Kıtlık, Avrupa’da Laktoz Toleransının Evrimini Yönlendirdi

İnsanlar, yetişkinler olarak süt şekeri laktozunu sindirmeye izin veren genetik özelliği evrimleştirmeden binlerce yıl önce süt tüketiyordu.

Nature’da yayımlanan araştırma, son 9.000 yılda süt kullanımının tarih öncesi modellerini haritalandırarak, süt tüketimine ve laktoz toleransının evrimine yeni bakış açıları sunuyor.

Şimdiye kadar, laktoz toleransının, insanların daha fazla süt ve süt ürünleri tüketmesini sağladığı için ortaya çıktığı yaygın olarak kabul edildi. Ancak, Bristol Üniversitesi ve University College London’dan bilim insanlarının ve diğer 20 ülkeden işbirlikçilerin önderlik ettiği bu yeni araştırma, kıtlık ve bulaşıcı hastalıklara maruz kalmanın, süt ve diğer fermente edilmemiş süt ürünlerini tüketme yeteneğimizin evrimini en iyi şekilde açıkladığını gösteriyor.

Bugün Avrupa’daki yetişkinlerin çoğu rahatsızlık duymadan süt içebilirken, dünyadaki yetişkinlerin üçte ikisi ve 5.000 yıl önce neredeyse tüm yetişkinler çok fazla süt içerlerse sorunlarla karşılaşabiliyordu. Bunun nedeni, sütün laktoz içermesi ve bu eşsiz şekeri sindiremezsek, kalın bağırsağımıza giderek kramp, ishal ve gaza neden olabilmesiydi. Bu, laktoz intoleransı olarak biliniyor. Bununla birlikte, bu yeni araştırma, bugün Birleşik Krallık’ta bu etkilerin nadir olduğunu gösteriyor.

(İlgili: 6.000 Yıl Önce İnsanlar Sindiremedikleri Halde Süt İçiyordu)

Çalışmanın ortak yazarı Profesör George Davey Smith, “Laktozu sindirmek için bağırsaklarımızda laktaz enzimini üretmemiz gerekir. Hemen hemen tüm bebekler laktaz üretir, ancak dünyadaki insanların çoğunda bu üretim sütten kesilme ve ergenlik arasında hızla düşer. Bununla birlikte, laktaz kalıcılığı adı verilen bir genetik özellik, son 10.000 yılda birçok kez evrimleşti ve Avrupa, Orta ve Güney Asya, Orta Doğu ve Afrika’daki çeşitli süt içen popülasyonlara yayıldı. Bugün, dünyadaki yetişkinlerin yaklaşık üçte birinde laktaz kalıcılığı görülüyor.” diyor.

Ekip, son 9.000 yıldaki süt kullanımının modellerini haritalayarak, Birleşik Krallık Biobank’ı araştırarak ve yeni bilgisayar modelleme tekniklerini kullanarak eski DNA, radyokarbon ve arkeolojik verileri birleştirerek, laktaz kalıcılığı genetik özelliğinin yaklaşık MÖ 1.000 yılına kadar yaygın olmadığını gösterebildi. Yani MÖ 4.700-4.600 yıllarında ilk kez tespit edildikten yaklaşık 4.000 yıl sonrası.

Evrimsel Genetik Profesörü ve University College London’dan çalışmanın ortak yazarı Profesör Mark Thomas, “Laktaz kalıcılığı genetik varyantı, bir tür turbo şarjlı doğal seçilim tarafından yüksek frekansa itildi. Sorun şu ki, bu kadar güçlü doğal seleksiyonu açıklamak zor.” diyor.

Bristol Kimya Okulu’ndan araştırmanın lideri Profesör Richard Evershed, laktoz kalıcılığının nasıl evrimleştiğini belirlemek için, insanların nerede ve ne zaman süt tükettiğini bulmak adına 554 arkeolojik alandan 13.181 çömlek parçasından yaklaşık 7.000 organik hayvansal yağ kalıntısından oluşan eşi görülmemiş bir veri tabanı oluşturdu. Bulguları, süt tüketiminin Avrupa tarihöncesinde, yaklaşık 9.000 yıl önce en erken tarıma dayanan, ancak farklı bölgelerde farklı zamanlarda arttığını ve azaldığını gösterdi.

