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크레딧: Angel Garcia/Bloomberg/Getty
유럽에서 낙농업의 여명은 대부분의 사람들이 성인이 되어서도 아프지 않고 우유를 마실 수 있는 능력이 발달하기 수천 년 전에 일어났습니다. 이제 연구자들은 이유를 알고 있다고 생각합니다. 유당 내성은 때때로 기근과 질병이 발생하는 동안에만 진화에 영향을 미치기에 충분히 유익했으며 특성이 널리 퍼지는 데 수천 년이 걸린 이유를 설명 합니다 .
수천 개의 도자기 파편과 수백 개의 고대 인간 게놈 분석과 정교한 모델링에 의해 뒷받침되는 이 이론은 초기 낙농가에게는 거의 존재하지 않는 우유 소화 능력이 현대 유럽인에게 어떻게 보편화되었는지 설명합니다. 락타아제 지속성으로 알려진 이 능력은 유당을 분해하는 효소에서 비롯되며 일반적으로 어린 아이들이 젖을 뗀 후에 종료됩니다.
7월 27일 네이처 에 발표된 이번 연구 는 이러한 특성을 형성한 힘을 정량화한 최초의 주요 노력이라고 스위스 취리히 대학의 분자 고고학자 셰반 윌킨(Shevan Wilkin)은 말했다. "락타아제 지속성 진화는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡했습니다."
자연 선택
우유를 소화하는 능력은 전 세계의 고대 인구에서 독립적으로 진화했습니다. 연구원들은 세포가 높은 수준의 락타아제를 생산하도록 지시하는 유전자 변이체에 특성을 매핑했습니다. 대부분의 유럽 조상이 가지고 있는 변이체는 인간 게놈에 대한 자연 선택의 가장 강력한 예 중 하나입니다.
그러나 과학자들은 유럽에서 락타아제 지속성의 높은 유병률을 뒷받침하는 힘을 설명하기 위해 고군분투했습니다. 많은 사람들은 고대 사람들이 일상적으로 유제품을 섭취하기 시작한 후에야 그 변이가 유익한 것으로 판명되었다고 추정했습니다. 또 다른 영향력 있는 이론은 초기의 소, 염소, 양(약 10,000-12,000년 전에 길들여짐)이 주로 고기로 사용되었으며, 그 후 수천 년이 지난 후에 우유 소비가 뒤따랐다고 주장했습니다.
그러나 최신 연구를 공동 주도한 영국 브리스톨 대학교의 생지화학자 Richard Evershed와 그의 팀은 동물 가축화의 여명기부터 거슬러 올라가는 고대 도기에서 유지방 잔류물을 발견했습니다. 한편 고대 유전학 연구에 따르면 이 초기 축산업자들은 유당 불내증이었고 4,000~5,000년 전 청동기 시대 이후까지 유럽에서는 우유에 대한 내성이 흔하지 않았습니다.
유럽인의 우유 소화 능력 배후에 있을 가능성이 있는 힘을 결정하기 위해 Evershed와 두 명의 Bristol 동료 화학자 Mélanie Roffet-Salque와 전염병학자 George Davey Smith가 이끄는 팀은 University College London의 진화 유전학자인 Mark Thomas와 함께 고고학 및 게놈 데이터. 그런 다음 그들은 1,700명 이상의 고대 유라시아인의 게놈을 활용하여 유제품 우유의 사용 및 인구 규모와 같은 다양한 요인이 락타아제 지속성의 증가를 설명하는 방법을 모델링했습니다.
팀은 유럽 전역의 550개 이상의 고고학 유적지에서 약 13,000개의 도기류의 유지방 잔류물의 존재로 추론된 유당 내성의 비약과 증가된 우유 소비 사이에 거의 중복이 없음을 발견했습니다. "유당 분해 효소 지속성의 자연 선택 이점이 무엇인지에 대한 이전의 모든 가설은 우유 사용 정도에 고정되어 있었습니다."라고 Thomas는 말합니다. 왜냐하면 아프지 않고 우유를 섭취할 수 있는 영양상의 이점이 있기 때문입니다.
