Американські вчені розкрили одну з головних таємниць людства - коли люди вперше познайомилися з «зеленим змієм». Виявилося, що це сталося, судячи з дрібним мутацій в гені, який допомагає нам справлятися з наслідками тривалих застіль, приблизно 10 мільйонів років тому, коли наші предки імовірно перейшли від життя в лісі до проживання на рівнинах. Висновки вчених були представлені в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences .
Сьогодні алкоголь і пов'язані з ними різні хвороби, соціальні та психологічні зрушення є одними з головних проблем людства. За статистикою ВООЗ, щороку від вживання спиртного та його наслідків помирає понад 3,3 мільйона чоловік, що складає майже 6% від загального числа смертей. Як пишуть експерти Всесвітньої організації охорони здоров'я в звіті 2014 по алкогольним проблемам світу, близько 200 хвороб безпосередньо або побічно пов'язані зі зловживанням спиртними напоями.
Алкоголь супроводжує людину, якщо судити з археологічних пам'ятників, практично з часів зародження цивілізації - так, стародавні єгиптяни освоїли мистецтво варення пива приблизно 5-5,5 тисяч років назад. У міру знайомства народів з застільними традиціями один одного стало зрозуміло, що представники різних етносів переносять алкоголь зовсім по-різному. Наприклад, практично всі азіатські народи і індіанці Нового Світу швидко п'яніють і схильні до алкоголізму, а жителі Європи і Африки рідше страждають на цю недугу.
Справжня причина цього стану речей була виявлена недавно. Схильність азіатських і слов'янських народів до алкоголізму обумовлена особливостями в роботі генів, які керують синтезом двох особливих груп ферментів - так званих алкогольдігідрогеназ і альдегіддігідрогеназ. Ці білки відіграють важливу роль у виведенні алкоголю з організму, перетворюючи молекули спирту (етанолу) в альдегіди, а альдегіди - в вуглекислоту та інші відходи життєдіяльності.
В кінці XX століття молекулярні біологи з'ясували, що у цих генів і білків є дві версії, які грубо можна назвати «повільними» і «швидкими». Від поєднання цих типів ферментів залежить схильність людини до алкоголізму - наприклад, якщо спирт окислюється повільно, а альдегіди виводяться швидко, то шанси стати алкоголіком будуть максимальними. Генетичні експерименти показали, що такі варіанти генів і білків більш характерні для азіатів, слов'ян і індіанців, що пояснює їх схильність до зловживання спиртним.
Меттью Керріган з Фонду прикладних молекулярно-еволюційних досліджень в Гейнсвіллі (США) і півдюжини інших генетиків звернули увагу на те, що деякі тварини, наприклад мушки-дрозофіли, харчуються підгнилими фруктами, які містять в собі багато спирту, і при цьому не відчувають проблем , і вкрай рідко впадають в алкоголізм.
За їх словами, примати і їх предки протягом 80 мільйонів років могли володіти схожою дієтою, і етиловий спирт відігравав важливу еволюційну роль - він допомагав їм знаходити стиглі, нехай і підгнилі фрукти. Коли виникла цивілізація, і людина відкрила секрет перетворення м'якоті фруктів і злаків в спирт за допомогою дріжджів, цей еволюційний плюс швидко перетворився в мінус. Все це може говорити про вкрай тривалому спілкуванні людини з «зеленим змієм».
З даної гіпотезою не згодні багато вчених, які вважають, що в такому випадку людина повинна була б пристосуватися до подібної алкогольної дієті, чого поки не відбулося, судячи з різною реакції народів на спиртні напої та відмінностей в їх схильності до алкоголізму.
Керріган і його колеги вирішили перевірити обидві ці гіпотези з генетичної точки зору, простеживши за тим, як змінювалося пристрій одного з цих генів - ADH4 - у міру еволюції предків людини і мавп. Для цього вони витягли копії відповідної ділянки ДНК з геномів різних приматів, розшифрували їх і порівняли їх структуру з тим, як влаштовані «швидкі» і «повільні» версії людської ADH4. Цей ген безпосередньо не пов'язаний з алкоголізмом, він відповідає в більшій мірі за руйнування алкоголю ще до його надходження в кров, в стінках кишечника і шлунка.
