Lidská evoluce neskončila. Tibeťanky ukazují, jak se lidské tělo stále přizpůsobuje extrémním podmínkám

Vysoko v Himálaji, kde řídký vzduch dokáže lidem z nížin rychle zamotat hlavu, žijí tibetské ženy už po celé generace. Pracují tam, zakládají rodiny a zvládají každodenní život v prostředí, které by pro mnoho návštěvníků znamenalo pořádnou fyzickou zátěž. Ve vysoké nadmořské výšce je totiž ve vzduchu méně kyslíku. Každý nádech přinese tělu menší množství kyslíkových molekul, a organismus musí přesto udržet v chodu mozek, srdce, svaly a další důležité orgány.

Pro ženy z oblasti Upper Mustang v Nepálu, na jižním okraji Tibetské náhorní plošiny, to není žádná horolezecká výzva. Je to běžná realita. Nová studie však naznačuje, že jejich těla mohou ukazovat něco mimořádně zajímavého: lidská evoluce neskončila v dávné minulosti. Stále formuje to, jak některé populace přežívají a rozmnožují se v extrémních podmínkách.

Studie vedená výzkumníky z Case Western Reserve University analyzovala 417 etnických Tibeťanek ve věku od 46 do 86 let, které žijí v nadmořské výšce přibližně 3 600 až 4 300 metrů. Vědce zajímalo, které ženy měly během života nejvíce živě narozených dětí a jaké tělesné znaky je odlišovaly od ostatních.

Výsledek nebyl tak jednoduchý, jak by se mohlo zdát. Neplatilo, že čím více hemoglobinu, tím více dětí. Nejvyšší reprodukční úspěšnost měly ženy, jejichž tělo dokázalo kyslík rozvádět efektivněji. Jinými slovy, kyslík se dostával tam, kam byl potřeba, aniž by krev zbytečně houstla nebo srdce muselo pracovat pod příliš velkou zátěží.

Nejúspěšnější matky neměly jednoduše nejvíce hemoglobinu

Na první pohled by se mohlo zdát, že nejlepší způsob, jak se vyrovnat s řídkým vzduchem, je zvýšit množství hemoglobinu. Hemoglobin přenáší kyslík z plic do zbytku těla, takže vyšší hodnota může působit jako jasná výhoda.

Jenže lidská fyziologie tak přímočaře nefunguje. Příliš mnoho hemoglobinu znamená hustší krev. A hustší krev se hůře pumpuje. Srdce proto musí vyvíjet větší úsilí, což může být problém hlavně pro lidi, kteří nežijí ve vysoké nadmořské výšce jen několik dní, ale celý život.

U zkoumaných tibetských žen byl obraz mnohem jemnější. Žny s nejvyšším počtem živě narozených dětí neměly extrémně vysoký hemoglobin. Jejich hodnoty se pohybovaly kolem průměru celé skupiny. Zároveň však měly vyšší saturaci kyslíkem. To znamená, že jejich krev dokázala kyslík přenášet účinně, aniž by se stávala zbytečně viskózní.

Antropoložka Cynthia Beallová z Case Western Reserve University, která výzkum vedla, popsala tento výsledek jako rovnováhu mezi potřebou kyslíku a rizikem přetížení srdce. Právě taková rovnováha může vysvětlovat, proč byly některé ženy reprodukčně úspěšnější v prostředí, kde nízká hladina kyslíku nepředstavuje krátkodobý problém, ale trvalý tlak na organismus.

Starodávná genetická stopa může vysvětlovat část tibetské adaptace

Svou roli v tom hraje i genetika. Jedním z nejznámějších příkladov je varianta genu EPAS1, která ovlivňuje reakci těla na nízkou hladinu kyslíku ve vysokých nadmořských výškách. Zajímavé je, že tato varianta bývá spojována s dávným křížením s denisovany, vyhynulou skupinou lidských příbuzných, kteří žili v Asii před desítkami tisíc let.

Část výhody, která dnes Tibeťanům pomáhá snášet řídký vzduch, tak může mít velmi hluboké evoluční kořeny. To ale neznamená, že by jeden gen rozhodoval o tom, kolik dětí žena během života bude mít. Evoluce je mnohem komplexnější.

EPAS1 je jen jedním dílkem větší skládačky. Ovlivňuje reakce organismu na nedostatek kyslíku, včetně regulace hemoglobinu, ale nepůsobí izolovaně. Studie Case Western Reserve University zároveň upozorňuje i na další znaky, například větší průtok krve plícemi nebo větší srdeční komory, které mohou pomáhat zlepšit distribuci kyslíku v těle.