또 다른 설명
그 개념이 모호한 상태에서 연구자들은 유당 내성이 현대 유럽인의 우유 섭취와 어떤 관련이 있는지 살펴보았습니다. 영국의 50만 명에 대한 건강 및 게놈 데이터 저장소인 UK Biobank에서 우유 소비와 유당 내성 사이에는 거의 상관관계가 없음을 발견했으며 유당 불내증 참가자의 92%가 대체품보다 신선한 우유를 선호했습니다. 그리고 유당 내성은 자연 선택을 유도할 수 있는 명확한 건강 또는 생식력 이점을 나타내지 않았습니다.
이것은 대부분의 유당 불내증이 있는 사람들이 우유를 마시는 비용이 오늘날 그렇게 높지 않다는 것을 의미한다고 Thomas는 말합니다. 그리고 아마도 고대에도 없었을 것입니다. “건강하면 약간의 설사도 하고 경련도 나고 방귀도 많이 난다. 불쾌하지만 당신은 죽지 않을 것입니다.”
그러나 연구자들은 오래 전에 유당 불내증이 있는 사람들이 우유를 마셨을 때의 결과는 기근이나 감염의 결과로 건강이 좋지 않은 사람들에게 훨씬 더 심각했을 것이라고 제안합니다. 설사를 통한 체액 손실은 영양실조와 감염을 통한 사망에 기여하며, 특히 위생이 열악한 곳에서 더욱 그렇습니다. 연구원의 모델은 락타아제 지속성이 조사된 다른 요인에 노출된 사람들보다 동물 병원체와 기근에 노출된 고대 인구에서 발생할 가능성이 더 높다는 것을 발견했습니다.
팀은 유당 내성에 대한 자연 선택이 갑자기 유익한 유전자 변이가 부족한 사람들보다 유당 불내증인 사람들이 죽을 가능성이 더 높았던 그러한 기간 동안 과급되었다고 제안합니다.
더 살펴보기
“그들이 맞습니까? 모르겠어요. 말하기 어렵습니다.”라고 Wilkin은 말합니다. 사람들이 힘든 시기에 유당 불내증의 영향으로 죽지 않았더라도 우유를 소화할 수 있는 사람보다 출산 가능성이 낮아 유당 지속성이 번성할 수 있었습니다. 그러나 그녀는 이것이 기근과 감염에 노출되었을 것임에 틀림없는 초기 농업과 일부 청동기 시대 낙농 인구에서 형질이 없거나 매우 드문 이유를 완전히 설명하는지 확신하지 못합니다.
매사추세츠주 케임브리지에 있는 하버드 대학의 분자 고고학자인 크리스티나 워리너는 이번 연구가 지난 10년 동안 나타난 그림에 대한 수치와 증거를 제공한다고 말했다. "이제 우리는 어디서부터 시작해야 하는지에 대한 아이디어가 생겼습니다." 한 가지 초점은 유럽에서 유당 내성 수준이 상당히 상승한 중세 시대와 철기 시대(1,000-3,000년 전)의 고대 인간 게놈 및 기타 고고학 데이터에 초점을 맞춰야 합니다.
Wilkin은 이 연구가 연구자들이 유럽 이외의 지역(예: 여러 번 진화한 아프리카, 중앙 아시아 및 중동)을 재평가하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 연구자들은 또한 몽골 대초원과 같이 유당 내성이 흔하지 않은 곳에서 낙농업과 우유 섭취가 어떻게 널리 퍼질 수 있는지에 대한 더 나은 이해가 필요합니다. “이런 종류의 거대하고 정말 야심찬 연구가 사람들이 이에 대한 조사를 시작하도록 박차를 가하기를 정말로 바랍니다.”라고 그녀는 말합니다.
도이: https://doi.org/10.1038/d41586-022-02067-2
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