Стародавні єгиптяни розливають пиво. Зображення: historyfiles.co.uk
Генетиків цікавили так звані однонуклеотидні поліморфізм (SNP) - часто нічого не значущі мутації довжиною в одну генетичну «букву» -нуклеотидів, які накопичуються в генах з плином часу. Якщо вчені знають швидкість накопичення таких «помилок» в геномі, то вони можуть досить точно визначити той час, коли з'явилася та чи інша версія гена або, коли розділилися предки споріднених видів тварин.
Вивчаючи перипетії 70 мільйонів років еволюції ADH4, автори статті помітили вкрай цікаву річ. Виявилося, що найбільш віддалені предки мавп і людини володіли тільки «повільної» версією ферменту, і лише приблизно 10 мільйонів років тому, до моменту поділу предків орангутанів з одного боку, і людини, горил і шимпанзе з іншого, з'явився «швидкий» варіант ADH4. Це означає, що орангутанги і давніші примати не могли переносити алкоголь - етанол був для них отрутою, так як фермент окисляє його в 40 разів гірше, ніж це роблять його людські аналоги. Що цікаво, відмінності між ними мінімальні, всього одна «буква» -нуклеотидів.
На думку вчених, різке поява цієї версії ферменту і пов'язаного з ним гена в ДНК спільних предків людини і шимпанзе говорить про те, що в цей час етанол почав займати велике місце в їх дієті. На користь цього говорить те, що до цієї позначки всі версії ферменту практично не реагували на етанол, але окисляли інші види спиртів, які зустрічаються в рослинній біомасі і не викликають сп'яніння.
Приблизно в цей же час, як підкреслюють автори статті, міг початися процес переходу предків людини і вищих приматів від життя виключно на гілках дерев до напівназемні проживання. Періодичні вилазки в степ і поступовий перехід до життя в савані повинен був змусити наших предків змінити свою дієту, яка, по всій видимості, включала в себе велику кількість підгнилих фруктів. Про це, на думку вчених, говорить те, що сучасний людський варіант ADH4 і його аналог в геномах шимпанзе і горил налаштований на роботу саме з тими концентраціями етанолу, які зустрічаються в підгнилих фруктах.
Крім генетики і хімії, на користь цієї теорії говорять і кліматичні дані - приблизно 16 мільйонів років тому почалося масштабне зміна клімату, яке позбавило Африку здебільшого лісів і призвело до появи великих степових просторів, розбитих на частини невеликими збереженими куточками лісу. Фрукти, нектар квіток і солодка камедь дерев і чагарників, що ростуть під жарким сонцем савани, буде гнити і бродити набагато частіше і швидше, ніж їх лісові аналоги, що могло сприяти пристосуванню наших предків до «алкогольної» дієті і дозволило їм харчуватися отруйними плодами. Це було великою перевагою для наших предків, яке дозволяло їм вижити там, де не могли постійно жити інші фруктоядние мавпи.
Якщо це дійсно так, то чому ж тоді наші найближчі родичі - шимпанзе і горили - не стають алкоголіками? Керріган і його колеги пояснюють: подібні випадки в дикій природі зустрічаються вкрай рідко. Але все ж іноді відбуваються - наприклад, в минулому році натуралісти застали групу шимпанзе в Гвінейській національному парку Бос за тим, як вони систематично крали і випивали бродяче пальмова вино з судин, в яких його готували місцеві жителі. І нарешті, шимпанзе, на відміну від людини, не володіють технологіями, які дозволяли б їм цілеспрямовано займатися виробництвом алкоголю.
Якщо це дійсно так, то чому ж тоді наші найближчі родичі - шимпанзе і горили - не стають алкоголіками?
