Supermoce ludzkiego ciała

W dzisiejszym świecie, gdzie klimatyzacja ratuje nas od upałów, a aspiryna od gorączki, łatwo zapomnieć, że nasze ciała to prawdziwe maszyny przetrwania. Zanim zbudowaliśmy domy, wytworzyliśmy ciepłe odzienie, zanim ktoś wpadł na pomysł centralnego ogrzewania – byliśmy zdani wyłącznie na nasze biologiczne możliwości. I właśnie tam, w głębi naszego ciała, ukryte są historie adaptacji tak niesamowitych, że brzmią niemal jak fantastyka naukowa.

Kiedy Europejczyk jedzie w Himalaje, jego ciało wpada w panikę. Brakuje tlenu, serce bije szybciej, głowa boli, pojawiają się mdłości. To tak zwana choroba wysokościowa. Ale dla Tybetańczyków to codzienność. Od pokoleń żyją na wysokości, na której zawartość tlenu w powietrzu jest o niemal 40 proc. niższa niż na poziomie morza. I tu zaczyna się magia genów. 
Naukowcy odkryli, że Tybetańczycy mają unikalną wersję genu EPAS1 – tzw. genu „superatlety”, który pomaga im funkcjonować przy mniejszym wysyceniu krwi tlenem. Ich ciała nie próbują kompensować niedoboru przez nadprodukcję czerwonych krwinek, co mogłoby prowadzić do zakrzepów. Zamiast tego organizm działa oszczędnie i bezpiecznie (Jeong & Di Rienzo, 2014).
Zupełnie inaczej jest w Andach. Tam mieszkańcy zwiększają liczbę erytrocytów, co umożliwia im transport większej ilości tlenu. To też jest forma adaptacji – inna, ale skuteczna. Z kolei Etiopczycy zamieszkujący Wyżynę Abisyńską mają jeszcze inną kombinację genów, która poprawia wydolność tlenową bez zwiększenia lepkości krwi. 
Trzy kontynenty, trzy odmienne odpowiedzi ciała na ten sam problem. To pokazuje, jak niezwykle plastyczny potrafi być ludzki organizm – i jak wiele dróg ewolucja może obrać, by rozwiązać ten sam biologiczny dylemat.

Nurkowanie bez sprzętu: opowieść o śledzionie

Nie inaczej jest, gdy zejdziemy z gór i zanurkujmy – dosłownie – w głębiny. W Azji Południowo-Wschodniej żyje lud Bajau. Od pokoleń jego przedstawiciele utrzymują się z połowu ryb, nurkując bez butli nawet do 70 metrów w głąb morza. Naukowcy badali ich ciała i natrafili na coś niesamowitego – ich śledziona jest znacznie większa niż u przeciętnego człowieka. Organ ten działa jak naturalny zbiornik krwi, wyrzucając ją do krwiobiegu w trakcie nurkowania, zwiększając dostępność tlenu. W wyniku mutacji w genie PDE10A śledziona działa jak biologiczny akumulator – daje więcej tlenu dokładnie wtedy, kiedy najbardziej go potrzeba (Ilardo & Nielsen, 2018).

Życie w mrozie i na tłuszczu

Zimno dla wielu z nas to wróg numer jeden. Ale nie dla Inuitów. Ich dieta, oparta niemal wyłącznie na tłustych rybach i mięsie fok, dla przeciętnego Europejczyka mogłaby skończyć się katastrofą metaboliczną. Tymczasem u nich – zero chorób serca, zdrowy układ krążenia. Wszystko dzięki mutacjom w genach FADS, które regulują przyswajanie tłuszczów omega-3. Ich organizmy po prostu nauczyły się funkcjonować na paliwie, które dla innych byłoby trucizną (Shi & Su, 2010).

Pustynna odporność

Nie tylko zimno, ale i skrajne upały były wyzwaniem, któremu człowiek musiał sprostać. Nomadzi zamieszkujący Saharę wykazują niezwykłą zdolność utrzymywania niskiej temperatury ciała mimo palącego słońca. U niektórych grup obserwuje się także wydłużoną potliwość i zmniejszoną utratę elektrolitów. Część z tych zdolności jest efektem aklimatyzacji, ale badania sugerują także istnienie adaptacji genetycznych, które wpływają na funkcjonowanie gruczołów potowych i mechanizmy termoregulacji (Garruto et al., 2004).

