потенційно небезпечні - насправді має багато сенсу.
Наприклад, одна перевага - менший знос судин.
"Якщо у вас високий рівень гемоглобіну, ваша кров, як правило, стає більш в'язкою, і це може мати багато шкідливих наслідків", - говорить Татум Сімонсон з Каліфорнійського університету, Сан-Дієго.
Без CMS
Одним з можливих результатів цього додаткового навантаження на систему кровообігу є Хронічна гірська хвороба або CMS.
Вперше описаний у 1925 році перуанським лікарем Карлосом Монже Медрано, CMS (також відомий як хвороба Монжа) може вражати людей, які роками жили без проблем на висоті.
"Люди задихаються", - пояснює Белл. "Вони стають ціанотичними (губи і кінцівки посиніють), вони не можуть працювати, погано спати. Вони дуже хворі".
Як і при короткочасній висотній хворобі, засіб від CMS - повільний спуск у більш густе повітряі кисневі. Але це не ліки.
Джерело зображення, Getty Images
Тибет щороку приваблює мільйони туристів, багатьох з яких може вразити так звана "висотна хвороба".
Можливо, рідина вже накопичилася в легенях (висотний набряк легенів або ЕРА) або в мозку (висотний набряк головного мозку, або АПФ), або густа кров може бути перевантажена в інших життєво важливих органах. Найгірший сценарій - смерть.
У перуанських Андах, до 18% населення в якийсь момент свого життя розвиває СМК. Але на тибетському плато ця кількість рідко перевищує 1%.
Пояснення в минулому
Безумовно, рідка кров допомагає зменшити ризик розвитку СМС, але це не єдина причина, чому тибетський народ може щасливо жити в таких крайнощах.
У 2005 році Білл та його колеги виявили, що тибетці вдихніть більше оксиду азоту порівняно з людьми, що живуть в Андах і на рівні моря.
Цей газ призводить до розширення кровоносних судин в легенях і навколо тіла, відомого як розширення судин. З більшим простором можна збільшити приплив крові та транспорт кисню.
І, як припускає Саймонсон, чи можливо, що тибетці просто не обов'язководоn стільки ж кисню, скільки інші?
У 2010 році, порівнявши геноми 30 тибетців з геномами китайського населення Хань, що проживає в Пекіні, Саймонсон зміг ідентифікувати ті гени, які були пов'язані з життям у висоту.
Джерело зображення, Getty Images
Дуже швидкі генетичні зміни дозволили поколінню за поколінням жити в цьому середовищі.
За два тижні 2010 року ще три групи дослідників опублікували дослідження, яке виявило купа дуже різних генів між двома популяціями.
Виділено два гени EPAS1 та EGLN1, які, як відомо, модулюють рівень гемоглобіну в крові.
Придивившись детальніше до гена EPAS1 у тибетських геномах, Расмус Нільсен з Каліфорнійського університету виявив не лише різку зміну, але й унікальну.
Це було так, ніби тибетці успадкували ген від іншого виду. І насправді, саме так і сталося.
Нільсен працював над проектом геному неандертальця зі стародавнім експертом з ДНК Сванте Паабо з Інституту еволюційної антропології Макса Планка в Лейпцигу, Німеччина.
Він знав, що наш вид змішався з цими близькими еволюційними кузенами, і дослідив їх ДНК на джерело специфічного тибетського гена EPAS1. Не знайдено збігів.
Це було не так дивно. Відомо, що неандертальці спаровувались лише з предками сучасних європейців.
Для людей азіатського походження Нільсен дивився на Денисовани, ще одна гілка генеалогічного дерева людини.
"Був повний матч", - говорить він.
Виявлені в горах Алтаю в Сибіру, вони відомі лише з двох зубів і кістки мізинця, з яких Паабо та його колеги опублікували необроблений геном у 2012 році.
Результати показали, що населення Папуа-Нової Гвінеї, Австралії та деяких регіонів Південно-Східної Азії успадкував від 1-6% свого геному від денисовців.
Джерело зображення, Getty Images
Генетичні варіанти, що призвели до його адаптації, походять від нині вимерлих видів.
Між 50 000 та 30 000 роками тому деякі денисовці та давні предки тибетців та хань китайців мали секс, вони об’єднали свої геноми, вони змішували гени і народжували дітей, які виростали б власними нащадками.
Протягом наступних десятків тисяч років цей ген EPAS1, мабуть, не дав мало користі китайцям хань і зустрічається лише у приблизно 1% сучасного населення.
Але для всіх тих безжальних груп, які переселилися на тибетське плато, включаючи сім’ю Чусан, це допомогло полегшити кожне дихання.
Там 78% нинішньої популяції має цю версію EPAS1, ген, який відокремлює їх від тих, хто живе нижче, але пов’язує з минулим.