Ученые узнали, почему у пигмеев такой маленький рост

Пигмеи известны на весь мир своим низким ростом: взрослый мужчина имеет рост, в среднем, 150 см

Долгое время причина того, почему этот народ имеет такое строение тела, не была ясна. Ученые предлагали различные теории, основываясь на естественном отборе – некоторые считают, размер пигмеев снижает количество требуемой пищи, помогает лучше переносить жаркий климат и влияет на процесс полового созревания, которое наступает в более раннем возрасте.

Новое исследование западноафриканских пигмеев в Камеруне, проводимое генетиками из Университета Пенсильвании, идентифицирует гены, которые могут быть ответственными за относительно небольшой рост пигмеев.

Работа также представляет свидетельства, основанные на генетических сигнатурах естественного отбора, которые объясняют, почему эволюция наградила эти народности маленьким ростом, за который отвечают гормональные преобразования и регуляторы иммунной системы.

«Среди ученых давно идут споры о том, почему пигмеи имеют малый рост и является ли это адаптацией к тропической среде, — сказала Сара Тишкофф, старший автор исследования. — Наши результаты говорят о том, что генетическое основание таких сложных черт, как рост, может быть очень различным в глобальном разнообразии народностей».

В то время как сотни исследований были направлены на поиск и идентификацию генов, которые играют роль в изменениях роста среди европейцев (почти 180 таких генов были точно определены), это — первое исследование всех генов, которые отвечают за высоту африканских пигмеев.


Сара Тишкофф, пигмеи

«Выполняя подробный генетический анализ, доктор Тишкофф и ее коллеги идентифицировали много генов, которые могли сыграть адаптивную роль в развитии низкорослости, — сказала Ирен Экстрэнд из Национального института общих медицинских наук. — Это исследование демонстрирует ценность изучения черт человека в его эволюционном и экологическом контексте для понимания адаптации человека к среде».

Африка — место рождения человечества, континент, изобилующий примерами изменения видов, включая изменения размера тела, от карликовых охотников-собирателей пигмеев до высоких восточноафриканских пасторалистов. Представители западноафриканских пигмеев, в среднем, на 17 сантиметров ниже, чем их соседи, говорящие на банту.

Эти две группы генетически разделились 60 000 — 70 000 лет назад. Но примерно 4000-5000 лет назад пигмеи и банту плотно контактировали, что привело к смешению кровей и, соответственно, обмену генами.

Используя результаты многих исследований, команда Тишкофф изучала различия в росте и историю генетического обмена между банту и пигмеями, чтобы найти гены-кандидаты, ответственные за небольшой размер пигмеев.

Генетики просмотрели геномы 67 пигмеев и 58 банту на предмет особых мутаций, которые предоставляют информацию о родословной. Они подтвердили, что различие в росте имеет генетический компонент, так, чем больше примесей банту имеет пигмей, тем выше его рост.

Несмотря на то, что геномы пигмеев были сильно перемешаны с геномами банту в тысячелетней истории генетического обмена, исследователи идентифицировали область хромосомы 3, где имелись участки ДНК, отчетливо отличающиеся между банту и пигмеями. Та же область выделилась, когда генетики искали геномы с отметинами естественного отбора. И снова этот участок проявился, когда исследователи искали корреляцию с высотой.

«Используя различные подходы, мы продолжали отмечать, что на первый план выдвигается определенная область ДНК в хромосоме 3», — сказала Тишкофф.

Эта уникальность привлекла внимание ученых, и они решили ближе рассмотреть гены, закодированные в этой области.

Среди тех, которые выделились, были DOCK3 и CISH. DOCK3 — ген, связанный с изменением роста у европейцев. А CISH кодирует белок, который регулирует соматотропин (гормон роста) у человека.

Исследователи взяли у пигмеев, которые демонстрировали признаки объектов естественного отбора (то есть обладающих четкими мутациями, которым присущи эволюционные преимущества), образцы SNP (однонуклеотидный полиморфизм). Биологические «тропы», связанные с идентифицированными мутациями, включали те, которые имеют отношение к репродуктивной гормональной активации, гормональной активации щитовидной железы, функции иммунной системы и регулированию соматотропина и инсулина.

«Гены в этих тропах важны в репродуцировании и метаболизме, что родило гипотезу о том, что причина малого роста пигмеев — возможность рано достигнуть репродуктивной зрелости», — сказала Тишкофф

Ранняя репродуктивная способность может быть существенным преимуществом пигмеев, средняя продолжительность жизни которых 15-24 года.

По словам Тишкофф, результаты указывают, на следующую вероятность: малый рост не является чертой естественного отбора, а есть его следствие, так как гены, связанные с ростом, могли иметь другие, более важные функции.

Эволюционный процесс невероятно сложный, и он редко производит очевидные генетические сигнатуры. Несмотря на высокую точность исследования, ученые предвидят продолжение изучения этого вопроса.