راز بقا شیر: چگونه یک جهش ژنتیکی رژیم غذایی انسان را برای همیشه تغییر داد

انسان‌ها از زمان تولد برای تغذیه به شیر وابسته هستند. با رشد و گذر از دوران شیردهی، بسیاری از فرهنگ‌ها به طور سنتی مقداری از شیر حیوانات، به‌خصوص شیر گاو، به عنوان جایگزین معرفی می‌کنند.

طبق تحقیقات، انسان‌ها حدود 10,000 سال است که شیر حیوانات را می‌نوشند، با اینکه اکثر بزرگسالان قادر به هضم لاکتوز، یک قند موجود در شیر پستانداران، نیستند.

انسان‌های اولیه به مصرف شیر ادامه دادند، چه از روی نیاز و چه از روی کنجکاوی. جهش‌های ژنتیکی در طول زمان به برخی جمعیت‌ها اجازه داد تا در بزرگسالی شیر را هضم کنند. این ویژگی، معروف به شایدگی لاکتاز، به سرعت در برخی مناطق، به ویژه اروپا گسترش یافت. لاکتاز آنزیمی است که در روده کوچک تولید می‌شود و لاکتوز را تجزیه می‌کند.

امروزه، زمانی که 65 درصد بزرگسالان به لاکتوز حساسیت دارند، بسیاری از مردم شیرهای گیاهی را به شیر حیوانی ترجیح می‌دهند.

در این مقاله به بررسی منشأ مصرف شیر در میان انسان‌های اولیه و تأثیر ژنتیک و فرهنگ بر حساسیت به لاکتوز پرداخته‌ایم.

منشأ مصرف شیر

بسیاری از پستانداران، از جمله انسان‌ها، پس از از شیر گرفته شدن به لاکتوز حساس می‌شوند. طبق مطالعه‌ای در سال 2020 منتشر شده در مجموعه زیست‌شناسی کنونی ، این موضوع به دوران نوسنگی اولیه بازمی‌گردد، زمانی که انسان‌ها یاد گرفتند از حیوانات نشخوارکننده‌ای مانند گاو و بز برای شیر استفاده کنند.

پس چگونه شیر به یک غذای اصلی در رژیم غذایی انسانی تبدیل شد؟

طبق یک مطالعه در سال 2015 منتشر شده در خوراکی‌ها ، سه عامل مهم برای بقای لاکتاز در انسان‌ها مسئول بودند: جهش‌های ژنتیکی، توانایی توسعه محصولات کم‌لاکتوز مانند پنیر و ماست و تطبیق میکروبیوم روده که به بزرگسالان حساس به لاکتوز اجازه می‌داد حساسیت خود را غلبه کنند.

همین مطالعه همچنین نشان داد که جهش‌های مرتبط با بقای لاکتاز تنها در 10,000 سال اخیر به سطوح قابل توجهی در جمعیت‌های انسانی دست یافته است. این مثالی از تکامل اخیر انسان و هم‌تكامل ژنی‌فرهنگی مربوط به پیدایش کشاورزی است.

به عبارت دیگر، این یکی از مواردی است که فرهنگ انسانی به تطبیق ژنتیکی برای مصرف لاکتوز تأثیر گذاشته است.

پارادوکس حساسیت به لاکتوز

چه چیزی انگیزه داد که انسان‌های اولیه شیر بنوشند علیرغم حساسیت گسترده به لاکتوز؟ مزایای غذایی شیر یکی از عوامل اصلی بود.

شیر منبع غنی از کالری، پروتئین و چربی‌هاست که برای بقای انسان‌های اولیه در محیط‌های سخت بسیار ضروری بودند. بنابراین، مزایای غذایی بیش از علائم حساسیت به لاکتوز بود.

با پیشرفت انسان‌ها در کشاورزی و دست‌آموزی حیوانات، نیاز به حفظ مواد غذایی آشکار شد. در نتیجه، روش‌های مختلفی برای حفظ مواد غذایی توسعه یافت که شامل تخمیر نیز می‌شد.

در فرآیند تخمیر، لاکتوز تجزیه می‌شود. بنابراین محصولاتی مانند پنیر و ماست که از تخمیر به دست می‌آیند، برای افرادی که به لاکتوز حساس هستند، هضم‌پذیری بهتری دارند. این موضوع توسط یافته‌های باستان‌شناسی که پیشنهاد می‌دهند تولید پنیر حدود 7,500 سال پیش در لهستان آغاز شد، تأیید می‌شود.

در نهایت، میکروبیوم روده انسان نیز برای نیاز به مصرف شیر تطبیق یافت. برخی افراد با حساسیت به لاکتوز می‌توانند مقادیر کمی از لبنیات را بدون علائم مصرف کنند به دلیل باکتری‌های موجود در کولون که می‌تواند لاکتوز را تجزیه کند.

این تغییر در میکروبیوم روده احتمالاً از مصرف محصولات شیری پشتیبانی کرده، حتی قبل از اینکه بقای لاکتاز شایع باشد.

