جين خاص يحمي المهاجرين الأوائل إلى أوراسيا من الطقس البارد

سلط بحث جديد الضوء على كيفية نجاة البشر في عصور ما قبل التاريخ من البرد بعد هجرتهم من إفريقيا إلى أجزاء مختلفة من أوروبا وآسيا بدءًا من 70 ألف عام على الأقل. في دراسة رائعة نشرت للتو في المجلة استقلاب الحياةيشرح فريق من علماء الوراثة الصينيين كيف يوفر متغير جيني خاص حماية إضافية من البرد للبشر الذين يمتلكونها، مما يزيد من قدرتهم على العيش حتى في المناخات الشمالية الأكثر تطرفًا.

هذا النوع من جين FTO الذي يخزن الدهون، والذي يحمل العلامة العلمية “rs1421085 T>C”، فريد من نوعه بسبب تأثيره على عملية التمثيل الغذائي للخلايا الدهنية البنية لدى الشخص. عندما يتعرض جسم الإنسان لظروف باردة، يعمل متغير FTO على تسريع عملية تحويل الطاقة الكامنة إلى حرارة داخلية في هذه الخلايا، مما يساعد على تنظيم درجة حرارة الجسم والحفاظ على سلامة الشخص في الظروف شديدة البرودة.

التطور لمواجهة تحديات البيئات الجديدة

على مدى آلاف السنين الماضية، أصبحت المجموعات العرقية المختلفة التي تشكل البشرية راسخة في المناطق التي تحتلها في مختلف القارات. وهذا يجعل من الممكن إجراء تحليل شامل للحمض النووي لهذه المجموعات السكانية المتنوعة، للتحقق من الاختلافات الجينية التي قد تكون مرتبطة بالمناخ، أو بالظروف البيئية بشكل عام.

وهذا بالضبط ما حدث في الدراسة المنشورة حديثًا، والتي أجراها باحثون من كلية الطب بجامعة جياو تونغ في شنغهاي ومستشفى جامعة شينغجينغ الطبية في شنيانغ. كانوا يتطلعون لمعرفة مدى شيوع متغير FTO الذي يوفر إنتاجًا معززًا لحرارة الجسم في مجموعات سكانية مختلفة تعيش في نصف الكرة الشمالي، استنادًا إلى “متوسط ​​درجات حرارة الجلد الأرضية” التي شهدتها كل مجموعة في شهر يناير.

وكان علماء الوراثة الصينيون يشتبهون بقوة في أنهم سيجدون علاقة بين تواتر متغير FTO والتعرض لدرجات حرارة منخفضة في فصل الشتاء – وهذا ما حدث بالضبط.

العلم

ولأغراض دراستهم، حصلوا على عينات من الأنسجة الدهنية البنية (BAT) المستخرجة من أجنة بشرية تمثل عدة مجموعات سكانية مختلفة. وفي تحليلهم، وجدوا علاقة قوية بين المناخ واستمرار متغير rs1421085 T>C، حيث تنتج المناخات الباردة المزيد من هذا المتغير.

ووفقا لعلماء الوراثة، فإن تواتر النوع المنتج للحرارة يتوافق تماما مع ما هو معروف عن طرق الهجرة القديمة.

وكتب مؤلفو الدراسة في مقالهم: “على مدى المائة ألف عام الماضية، هاجر الإنسان الحديث من خطوط العرض المنخفضة إلى خطوط العرض العليا، وانتقل من المناطق الاستوائية والمعتدلة إلى المناطق الأكثر برودة، وتحول من مجتمعات الصيد وجمع الثمار إلى أنماط الحياة الزراعية والرعوية”. نشرت في مطبعة التعليم العالي.

لقد فرضت هذه التغيرات البيئية ضغوطًا تطورية لعبت دورًا محوريًا في تشكيل النمط الظاهري [genetic] التنوع بين المجموعات السكانية المتنوعة.”

كان على البشر في عصور ما قبل التاريخ أن يتكيفوا مع تغير جذري في نمط حياتهم أخذهم إلى بيئات أكثر تحديًا، وبمساعدة الانتقاء الطبيعي تكيفت أجسادهم معهم.

في حين أن امتلاك القدرة على إنتاج المزيد من حرارة الجسم كان من المفترض أن يكون مفيدًا للأشخاص في أي عمر، إلا أنه كان أمرًا حيويًا بشكل خاص للشباب والضعفاء.

