Kleine Statur in Regenwald Jäger und Sammler können mit einer Herzanpassung verbunden sein.

Afrikanische und asiatische Regenwaldjäger und -sammler haben eine geringe Statur, und jetzt hat ein internationales Forscherteam gezeigt, dass dies ein Beispiel für konvergente Anpassung ist, die auch mit Veränderungen in den kardialen Entwicklungspfaden verbunden sein kann.

„Wir wissen, dass die Regenwaldpopulationen klein werden“, sagt Christina M. Bergey, Postdoktorandin in Anthropologie. „Die Frage ist, hat die Evolution jedes Mal den gleichen Weg eingeschlagen, wenn die Menschen klein wurden?“

Bei der Anpassung an eine Umgebung haben Organismen theoretisch eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie sie sich verändern können, um sich besser an ihre Umgebung anzupassen. Oftmals passen sich jedoch völlig getrennte Populationen auf die gleiche Weise an eine ähnliche Umgebung an. Dieser ähnliche, aber getrennte Pfad ist eine konvergente Anpassung.

In den Regenwäldern Afrikas, Asiens, Südamerikas und Australiens gibt es kleine, durchschnittlich 5 Fuß hohe Populationen. Warum sich die Menschen in den Regenwäldern zu einer kleinen Statur entwickelt haben, steht noch zur Debatte. Laut Bergey gibt es eine Vielzahl von vorgeschlagenen Gründen, aber vor allem eine hat Plausibilität.

„Regenwälder sind für den Menschen wirklich hart und es gibt nicht viele Kalorien für den Menschen und vor allem nicht viel Protein“, sagt Bergey.

Eine kleinere Statur benötigt weniger Kalorien und weniger Protein für ein gesundes Überleben und eine gesunde Fortpflanzung.

Um die Mechanismen hinter dieser kleinen Statur zu erforschen, verglichen die Forscher Populationspaare auf zwei Kontinenten. In Afrika betrachteten sie die Batwa, die einst im Bwindi Impenetrable Forest lebten, und die Bakiga, die landwirtschaftlichen Nachbarn der Batwa. In Asien betrachteten sie die Andamanen-Inseln – die Jarawa und Onge -, die Regenwaldjäger und -sammler sind, und die Brahmanen in Indien, die Agraristen sind.

„Wir haben hochdeckende Sequenzdaten aus dem proteincodierenden Teil des Genoms von zwei Populationen analysiert“, berichten die Forscher in Proceedings of the National Academy of Sciences. „Wir beobachteten Signaturen einer konvergenten positiven Selektion zwischen dem Batwa- und dem Andamanese Regenwald Jäger – sammelt sich über die ganze Reihe von Genen mit annotierten „Wachstumsfaktor Bindungsfunktionen“.“

Beide Populationen hatten genetische Veränderungen auf dem gleichen Weg, derjenige, der die Bindung des Wachstumsfaktors beeinflusst. Sie fanden jedoch auch heraus, dass beide Populationen auch eine konvergente Anpassung und populationsspezifische Signaturen der positiven Selektion für Pfade im Zusammenhang mit der Entwicklung von Herzmuskelgewebe hatten.

„Wir wissen, dass Menschen mit kleiner Statur, ob in diesen Populationen oder in den typischen Höhenpopulationen, ein höheres Risiko für Herzprobleme haben“, sagt Bergey. „Obwohl es unerwartet war, bestimmte kardiale Entwicklungsfaktoren zu finden, gibt es einen Zusammenhang zwischen diesen beiden Dingen. Wenn die natürliche Selektion die Wachstumsfaktoren verändert, dann muss es vielleicht eine Kompensation in den kardialen Entwicklungswegen geben.“

Die Forscher sahen nicht die gleichen Muster der positiven Selektion in einer der beiden landwirtschaftlichen Populationen für Wachstum oder kardiale Entwicklung. Laut den Forschern deutet dies stark darauf hin, dass die Veränderungen bei den Batwa und Andamanesen die Anpassung an den Regenwald waren und nicht das normale Fortschreiten der menschlichen Veränderung.

„Wir haben die Studie durchgeführt, denn wenn wir eine Population mit nicht-pathologischen Veränderungen in einem Merkmal betrachten – in dieser Fallgroße – könnten wir vielleicht umfassender über die grundlegenden biologischen Grundlagen der menschlichen Variation für dieses Merkmal lernen“, sagte Bergey.

Mehr Informationen:
Christina M Bergey et al. Polygene Anpassung und konvergente Evolution über Wachstums- und kardiale genetische Pfade bei Jägern und Sammlern von afrikanischen und asiatischen Regenwäldern, (2018). DOI: 10.1101/300574

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