History of Early Settlement and Survival in the Andean Highlands Revealed by Ancient Genomes

Seitsemän muinaisen kokonaisen genomin analyysi paljastaa sopeutumisia korkealla sijaitsevaan ympäristöön ja Andeilla vallitsevaan maatalousvaltaiseen elämäntapaan.

08. marraskuuta 2018

Tuhansia vuosia sitten Etelä-Amerikan Andien vuoristoon asettuneiden ihmisten geneettisten jäännösten monikeskustutkimus paljastaa monimutkaisen kuvan ihmisen sopeutumisesta varhaiseen asuttamiseen, noin 9 000 vuotta sitten tapahtuneeseen jakautumiseen ylänkö- ja alangon väestöjen välillä ja tuhoisaan altistumiseen eurooppalaisille taudeille 1500-luvun siirtomaavallan aikana.

Sovitettu Chicagon yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan lehdistötiedotteesta.

Cuernos del Paine Pehoé-järvestä Torres del Painen kansallispuistosta, Chile.

© Miguel Vieira

Cuernos del Paine Pehoé-järveltä, Torres del Painen kansallispuisto, Chile.
© Miguel Vieira

Chicagon yliopiston, Kalifornian Mercedin yliopiston, Oklahoman yliopiston, Max Planck Institute for the Science of Human History -instituutin ja Chilen yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä käytti seitsemältä yksilöltä hiljattain tuotettuja muinaisia genomeja tutkiakseen, miten muinaiset Andien asukkaat – mukaan luettuina ryhmät, jotka kokoontuivat Perussa ja Boliviassa sijaitsevan Titicaca-järven ympärille, 12 000 jalan korkeudelle merenpinnan yläpuolelle, – ovat vuosisatojen mittaan sopeutuneet ympäristöönsä.

Science Advances -lehdessä he vertasivat seitsemää muinaista genomiaan 64 nykypäivän genomiin, jotka olivat peräisin nykyiseltä Andien vuoristoväestöltä, Bolivian agropastoraaliselta Aymara-väestöltä ja Chilen rannikolla asuvalta alankomaalaiselta metsästäjä-keräilijä-ihmiseltä Huilliche-Pehuenchelta.

Esimäiset kokonaiset genomit yli 7000 vuoden takaa

Kartta, joka osoittaa tässä tutkimuksessa tutkittujen paikkojen sijainnin.

© Lindo et al. 2018. Andien ylängön geneettinen esihistoria 7000 vuotta BP Euroopan kontaktin kautta. Scientific Advances.

Kartta, joka osoittaa tässä tutkimuksessa tutkittujen paikkojen sijainnin.
© Lindo et al. 2018. Andien ylängön geneettinen esihistoria 7000 vuotta BP eurooppalaisen kontaktin kautta. Scientific Advances.

Tavoitteet olivat (1) ajoittaa Andien ylängöille suuntautuneen alkuperäisen siirtolaisuuden alkamisajankohta, (2) tunnistaa geneettiset sopeutumiset korkeakulmaiseen ympäristöön, joka mahdollisti tuon asuttamisen, (3) arvioida 1530-luvulla alkaneen eurooppalaisen kosketuksen vaikutusta, joka aiheutti monien Etelä-Amerikan alankoalueiden yhteisöjen lähes tuhoutumisen.

”Kehittyneiden tekniikoiden avulla pystyimme rekonstruoimaan viimeisten 7000 vuoden aikana eläneiden muinaisten perulaismiesten genomit”, selitti laboratorioanalyysia johtanut Christina Warinner Oklahoman yliopistosta ja Max Planckin ihmiskunnan historian tiedeinstituutista.

”Nuo varhaiset uudisasukkaat ovat läheisimmin sukua niille ihmisille, jotka asuvat nykyään tuolla alueella”. Kyseessä on karu, kylmä ja resurssiköyhä ympäristö, jossa happipitoisuus on alhainen, mutta ihmiset sopeutuivat tuohon elinympäristöön ja agraariseen elämäntapaan”, sanoo vanhempi kirjoittaja Anna Di Rienzo Chicagon yliopistosta, joka johti populaatiogeneettistä analyysia.

Tutkimus paljastaa sopeutumisia korkealla sijaitsevaan agraariseen elämäntapaan

Tutkijat havaitsivat, että Andien ylänköalueilla asuvien andien populaation väheneminen oli paljon odotettua vähäisempää sen jälkeen, kun he olivat saaneet kosketuksen eurooppalaisiin löytöretkeilijöihin, jotka saapuivat Etelä-Amerikkaan ensimmäisen kerran 1530-luvulla. Alangoilla väestörakenteen mallintamisen ja historiallisten tietojen perusteella voidaan päätellä, että jopa 90 prosenttia asukkaista saattoi hävitä eurooppalaisten saapumisen jälkeen. Mutta Andien ylängöillä asuvien ihmisten väkiluku väheni vain 27 prosenttia.