Ewolucyjna tarcza przeciw chorobom

Jednym z najbardziej dramatycznych przykładów genetycznej adaptacji jest oporność na choroby. Osoby pochodzące z rejonów, gdzie malaria była powszechna, często mają mutację prowadzącą do anemii sierpowatej. Choć sama choroba niesie zagrożenie, heterozygoci – czyli osoby mające tylko jedną kopię zmutowanego genu – są znacznie bardziej odporne na malarię. Podobne przykłady dotyczą też oporności na HIV czy prątki gruźlicy, gdzie określone warianty genów w populacjach afrykańskich czy europejskich zwiększają szanse przetrwania infekcji (Rees et al., 2020). 

Geny charakteru - na ile DNA decyduje o psychice i jej zaburzeniach?

Czy to geny decydują o naszej psychice? Jeśli mają znaczenie, tak to w jakim stopniu? Wiele badań wskazuje, że bywa on duży, choć dyskusja trwa. Nowe odkrycia mogą doprowadzić do lepszych terapii i spersonalizowanego podejścia do pacjenta. Już obecna wiedza może w tym pomagać.

Jednak adaptacje nie zawsze są zapisane w DNA. Czasem organizm po prostu przełącza tryb działania. Kiedy człowiek przenosi się z nizin w góry, w ciągu kilku dni wzrasta liczba czerwonych krwinek, tętno się podnosi, a oddychanie staje się głębsze. To fizjologiczna aklimatyzacja – szybka, choć mniej trwała odpowiedź organizmu na nowe warunki. Podobnie działa to w tropikach: ciało zaczyna produkować mniej potu o większym stężeniu soli, a skóra staje się bardziej odporna na odwodnienie (Lasker, 1969).

Mikrobiom: zapomniany organ przystosowania

W naszych jelitach żyją biliony mikroorganizmów, które nie tylko trawią jedzenie, ale pomagają regulować odporność, nastrój, a nawet poziom stresu. Co ciekawe, skład mikrobiomu różni się między populacjami – ludzie z dietą bogatą w błonnik (np. myśliwi-zbieracze z Tanzanii) mają zupełnie inne bakterie niż mieszkańcy miast. Mikrobiom przystosowuje się błyskawicznie – nawet w ciągu kilku dni – do zmiany diety czy środowiska. To jeden z najbardziej dynamicznych przykładów przystosowania, który dzieje się w nas codziennie, niezależnie od tego, czy o nim wiemy. 

Mózg w służbie przetrwania

Nie można zapominać, że nasze mózgi też się adaptują. Dzieci wychowane w trudnych, stresujących środowiskach mają inne wzorce aktywności neuronalnej i hormonalnej. W warunkach chronicznego zagrożenia rozwija się tzw. „hiperuważność” – zwiększona czujność i szybka reakcja na bodźce, która – choć może prowadzić do lęków – była ewolucyjnie przydatna. Badania neurobiologiczne sugerują, że nawet struktura mózgu może się zmieniać pod wpływem warunków życia – szczególnie w dzieciństwie. Przykłady z badań nad dziećmi żyjącymi w strefach konfliktu pokazują, że ich mózgi adaptują się do życia w zagrożeniu, przekształcając sposób przetwarzania bodźców i reakcji na stres.

Cena przetrwania

Niezwykle ciekawe jest to, że niektóre adaptacje mogą się okazać bronią obosieczną. Na przykład geny, które pomagały naszym przodkom magazynować energię w czasach głodu, dziś przyczyniają się do otyłości i cukrzycy. Ciało nie zdążyło jeszcze nadążyć za rewolucją przemysłową i dostępnością jedzenia. To, co kiedyś było atutem – dziś może być przekleństwem. Dalsze badania nad genetyką i stylem życia mogą pomóc nam lepiej zarządzać tą spuścizną i uniknąć chorób cywilizacyjnych.

A jednak, mimo tych zgrzytów, nasze zdolności przystosowawcze wciąż są imponujące. Zdaniem ekspertów od ewolucji, to, że jeden gatunek może funkcjonować od równika po koło podbiegunowe, od oceanu po dach świata – to świadectwo nie tylko sprytu, ale i biologicznej genialności. Choć nie mamy sierści jak niedźwiedzie ani skrzeli jak ryby, mamy coś, co czyni nas jeszcze bardziej niezwykłymi – elastyczność.