Kép forrása, Getty Images
A tibetiek magasságához való egyedi alkalmazkodás kulcsa a nagyon távoli múltban keresendő.
Több ezer évvel ezelőtt egy család telepedett le a világ tetején. A tibeti fennsíkon éltek, 4200 m tengerszint feletti magasságban, egy ma Chusang néven ismert helyszínen.
Ez a család maradandó nyomot hagyott: 19 kéz- és lábnyomot véstek a forrásból szivárgó agyagiszapba. Méret alapján ítélve a családi csoport hat személyt tartalmazott, akik közül kettő gyermek volt. De kik voltak ők? És mi vezette őket ilyen magasságokba?
Csak annyit lehet tudni, hogy a csusangi lábnyomok 12 700 és 7400 évvel ezelőttre nyúlnak vissza, tehát az egyik legrégebbi régészeti lelőhely a tibeti fennsíkon.
De ami Chusang családját különlegessé teszi, az elszigeteltségük - mondja Mark Aldenderfer, a Merced Kaliforniai Egyetem antropológusa. Túlélése rendkívüli.
Bár a tűz hője megvédheti őket a hidegtől, Chusang családja nem tudott menedéket nyújtani egy nyilvánvaló, de elkerülhetetlen akadály elől: a levegő az ég felé vezető minden egyes lépésnél elvékonyodik.
Hordó alakú tüdő
Több mint 4000 m tengerszint feletti magasságban minden lélegzet kb egyharmaddal kevesebb oxigén mint egy másik alacsonyabb magasságban.
Kép forrása, Getty Images
A tibeti fennsíkon több ezer éve lakott terület van. De az ott élők túlélési titkait csak most kezdik felfedezni.
Bármely hegymászó leírhatja azt a légszomjat, amely általában a magassággal jár.
A légnyomás annál csökken, minél többet jársz vagy repülsz a tenger felszínén, így a gázmolekulák minden irányban szétterjedhetnek, és a tüdő csak korlátozott mértékben nyújthat kompenzációt.
Sok száz generáció alatt élők az Andok-felföldön Peruból Bolíviáig terjedő szakasza alakult ki hordó alakú mell amelyek megnövelik az egyes lélegzetek hangerejét.
És a 19. század vége óta ezt tudják a tudósok a véred tele van vörösvértestekkel és hemoglobinnal, oxigént szállító molekulák.
Ha kevés az oxigén, a vér megvastagszik, hogy növelje a test körüli sejtekbe juttatható mennyiséget. Ez vérképző reakció az is előfordul, aki úgy dönt, hogy felmász egy hegyre.
És mivel a felvidéki életkörülmények majdnem minden kutatását hosszú ideig végezték az Andokban, a vérképzés alacsony oxigénszintre adott általános válaszként tekintettek rá csaknem két évszázadon át.
Cynthia Beall, az ohiói Case Western Reserve Egyetem antropológusa csak az 1970-es évek végén és az 1980-as évek elején kezdte felfedezni, hogy hét nepáli faluba túrázott. a tibetiek nem feleltek meg ennek az elméletnek.
Mint a tengerszinten
Első, hiányzott a hordó alakú mell, de úgy tűnt gyorsabban lélegezzen hogy az Andok.
Másodszor pedig Beall és kollégái megállapították, hogy a tibetieknek van meglepően alacsony hemoglobinszint, gyakran azon a tartományon belül, amely normális a tengerszinten élő emberek számára.
Kép forrása, Getty Images
A kutatók eleinte meglepődve tapasztalták, hogy a tibetiek nyilvánvalóan nem rendelkeznek a nagy magasságban való élethez szükséges fiziológiai alkalmazkodással.
Bár az úgynevezett "világ tetején" élnek, élettani állapotuk feltűnően hasonlított azokra, akik soha nem vették le a földet.
Ami eleinte nagyon paradoxnak tűnik - nem is beszélve a potenciálisan veszélyesről -, annak valóban sok értelme van.
Az egyik előny például az, hogy kevesebb az erek kopása.
"Ha magas a hemoglobinszintje, akkor a vér általában viszkózusabb, és ennek számos káros hatása lehet" - mondja Tatum Simonson, a kaliforniai egyetem, San Diego.
CMS nélkül
A keringési rendszert érő további stressz egyik lehetséges eredménye a Krónikus hegyi betegség vagy CMS.
Először Carlos Monge Medrano perui orvos írta le 1925-ben, a CMS (más néven Monge-kór) olyan embereket érinthet, akik évek óta problémamentesen élnek a magasságban.
"Az embereknek nincs lélegzete" - magyarázza Bell. "Cianotikussá válnak (ajkuk és végtagjaik elkékülnek), nem tudnak dolgozni, nem tudnak jól aludni. Nagyon betegek.".