Dohromady mohou tyto vlastnosti vysvětlovat, proč některé ženy dokázaly úspěšněji donosit děti a vychovat je v prostředí, kde je kyslíku trvale méně. Nejde tedy o jeden „supergen“, ale o soubor biologických vlastností, které spolupracují a snižují fyziologickou zátěž života ve vysoké nadmořské výšce.

Vysokohorské populace se nepřizpůsobily stejným způsobem

Tibeťané nejsou jediní lidé, jejichž předci se museli přizpůsobit řídkému vzduchu. Podobné podmínky řešily také andské populace v Jižní Americe. Porovnání Tibeťanů a obyvatel And ukazuje důležitou věc: stejný tlak prostředí nemusí vést ke stejnému biologickému řešení.

V dřívějším článku publikovaném v PNAS Beallová upozornila, že Tibeťané a obyvatelé And se k adaptaci na vysokou nadmořskou výšku dostali rozdílnými cestami. Obě skupiny žily po mnoho generací v prostředí s nízkým množstvím kyslíku a obě dokážou pracovat i rozmnožovat se ve výškách, které nově příchozím lidem často způsobují potíže. Jejich těla však zřejmě vyřešila problém s kyslíkem jinak.

U Tibeťanů se jako klíčová vlastnost jeví schopnost udržet účinný přenos kyslíku bez toho, aby tělo hnalo hodnoty hemoglobinu příliš vysoko. Andské populace vykazují jiný soubor fyziologických změn. Právě tento rozdíl je důležitý. Ukazuje, že evoluce pracuje s biologickou variabilitou, kterou má daná populace k dispozici, a podobného výsledku může dosáhnout různými cestami.

Pro člověka z nížin může život ve výšce přes 3 600 metrů znamenat únavu, dušnost, horší spánek nebo slabší fyzický výkon. Pro populace, které tam žijí tisíce let, se stejné prostředí stalo trvalým evolučním tlakem. Tibetský případ je výjimečný hlavně tím, že propojuje fyziologii kyslíku přímo s reprodukční úspěšností, nejen s přežitím.

Kyslík neovlivnil jen přežití, ale i reprodukci

Nejdůležitější přínos nové studie publikované v PNAS spočívá v tom, že vědci neměřili jen to, jak dobře ženy fungují ve vysoké nadmořské výšce. Zaměřili se také na celoživotní reprodukční úspěšnost, přičemž jako klíčový údaj použili počet živě narozených dětí.

Nejlépe na tom nebyly ženy s nejvyšším hemoglobinem, ale ty, jejichž tělo našlo výhodnější kompromis. Jejich krev dokázala účinně přenášet kyslík a zároveň se vyhnout nevýhodám přílišné hustoty. V prostředí, kde je nedostatek kyslíku každodenní součástí života, může takový kompromis rozhodovat o přežití i úspěšném mateřství.

Beallová výsledky popsala jako „případ probíhajícího přírodního výběru“. Může to znít abstraktně, ale v tomto případě je princip velmi konkrétní: rozdíly ve znacích souvisejících s kyslíkem, rozdíly v reprodukční úspěšnosti a vyšší pravděpodobnost, že určité kombinace vlastností budou zvýhodněny tam, kde je kyslíku málo.

Tato zjištění mají širší význam. Hypoxie, tedy stav, kdy tkáně nedostávají dostatek kyslíku, není problémem pouze ve vysokých horách. Hraje důležitou roli také u mnoha onemocnění srdce, plic, krve a krevního oběhu. Studium populací, které žijí po generace pod trvalým kyslíkovým stresem, proto může vědcům pomoci lépe pochopit, jak si lidské tělo poradí v situacích, kdy je kyslíku nedostatek.

Jak Beallová poznamenala, tyto adaptace dávají vědcům jasnější pohled na lidskou evoluci v reálném čase. Nejde o výzkum založený na fosiliích nebo dávných kostech. Tento proces je vidět na živých lidech. Tibetské ženy žijící vysoko v Himálaji ukazují, že přizpůsobení extrémnímu prostředí nemusí vzniknout jednou dramatickou změnou. Často jde spíše o přesnou kombinaci menších biologických úprav, které dohromady rozhodují o tom, zda tělo dokáže fungovat tam, kde by jiní lidé rychle narazili na své limity.