Bunun laktaz kalıcılığının evrimi ile nasıl ilişkili olduğunu anlamak için, Profesör Mark Thomas liderliğindeki ekip, 1.700’den fazla tarih öncesi Avrupalı ve Asyalı bireyden yayınlanmış antik DNA dizilerini kullanarak laktaz kalıcılığı genetik varyantının varlığına veya yokluğuna ilişkin bir veri tabanı oluşturdu.

Bu varyantı ilk kez yaklaşık 5.000 yıl öncesinde gördüler. 3.000 yıl önce kayda değer frekanslardaydı ve bugün çok yaygın. Daha sonra ekip, zaman içinde süt tüketimindeki değişikliklerin laktaz kalıcılığı için doğal seçilimi ne kadar iyi açıkladığını incelemek için yeni bir istatistiksel yaklaşım geliştirdi. Şaşırtıcı bir şekilde, hiçbir ilişki bulamadılar, eğer varsa bu ilişkiyi saptayabileceklerini gösterebilseler de, uzun süredir devam eden görüşe meydan okuyarak süt tüketiminin kapsamı laktaz kalıcı evrimini tetikledi.

Profesör George Davey Smith’in ekibi, 300.000’den fazla canlı birey için genetik ve tıbbi verilerden oluşan UK Biobank verilerini araştırıyordu, genetik olarak laktaz kalıcı ve kalıcı olmayan insanlar arasında süt içme davranışında yalnızca minimum farklılıklar buldu. Kritik olarak, genetik olarak laktaz kalıcılığı olmayan insanların büyük çoğunluğu, süt tükettiklerinde kısa veya uzun vadeli olumsuz sağlık etkileri yaşamadılar.

Profesör Davey Smith, “Bulgularımız, Avrupa’da süt tüketiminin en az 9.000 yıldır yaygın olduğunu ve sağlıklı insanların, hatta laktaz kalıcılığı olmayanların bile, hastalanmadan mutlu bir şekilde süt tüketebildiğini gösteriyor. Bununla birlikte, laktaz kalıcılığı olmayan bireylerde süt içmek, bağırsakta sıvıyı kolona çekebilen yüksek bir laktoz konsantrasyonuna yol açar ve bu, ishal hastalığı ile birleştiğinde dehidrasyona neden olabilir.” diyor.

“Sağlıklıysanız ve laktaz kalıcılığı yoksa ve çok süt içerseniz, biraz rahatsızlık hissedebilirsiniz, ancak bundan ölmezsiniz. Bununla birlikte, ciddi şekilde yetersiz besleniyorsanız ve ishaliniz varsa, yaşamı tehdit eden sorunlarınız var demektir. Mahsuller başarısız olduğunda, tarih öncesi insanların fermente edilmemiş yüksek laktozlu süt tüketme olasılıkları daha yüksek olmalıydı – tam da yapmamaları gerektiği zaman.”

Bu fikirleri test etmek için Profesör Thomas’ın ekibi, istatistiksel modellerine geçmiş kıtlık ve patojen maruziyeti göstergelerini uyguladı. Sonuçları her iki açıklamayı da açıkça destekledi – laktaz kalıcılık gen varyantı, daha fazla kıtlık ve daha fazla patojen belirtisi olduğunda daha güçlü doğal seçilim altındaydı.

Araştırmacılar şu sonuca varıyor:

“Çalışmamız, daha sonraki tarihöncesinde, nüfuslar ve yerleşim boyutları büyüdükçe, insan sağlığının, özellikle hayvan kaynaklı olanlar olmak üzere, kötü temizlik ve artan ishalli hastalıklardan nasıl giderek daha fazla etkilendiğini gösteriyor. Bu koşullar altında süt tüketmek ölüm oranlarının artmasıyla sonuçlanacaktı ve laktaz kalıcılığı olmayan bireyler özellikle savunmasız hale geldi. Bu durum, hastalık ve yetersiz beslenme oranlarının arttığı kıtlık koşullarında daha da kötüleşecekti. Bu, laktaz kalıcılık gen varyantının bir kopyasını taşımayan bireylerin üreme yıllarından önce veya üreme yıllarında ölme olasılıklarının daha yüksek olmasına yol açacaktı, bu da laktaz kalıcılığının popülasyon prevalansını yukarı itecekti.”

“Görünüşe göre bugün insan ölümlerini etkileyen faktörler, bu şaşırtıcı genin tarih öncesi boyunca evrimini yönlendirdi.”

University of Bristol. 27 Temmuz 2022.

Makale: Evershed, R.P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M. et al. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature.