Переход к современности, во многом обусловленный промышленной революцией, предоставил нам более легкий доступ к пище и чистой воде, к антибиотикам, вакцинам и современной медицине. Однако современность не только принесла меньше инфекционных заболеваний и более долгую жизнь: она также создала среду, радикально отличающуюся от той, в которой мы эволюционировали. Гены, полезные в нашем эволюционном прошлом, теперь могут предрасполагать нас к хроническим заболеваниям, таким как сердечно-сосудистые заболевания и рак, возраст. В статье, опубликованной в журнале Nature Reviews Genetics, международная группа из пяти ученых сопоставляет доказательства этого несоответствия между прошлой эволюционной адаптацией и нашей современной жизнью. Они также задаются вопросом, может ли естественный отбор, связанный с модернизацией, снизить глобальное бремя некоторых хронических заболеваний.
За последние четыре столетия человеческая экология, образ жизни и история жизни резко изменились. Переход к современности также изменил основные причины человеческой смерти. Инфекционные заболевания, распространенные в детском возрасте, уступили место хроническим заболеваниям, связанным со старением. Естественно, поскольку все мы должны умереть, если одни причины смерти уменьшаются, другие должны увеличиваться пропорционально. Однако растущие различия между обстоятельствами, к которым наши гены приспособились, и нашей новой средой также играют важную роль.
Старение отчасти вызвано комбинированным действием многих генов, которые полезны в молодом возрасте, но имеют неблагоприятные последствия в более старшем возрасте. Гены могут влиять на различные черты, а также могут проявляться по-разному с возрастом (плейотропия). Термин антагонистическая плейотропия описывает гены, которые могут нести как полезные, так и вредные эффекты. Несколько противоречащим интуиции эволюция путем естественного отбора может привести к распространению антагонистической плейотропии в популяциях: выгоды, получаемые в молодости, могут перевешивать эволюционные недостатки в старости. Некоторые варианты гена BRCA1, например, полезны для фертильности. Однако у женщин, являющихся носителями одного из таких вариантов BRCA1, к 90 годам, скорее всего, разовьется рак молочной железы.
«Решение Анджелины Джоли сделать профилактическую двойную мастэктомию вместо того, чтобы рисковать раком груди, было основано на том, что у нее был вариант BRCA1 с высоким риском», - объясняет Вирпи Луммаа, профессор Университета Турку в Финляндии. «Этот вариант гена не был устранен естественным отбором в прошлом именно потому, что он также имеет большое преимущество для женской фертильности. В настоящее время ситуация намного хуже. такие гены больше не действуют».
Очевидно, что некоторые мутации, улучшающие фертильность, были одобрены естественным отбором, несмотря на большие издержки в старости. Кажется вероятным, что эти гены способствовали росту хронических заболеваний в современном обществе, но до сих пор неясно, являются ли эти гены основной причиной этого увеличения или лишь второстепенным фактором», - говорит Джейкоб Мурад из Эдинбургского университета.
Напротив, эволюционное влияние современной жизни на здоровье человека трудно установить: эволюционные изменения часто требуют многих поколений, чтобы оставить недвусмысленный след в нашем геноме. В обзоре были обнаружены «наводящие на размышления, но еще не убедительные» доказательства того, что естественный отбор, двигатель эволюции, меняет курс в наше время. Некоторые исследования до- и постиндустриального населения указывают, например, на отбор в сторону более продолжительного периода фертильности у женщин.
«Однако здесь нужно быть осторожным, - говорит Стивен Стернс, профессор Йельского университета в США. «Изменения в биологии человека обусловлены двумя неисключающими процессами. Окружающая среда напрямую влияет на то, как проявляются наши гены: плохое питание в детстве может вызвать, например, задержку роста. Но окружающая среда также формирует естественный отбор. Естественный отбор может сделать некоторые гены более, а другие менее частыми в популяции с течением времени: например, непереносимость лактозы у взрослых. Заманчиво указать на естественный отбор, когда мы наблюдаем конкретное изменение. Однако, особенно когда изменения произошли недавно, более вероятно, что экспрессия генов изменилась, а не сами гены адаптировались к новой среде».
Будущие исследования и методологические разработки могут помочь нам выяснить, в какой степени связаны хронические заболевания и генетическая экспрессия, и начинает ли естественный отбор противодействовать увеличению бремени хронических заболеваний. Крайне важно провести крупные когортные исследования с участием нескольких поколений. для создания четких доказательств», - объясняет Стивен Корбетт, директор Центра здоровья населения в местном медицинском округе Западного Сиднея в Австралии.
Александр Куртиоль, ученый из Института исследований зоопарков и дикой природы им. Лейбница (IZW) в Берлине, Германия, и соавтор этого исследования добавляет: «Да, виноваты гены, но они ждут, пока естественный отбор адаптирует нашу великую природу». праправнуков в нашу современную среду неэффективно. Это также может не сработать, поскольку современная среда меняется очень быстро. Более рациональная реакция на рост хронических заболеваний состоит в том, чтобы изменить нашу социальную среду и наш образ жизни таким образом, чтобы лучше нам подходит. Мы все знаем рецепт: больше спать, меньше есть всякой всячины, регулярно вести активный образ жизни и меньше загрязнять окружающую среду. Правда, это трудно реализовать, но, надеюсь, возможно."