Nowe badanie o tym, jak ewoluują ludzie

Ludzie w Massachusetts:

• Totalnie cholesterol: spada.  Przewidywany spadek 3,6% w dziesięciu pokoleniach
• Waga:  odrobinę rośnie, przewidywany wzrost 1,4% w dziesięciu pokoleniach
• Wzrost: maleje, przewidywany spadek 1,3% (2,1 cm) w dziesięciu pokoleniach
• Ciśnienie skurczowe: maleje. Przewidywany spadek 1,9% w dziesięciu pokoleniach
• Wiek menopauzy: rośnie, przewidywany wzrost 1,6% (0,8 lat) w dziesięciu pokoleniach
• Wiek przy pierwszym porodzie: maleje, przewidywany spadek 1,7% (z 26,18 do 25,74 lat).

Ludzie w kilku krajach (patrz poniżej), nie jest to jednak badanie całego świata:

• Zarówno kobiety, jak mężczyźni podlegają naciskowi selekcyjnemu na wcześniejszy wiek przy pierwszych narodzinach we wszystkich populacjach.  Autorzy widzą to jako wynik obniżonej śmiertelności nieletnich dzięki poprawie opieki medycznej, odżywiania i higieny. Jeśli wczesna reprodukcja kosztuje, ale korzyści wzrastają, ponieważ dzieci nie umierają już tak często, to dobór będzie faworyzował reprodukcję we wcześniejszym wieku.
• “Kobiety podlegają naciskowi selekcyjnemu na późniejszy wiek przy ostatnim porodzie w przedindustrialnej populacji [Finlandia, XVII-XIX w.] i na późniejszy wiek menopauzy w dwóch postindustrialnych populacjach  [USA i Australia, XX w.]. Autorzy nie wyjaśniają podstawy tego wyniku, ale sądzę, że jest tak, ponieważ kobiety żyją obecnie dłużej, dając korzyści selekcyjne kobietom, które mogą mieć więcej potomstwa w wieku, którego nie osiągnęłyby wcześniej. W połączeniu te dwie pierwsze obserwacje pokazują, że „czasowe okno okazji reprodukcyjnej” rozszerza się u ludzi: rozmnażamy się zarówno wcześniej, jak później niż populacje kilka wieków temu.   
• “Kobiety podlegają naciskowi selekcyjnemu na wyższy wzrost w jednej populacji przedindustrialnej [Gambia, XX w.] i na mniejszy wzrost w trzech populacjach postindustrialnych [Wielka Brytania i USA, XX w.]” Autorzy sugerują, żez tego samego powodu, dla którego jest adaptacyjne wcześniejsze rozmnażanie się w populacjach przemysłowych, jest także adaptacyjne dojrzewanie przy mniejszym wzroście i zwrócenie wysiłków na reprodukcję. Dla wyjaśnienia danych z Gambii sugerują, że taka wymiana nie istnieje w populacjach, gdzie śmiertelność niemowląt niższych i młodszych matek jest wysoka. To, oczywiście, jest specjalnie dopasowane wyjaśnienie i tylko spekulacja. Ważne tutaj są dane.

Rozbieżny dobór: lokalne adaptacje w jednych populacjach ludzi, ale nie w innych. Cechami, o które tu chodzi, a które powstały na ogół w czasie historycznym, nie zaś jak cechy powyżej – o których sądzi się że wyewoluowały w “czasie realnym” (tj. teraz) – są:  

• Adaptacja do morskiej diety
• Tolerowanie laktozy
• Odporność na malarię
• Odporność na cholerę
• Zimny klimat
• Adaptacja do bogatego w arszenik środowiska
• Adaptacja do znacznych wysokości
• Jasna pigmentacja
• Niski wzrost

Nowy artykuł w Proc. Nat. Acad. Sci. Jaleala Sanjaka i współpracowników dodaje informacje z obserwacyjnego zestawu danych z Wielkiej Brytanii. Dane pochodzą z UK Biobank, który ma 500 tysięcy osób nie tylko zmierzonych pod względem różnych cech i “długoterminowego sukcesu reprodukcyjnego” w stosunku do innych ludzi (LTRS; indeks „dostosowania” w oparciu o liczbę dzieci w stosunku do przeciętnej), ale zbadano również ich genotypy pod względem różnych odcinków DNA, co pozwala na analizę genetycznych korelacji między cechami. Znaczy to, że pozorny nacisk selekcyjny na jedną cechę, powiedzmy, na wzrost, może nie odzwierciedlać reprodukcyjnej przewagi bycia niższym lub wyższym, a jedynie fakt, że ekspresja cechy dotyczy niektórych z tych samych genów, które biorą również udział w ekspresji rzeczywistej cechy podlegającej selekcji, powiedzmy, masy ciała. Dla zmierzenia tego efektu badacze przeanalizowali genetyczne dane 157 807 kobiet i 115 902 mężczyzn, żeby spojrzeć na genetyczne korelacje między cechami, zakładając, że dotyczyłoby to obecności tych samych wariantów genetycznych związanych ze skorelowanymi cechami.  