“يمكن لهذا البديل أن يمنح حاملي الأطفال حديثي الولادة ميزة كبيرة للبقاء على قيد الحياة في المناخات الباردة، خاصة خلال الفترة القصيرة بعد الولادة، من خلال تعزيز أفضل التقنيات المتاحة. توليد الحرارة [internal heat production]وأوضح الباحثون الوراثيون. “قد يمثل هذا التكيف الجيني واحدًا فقط من المتغيرات العديدة التي استخدمها البشر الأوائل للتأقلم مع البيئات الباردة القاسية. ونتوقع أن يتم الكشف عن المزيد من المتغيرات الجينية ذات الصلة بهذا المسار التطوري المعقد في المستقبل.

الشذوذ الهندي

وعلى الرغم من أن العلاقة مثالية بين حدوث متغير FTO ومتوسط ​​درجات الحرارة في شهر يناير في معظم الحالات، إلا أن الباحثين عثروا على استثناء في شبه القارة الهندية. وفي عموم السكان الهنود، كان معدل انتشار هذا المتغير أعلى مما كان متوقعًا، نظرًا للظروف الدافئة السائدة في تلك المنطقة.

ويقول الباحثون إن ذلك يمكن تفسيره إذا كانت ما تسمى بـ”نظرية الغزو الآري” صحيحة. ويزعم أنصار هذه الفرضية المثيرة للجدل أن المهاجرين من الشمال والغرب وصلوا إلى شبه القارة الهندية بأعداد كبيرة في عصور ما قبل التاريخ، مما ساهم في نهاية المطاف في تراجع الحضارة الهندية القديمة. وبمرور الوقت، كان المهاجرون قد اندمجوا مع السكان المحليين، مما أدى إلى خلق إرث وراثي معقد يتضمن حدوثًا أكبر لمتغير جيني يعزز قدرة الجسم على توليد الحرارة الخاصة به.

في الواقع، أظهرت الدراسات الجينية أن ما بين 20% إلى 80% من الميراث الجيني لمختلف المجموعات السكانية العرقية الهندية هو من أصل أوراسي. لذلك، حتى لو كانت نظرية الغزو الآري غير صحيحة في بعض تفاصيلها، فإن السكان الهنود المعاصرين متنوعون وراثيًا تمامًا، مما يثبت أن الهجرة عامل يجب أخذه في الاعتبار عند تقييم الإرث الجيني لأي مجموعة من الناس.

التنقل في الخط الرفيع في عصور ما قبل التاريخ بين البقاء والزوال

ومن المثير للاهتمام أن علماء الوراثة المشاركين في هذه الدراسة الجديدة لم ينظروا في البداية إلى جين FTO ومتغيراته في سياق التكيف مع المناخ.

عندما بدأوا أبحاثهم لأول مرة منذ سنوات، كان هدفهم هو معرفة المزيد حول كيفية تطور تعرض الإنسان للسمنة مع مرور الوقت. يرتبط جين FTO بالسمنة وزيادة احتباس الدهون، وفي وقت ما كان يُعتقد أن متغير rs1421085 T>C يزيد بالفعل من خطر الإصابة بالسمنة أكثر من متغيرات FTO الأخرى.

ولكن بعد أن أظهرت الدراسات التي أجريت على الفئران أن هذا المتغير يمكن أن يعزز قدرة خلايا الأنسجة الدهنية البنية (BAT) على حرق السعرات الحرارية من أجل الحرارة، حول الباحثون الصينيون تركيزهم وبدأوا في النظر في كيفية حماية المتغير للناس من البرد. ما وجدوه يؤكد الدور الذي يلعبه متغير FTO في تضخيم التوليد الحراري، مما يعني أن وجوده كان سيسهل على المهاجرين في عصور ما قبل التاريخ إلى المناخات الباردة البقاء على قيد الحياة هناك على المدى الطويل. قد يساعد هذا البديل أيضًا في مكافحة السمنة إلى حد ما، لأنه يعزز عملية التمثيل الغذائي لحرق الدهون إلى مستوى أعلى.

كتب مؤلفو الدراسة في مقالتهم في مطبعة التعليم العالي، لخصوا الآثار الأكبر لاكتشافهم: “من المحتمل أن تحتوي تعقيدات علم الوراثة البشرية على العديد من الأسرار غير المكشوف عنها فيما يتعلق بمقاومة البرد، إلى جانب عدد لا يحصى من الروايات القديمة التي تدور حول البقاء والموت”. “هذا المستودع الدائم لتاريخنا يدعو إلى الاستكشاف والتحقيق المستمر، ويقدم نظرة ثاقبة لرحلتنا المعقدة عبر الزمن والتكيف.”

الصورة العليا: الإنسان المبكر يحاول أن يتدفأ في الكهف. مصدر: إركان/أدوبي ستوك

بقلم ناثان فالدي