Mint rövid távú magassági betegség esetén, a CMS orvossága a vastagabb levegőbe való lassú leereszkedésés oxigénnel. De ez nem gyógymód.
Kép forrása, Getty Images
Tibet évente turisták millióit vonzza, akik közül sokakat érinthet az úgynevezett "magassági betegség".
Lehet, hogy a folyadék már felhalmozódott a tüdőben (Altitude Pulmonary Edema, vagy EPA) vagy az agyban (Altitude Cerebral Edema, vagy ACE), vagy a vastag vér túlterhelt más létfontosságú szervekben. A legrosszabb forgatókönyv a halál.
A perui Andokban, a lakosság legfeljebb 18% -a fejleszti a CMS-t valamikor az életében. De a tibeti fennsíkon ez a szám ritkán haladja meg az 1% -ot.
Magyarázat a múltban
Természetesen a vékony vér segít csökkenteni a CMS kockázatát, de a tibeti emberek nem csak ezért élhetnek boldogan ilyen szélsőségekben.
2005-ben Beall és munkatársai megállapították, hogy a tibetiek lélegezzen ki több nitrogén-monoxidot az Andokban és a tengerszinten élő emberekhez képest.
Ez a gáz a tüdő és a test körüli erek kiszélesedéséhez vezet, amelyet értágulatnak neveznek. Nagyobb hellyel fokozható a véráramlás és az oxigénszállítás.
És - ahogy Simonson javasolja - lehetséges, hogy a tibetiek egyszerűen nem szükségesnak nekn annyi oxigén, mint a többi?
2010-ben, összehasonlítva 30 tibeti genomját a Pekingben élő han kínai lakosság genomjaival, Simonson képes volt azonosítani azokat a géneket, amelyek összefüggésben voltak a magasságú élettel.
Kép forrása, Getty Images
A nagyon gyors genetikai változások lehetővé tették generációról generációra ebben a környezetben élést.
2010 két hétében három másik kutatócsoport publikált egy tanulmányt, amely megállapította egy csomó nagyon különböző gén a két populáció között.
Két EPAS1 és EGLN1 nevű gént emeltünk ki, amelyekről ismert, hogy modulálják a vér hemoglobinszintjét.
Miután részletesebben megvizsgálta az EPAS1 gént a tibeti genomokban, Rasmus Nielsen, a Kaliforniai Egyetem nem csak hirtelen változásnak számított, hanem egyedülállónak is.
Mintha a tibetiek egy másik fajtól örökölték volna a gént. És valójában pontosan ez történt.
Nielsen a neandervölgyi genomprojekten dolgozott Svante Paabo ősi DNS-szakértővel a németországi Lipcsei Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézetnél.
Tudta, hogy fajunk összekeveredett ezekkel a közeli evolúciós unokatestvérekkel, és megvizsgálta DNS-jüket a specifikus tibeti-EPAS1 gén forrása szempontjából. Nem található egyezés.
Ez nem volt annyira meglepő. A neandervölgyiek köztudottan csak a modern európaiak őseivel párosodtak.
Az ázsiai származású emberek számára Nielsen a Deniszovánok, az emberi családfa másik ága.
"Teljes meccs volt" - mondja.
A szibériai Altáj-hegységben fedezték fel őket, csak két fogukból és egy kis ujjcsontjukból ismerik őket, amelyek közül Paabo és munkatársai nyers genomot tettek közzé 2012-ben.
Az eredmények azt mutatták, hogy Pápua Új-Guinea, Ausztrália és Délkelet-Ázsia egyes régiói populációi genomjának 1–6% -át Denisovans-tól örökölte.
Kép forrása, Getty Images
Az adaptációhoz vezető genetikai változatok már kihalt fajokból származnak.
50 000 és 30 000 évvel ezelőtt néhány denisován, valamint a tibetiek és a hán kínaiak ősi ősei szexeltek, egyesítették genomjaikat, összekeverték a géneket és olyan gyermekeket hoztak létre, akikből felnőttek lesznek saját utódok.
A következő tízezer évben úgy tűnik, hogy ez az EPAS1 gén kevés hasznot hozott a hán kínaiaknak, és csak a mai lakosság körülbelül 1% -ában található meg.
De mindazok a rettenthetetlen csoportok, akik a tibeti fennsíkra költöztek, beleértve a Chusang családot is, ez minden légzést megkönnyített.
A jelenlegi népesség 78% -ának van ez az EPAS1 változata, egy gén, amely elválasztja őket az alsóbb szinteken élőktől, de összeköti őket a múlttal.