Кабо-Верде, архипелаг из десяти островов в Атлантическом океане, примерно в 385 милях от берега Сенегала, был необитаем до середины 1400-х годов, когда он был колонизирован португальскими моряками, которые привели с собой порабощенных африканцев и заставили их работать на суше.
Африканцы, насильственно доставленные в Кабо-Верде, несли генетическую мутацию, которой не хватало европейским колонистам, которая предотвращает проникновение малярийного паразита, известного как Plasmodium vivax, в эритроциты.
Среди паразитов малярии Plasmodium vivax является наиболее распространенным, подвергая риску одну треть населения мира.
Исследователи сообщают, что люди, которые впоследствии унаследовали защитную мутацию, когда африканцы и европейцы смешались, имели такое огромное преимущество в выживании, что всего за 20 поколений доля островитян, несущих ее, резко увеличилась.
Считается, что другие примеры генетической адаптации у людей развивались на протяжении от десятков до сотен тысяч лет. Но развитие устойчивости к малярии в Кабо-Верде заняло всего 500 лет.
«Это мгновение ока на шкале эволюционного времени», – сказал первый автор Иман Хамид, доктор философии.D. студентка лаборатории доцента Эми Голдберг в Университете Дьюка.
По словам исследователей, неудивительно, что ген, защищающий от малярии, даст людям, несущим его, эволюционное преимущество. Малярия, одна из старейших известных болезней, продолжает уносить ежегодно до миллиона жизней, большинство из которых – дети.
Результаты, опубликованные в этом месяце в журнале eLife, представляют собой одно из самых быстрых и драматических изменений, измеренных в геноме человека, говорит команда под руководством Голдберга и Сандры Белезы из Университета Лестера.
Исследователи проанализировали ДНК 563 островитян. Используя статистические методы, которые они разработали для людей со смешанным происхождением, они сравнили остров Сантьяго, где малярия всегда была фактом жизни, с другими островами Кабо-Верде, где болезнь была менее распространена.
Команда обнаружила, что частота защитной мутации в Сантьяго выше, чем ожидалось сегодня, учитывая, сколько предков островитян можно проследить до Африки, а не Европы.
Другими словами, шансы человека выжить и создать семью благодаря своему генетическому коду – силе отбора – были настолько велики, что защитный вариант распространился сверх вклада африканцев, прибывших на берега Сантьяго. Этого не было в других частях архипелага.
Анализ команды также показал, что по мере распространения защитной мутации близлежащие участки африканской ДНК перемещались вместе с ней, но только на зараженном малярией Сантьяго, а не на других островах Кабо-Верде.
В совокупности результаты предполагают, что то, что они обнаружили, было результатом адаптации в недавнем прошлом, в течение нескольких сотен лет с момента заселения островов, а не просто сохраняющимся отпечатком процессов, которые давным-давно произошли в Африке.
Люди постоянно развиваются, но доказательства недавней генетической адаптации – в течение последних 10-100 поколений – найти трудно. Отчасти проблема заключается в том, что в такие короткие сроки изменения частот генов бывает трудно обнаружить с помощью традиционных статистических методов.
Но, используя образцы генетического происхождения, чтобы помочь восстановить историю островитян Кабо-Верде, исследователи смогли обнаружить эволюционные изменения, которые упускали из виду предыдущие методы.
Авторы надеются расширить свои методы для изучения других групп населения, где массовая миграция означает, что мигранты подвержены другим заболеваниям и окружающей среде, чем раньше.
«Люди все еще развиваются, и здесь у нас есть доказательства», – сказал Хамид.
Это исследование было поддержано грантами Национальных институтов здравоохранения (R35 GM133481, F32 GM139313).