تکامل بقای لاکتاز

یک مطالعه در سال 2020 در مجموعه زیست‌شناسی کنونی نشان داد که جهش ژنتیکی اصلی که باعث بقای لاکتاز در اروپایی‌ها می‌شود، rs4988235-A، ممکن است بین 2,000 تا 20,000 سال پیش پدیدار شده باشد. بروز و گسترش این صفت ژنتیکی بسیار سریع بوده. در حدود 3,000 سال پیش.

نوعی جهش ژنتیکی که باعث بقای لاکتاز در جمعیت‌های اروپایی شد، به سرعت افزایش یافت و به بیش از 90 درصد در برخی از جمعیت‌های مدرن اروپایی رسید.

این گسترش سریع نشان‌دهنده انتخاب مثبت قوی برای این ویژگی است.

نویسندگان مطالعه تخمین زده‌اند که مزیت داشتن ویژگی بقای لاکتاز در هر نسل حدود شش درصد افزایش یافته که برای ویژگی‌های ژنتیکی انسانی بسیار بالا است.

اگرچه اروپایی‌ها بیشترین میزان بقای لاکتاز را دارند، جمعیت‌های مختلف با جهش‌های ژنتیکی مختلف این ویژگی را دارند.

شایدگی لاکتاز بین 20 تا 80 درصد در آفریقای جنوب صحرا و خاورمیانه، 11 تا 32 درصد در آسیای مرکزی و کمتر از پنج درصد در بومیان آمریکایی، آسیایی‌های شرقی و اکثر جمعیت‌های چینی وجود دارد.

چندین عامل مختلف از جمله دست‌آموزی احشام، مصرف لبنیات و انتخاب ژنتیکی می‌تواند توضیح دهنده تفاوت‌های بقای لاکتاز باشد.

مثلاً جمعیت‌های چادرنشین در شرق آفریقا دارای نرخ‌های بالای بقای لاکتاز هستند اما از طریق جهش‌های ژنتیکی متفاوت با اروپایی‌ها به این ویژگی دست یافته‌اند.

جالب توجه است، علی‌رغم سابقه طولانی در کشاورزی، چین دارای نرخ‌های پایین بقای لاکتاز است به دلیل مصرف تاریخی پایین شیر در این منطقه. بنابراین چه چیزی باعث بقای لاکتاز شده است؟

دلیل بقای لاکتاز

انتخاب قوی برای بقای لاکتاز باعث شد محققان چندین نظریه را برای توضیح مزیت تطبیقی آن پیشنهاد کنند. یکی از نظریه‌های پیشرو مزایای غذایی است.

در مناطقی با منابع غذایی محدود، شیر منبع که تکنیکی برای دریافت کالری و مواد مغذی بوده، به فردی که بقای لاکتاز دارد برتری بقایی داده است.

کلسیم، که برای سلامت استخوان بسیار مهم است، در شیر به‌خصوص شیر گاو و بز فراوان است. در مناطق با نور خورشید کم، که سنتز ویتامین D محدود است، توانایی مصرف شیر ممکن است برای جذب کلسیم به خصوص مفید باشد.

علاوه بر مزایای غذایی، شیر ممکن است منبع مایعی پاک‌تر از آب بوده و خطر بیماری‌های منتقله از آب مانند وبا را کاهش داده باشد.

نظریه دیگری این است که مصرف شیر ممکن است به نفع میکروبیوم روده باشد و سلامت کلی و عملکرد سیستم ایمنی را بهبود بخشد.

روندهای مدرن در مصرف شیر

با افزایش مصرف شیرهای جایگزین مانند شیرهای گیاهی، تغییرات در الگوهای مصرف شیر در سال‌های اخیر مشاهده شده است. این روند به‌ویژه در کشورهای غربی دیده می‌شود که با وجود بقای لاکتاز ژنتیکی، بسیاری از افراد ترجیح می‌دهند محصولات لبنی حیوانی را کاهش دهند یا به کلی کنار بگذارند.

این روند افزایش مصرف شیرهای جایگزین مانند سویا، بادام و جو را نشان می‌دهد. این محصولات برای افراد حساس به لاکتوز و افرادی که به دلایل دیگر از لبنیات اجتناب می‌کنند مناسب هستند.

پیچیدگی تعامل بین ژنتیک، جنبه‌های فرهنگی و نیازهای بقایی در طول 10,000 سال گذشته شکل‌دهنده چگونگی تغییرات مصرف لبنیات در انسان‌ها بوده است.

دلایل بهداشت، نگرانی‌های رفاهی حیوانات و تأثیرات محیطی احتمالا به شکل‌دهی روندهای مصرف شیر ادامه خواهند داد. مطالعات نشان می‌دهند که صنعت لبنیات تأثیرات منفی بر آلودگی هوا و آب و انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد.

علاوه بر این، حیوانات لبنی اغلب بدرفتاری می‌شوند و تحت شرایط سختی برای افزایش تولید شیر پرورش می‌یابند.

مطالعه مصرف شیر انسان در طول سال‌ها ما را به بینش تعامل میان ژنتیک، فرهنگ، محیط و نیازهای بقایی هدایت می‌کند.