Vaikka ylängöläiset elivät yli 1 000 metrin korkeudessa, mikä merkitsi vähentynyttä happipitoisuutta, usein vallitsevia pakkaslämpötiloja ja voimakasta ultraviolettisäteilyä, he eivät kehittäneet samanlaisia reaktioita hypoksiaan kuin muiden korkeiden paikkojen, kuten Tiibetin, alkuperäisasukkaat.

Andien asukkaat saattoivat sopeutua hypoksiaan eri tavalla, sydän- ja verenkiertoelimistön muokkautumisen kautta. Tutkijat löysivät todisteita muutoksista geenissä nimeltä DST, joka liittyy sydänlihaksen muodostumiseen. Andien vuoristoalueiden asukkailla on yleensä suurentunut oikea kammio. Tämä on saattanut parantaa hapenottoa, mikä on tehostanut verenkiertoa keuhkoihin.

Mutta voimakkain sopeutumissignaali, jonka tutkijat löysivät, oli geenissä nimeltä MGAM (maltase-glucoamylase), joka on suolistoentsyymi. Sillä on tärkeä rooli tärkkelyspitoisten ruokien, kuten perunoiden – Andeilla kotoisin olevan ruoan – ruoansulatuksessa. Tuoreen tutkimuksen mukaan peruna on saatettu kesyttää alueella ainakin 5 000 vuotta sitten. MGAM-geenin positiivinen valikoituminen voi olla sopeutumisreaktio suurempaan riippuvuuteen tärkkelyspitoisiin kotieläimiin.

© Lindo ym. 2018. Andien ylängön geneettinen esihistoria 7000 vuotta BP Euroopan kontaktin kautta. Scientific Advances.

© Lindo et al. 2018. The Genetic prehistory of the Andean highlands 7,000 years BP through European contact. Scientific Advances.

Tämän muunnoksen varhainen esiintyminen Andien kansoilla viittaa ”merkittävään siirtymiseen ruokavaliossa todennäköisesti enemmän lihaan perustuvasta ruokavaliosta enemmän kasveihin perustuvaan ruokavalioon”, sanoo Mark Aldenderfer Kalifornian yliopiston Mercedin yliopistosta, korkeiden alueiden väestöihin erikoistunut antropologi. ”Variaation esiintymisen ajoitus on varsin yhdenmukainen sen kanssa, mitä tiedämme paleoetnobotaanisesta aineistosta ylängöillä.”

Vaikka Andien uudisasukkaat söivät runsaasti tärkkelystä sisältävää ruokavaliota sen jälkeen, kun he alkoivat viljellä maata maanviljelyksellä, heidän genomiinsa ei kehittynyt lisäkopioita tärkkelykseen liittyvästä amylaasigeenistä, joka on yleisesti havaittavissa eurooppalaisissa maanviljelysväestöissä.

Immuuniin liittyvien geenien esiintyvyys lisääntyi sen jälkeen, kun he olivat joutuneet kosketuksiin eurooppalaisten kanssa

Vertailtaessa muinaisten genomeja heidän elossa oleviin jälkeläisiinsä havaittiin myös immuuniin liittyvien geenien valikoitumista pian eurooppalaisten saapumisen jälkeen, mikä viittaa siihen, että henkiin jääneillä andealaisilla saattoi olla etulyöntiasema vastikään maahan tulleiden eurooppalaisten taudinaiheuttajien suhteen.

”Yhteydenotolla eurooppalaisiin oli tuhoisa vaikutus Etelä-Amerikan väestöihin, kuten tautien leviäminen, sodat ja sosiaaliset häiriöt”, selitti John Lindo Chicagon yliopistosta. ”Keskittymällä tätä edeltävään aikaan pystyimme erottamaan ympäristöön liittyvät sopeutumiset historiallisista tapahtumista johtuvista sopeutumisista.”

”Meidän tutkimuksessamme”, sanoi Aldenderfer, ”ei ollut mitään tällaista geenien priorisointia arkeologisen tiedon kustannuksella. Työskentelimme edestakaisin, genetiikan ja arkeologian kanssa, luodaksemme kertomuksen, joka on yhdenmukainen kaikkien käsillä olevien tietojen kanssa.”

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.