Ponadto, tym, na co trzeba spojrzeć, jeśli cecha podlega doborowi, jest to, czy te same warianty genetyczne związane z tą cechą, są także związane z LTRS. Jeśli nie są, to nie możemy powiedzieć, że zmienność cechy ma jakiś związek ze zmiennością “dostosowania”.  

To jest ulepszenie w stosunku do wcześniejszych badań, w których cechy są na ogół badane indywidualnie bez brania pod uwagę genetycznych korelacji.

Było tam mnóstwo korelacji, ale wiele wykluczono przez pokazanie, że “dobór” jednej cechy może w rzeczywistości być doborem genetycznie skorelowanej cechy. Tutaj jest więc krótka lista cech, które w tym badaniu brytyjskim były dobierane niezależnie:

• Wiek pierwszego porodu (czyli pierwszej reprodukcji) u kobiet. Jest coraz niższy. To nie jest nowy wynik, ale po raz pierwszy potwierdzony przez dane brytyjskie i wydaje się, że może to być powszechne zjawisko.
• Dobór faworyzuje niższe kobiety. (Wydaje się faworyzować wyższych mężczyzn, ale wzrost mężczyzn nie był genetycznie skorelowany z LTRS).
• Dobór faworyzuje wyższy wskaźnik masy ciała (BMI) u mężczyzn. (Wyniki pokazały nieistotny trend w tym samy kierunku u kobiet.) BMI jest masą ciała (zazwyczaj wyrażaną w kilogramach) podzieloną przez kwadrat wzrostu (zazwyczaj wyrażany w metrach). Często używa się go do oceny, czy ludzie są chudzi, “normalni” czy otyli.

To są główne wyniki, a większość z nich, poza doborem na większy BMI u mężczyzn (i, być może, słabszy efekt u kobiet) zgadzają się z poprzednimi wynikami. Jeśli chodzi o to, dlaczego jest taki dobór, możemy tylko spekulować. Wyraźnie, te kobiety, które rozmnażają się wcześniej, będą miały wyższe dostosowanie, to więc nie jest problematyczne. Dlaczego jednak niższe kobiety lub grubsi mężczyźni pozostawiają więcej potomków, nie potrafię skomentować.  

Były także pewne sprzeczności z wcześniejszymi wynikami: to badania, na przykład, nie znalazło korelacji między LTRS i wiekiem menopauzy, podczas gdy wcześniejsze badania wskazywały na to, że dobór faworyzuje późniejszą menopauzę. To jest jeden z problemów z ekstrapolacją wyników z jednej populacji lub badania na inne.

Warto na koniec zerknąć na listę potencjalnych problemów z wynikami, podaną przez autorów:

Jest kilka innych ważnych zastrzeżeń i ograniczeń przedstawionej przez nas analizy. Wszystkie nasze wyniki są uwarunkowane zestawem fenotypów, jakie mierzyliśmy; istnieje realna możliwość, że są niezmierzone fenotypy, które napędzają lub mylą część naszych wyników. Jest to związane ze zjawiskiem pozornego doboru i należy o tym zawsze pamiętać, kiedy bada się dobór fenotypowy. Ponadto, ocenialiśmy genetyczne korelacje używając markerów SNP (frekwencja rzadszego allelu >0,01), co może być źródłem błędu, ponieważ warianty genetyczne o szkodliwych efektach na dostosowanie są rzadsze i mogą być nieobecne w naszej analizie. Istnieją też dowody, że populacja UKB może nie być w pełni reprezentatywna dla całej populacji Wielkiej Brytanii. Potencjalne skrzywienie (na rzecz zdrowych uczestników) w UKB jest ważne i musi zostać uwzględnione, bo może mieć ilościowy efekt w naszych oszacowaniach, ale ten błąd prawdopodobnie nie jest wystarczająco duży, by zakłócić w jakościowy sposób wnioski z naszej pracy.

W sumie więc nie ma tu nic zdumiewającego, ale jest staranna analiza, która potwierdza do pewnego stopnia poprzednie wyniki i daje więcej zaufania do rezultatów badania tych autorów niż robią to poprzednie badania. Jeśli jest tu jeden wynik, w który wierzę, to jest nim to, że w niemal wszystkich badaniach nacisk selekcyjny jest na kobiety, by rozmnażały się wcześniej. (To jest skrót powiedzenia, że „kobiety, które zaczynają rozmnażać się wcześniej, pozostawiają więcej potomków”.) Przy sytuacji, w której wczesna reprodukcja nie ma jakichś innych efektów niż ten, że redukuje LTRS, jest dość jasne, dlaczego dobór tak działa. Oczywiście, może istnieć granica (bardzo młode dziewczynki nie są dojrzałe do porodu), ale wydaje się, że w przyszłości przeciętny wiek pierwszego porodu będzie niższy niż obecnie.

Nie to jednak ekscytuje większość ludzi, kiedy zadają mi PYTANIE: chcą wiedzieć, czy stajemy się bystrzejsi, przystojniejsi lub silniejsi. No cóż, nie mamy na to dowodów.

_________

Sanjak, J. S. et al. 2017. 2017. Evidence of directional and stabilizing selection in contemporary humans. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 115:151-156. published ahead of print December 18, 2017,

A new study on how humans are evolving

Why Evolution Is True, 8 stycznia 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.