Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

Важность витамина D для человеческого организма открылась ученым в начале XX века, когда исследователи пытались выявить причины и найти лечение болезни, вызывавшей повреждение костей у детей, – рахита. Несомненно, индустриализация Европы была важнейшим шагом вперед с точки зрения технологий и изменила жизнь многих людей к лучшему, однако она также стоила многим жизни. Перенаселенные города, работа на фабриках, затянутое смогом небо – все это оставило неизгладимый след на здоровье детей промышленной революции. У них был нарушен рост и мягкие молодые кости часто деформировались. Рахит вызывал серьезные опасения, однако причины его возникновения оставались неизвестными до 1918 года, когда британский врач Мелланби выяснил опытным путем, что у собак заболевание появляется, если их держать в помещении и кормить кашей, при этом заболевание можно было вылечить, давая животным рыбий жир. В следующем году немецкий исследователь Гульдчинский обнаружил, что облучение страдающих рахитом детей ультрафиолетом позволяло избавиться от заболевания. Появились и другие исследования, подтверждающие, что рахит можно предотвратить при употреблении различных продуктов – растительного масла, яиц, молока, – облученных ультрафиолетом. Сами того не подозревая, ученые превращали холестерин и растительные стеролы в провитамин D. Когда наконец была открыта химическая природа данного вещества, химики смогли начать синтез витамина D: тогда и появилось лекарство от рахита. Его создатель, немецкий химик А. Виндаус, в 1928 году получил Нобелевскую премию за свое открытие.

Тем не менее по-прежнему оставалось неясным, каким образом витамин D оказывает такое волшебное влияние на кости. В течение последующих десятилетий XX века все исследования в основном были направлены на изучение процесса циркуляции данного витамина в организме человека. Оказалось, что витамин D действует как гормон: сразу после активации в почках он с кровотоком попадает в кишечник и передает сигнал: «Нужен кальций!» Но витамин D также выполняет множество других функций; к 1980-м годам было установлено, что помимо влияния на метаболизм кальция и процесс формирования костей он также играет важную роль в иммунной системе. Недостаток витамина D повышает риск развития аутоиммунных заболеваний (когда армии вашей иммунной системы открывают огонь по «своим» или даже поднимают бунт), включая диабет, заболевания сердца и некоторые виды рака. Для нормального функционирования организму требуется совсем незначительная доза витамина D, примерно 30 нанограммов на миллилитр крови. Хотя некоторое количество витамина D человек получает с пищей, около 90 % всего витамина D вырабатывается в коже при попадании на нее солнечных лучей.

Несомненно, солнечный свет, в частности входящие в его состав ультрафиолетовые лучи, потенциально опасны для здоровья. В коже человека содержится несколько компонентов, действующих как естественная защита от солнца, один из них – пигмент меланин. Если вы проводите на солнце больше времени, чем обычно, в вашей коже вырабатывается больше меланина – так появляется загар. Причем такой механизм действует не только у людей со светлой кожей, более смуглые тоже загорают. Первые современные люди, переселившиеся в Евразию, скорее всего, имели темный тон кожи, отлично подходивший для их родной среды обитания. В солнечном климате большое количество меланина в коже помогает избежать солнечных ожогов, поэтому логично, что естественный отбор действовал в пользу более темного цвета кожи в экваториальных широтах. В то же время в тропиках через этот барьер проникает достаточное количество ультрафиолетового излучения, чтобы в коже происходил фотохимический синтез витамина D. Однако в менее солнечном климате темный тон кожи будет слишком эффективно препятствовать поглощению ультрафиолета, так что организм не сможет производить витамин в необходимом объеме. Дефицит витамина D приводит к серьезным последствиям, от неправильного функционирования иммунной системы до рахита, поэтому будет действовать естественный отбор: в северных широтах люди с более светлым тоном кожи получают важное преимущество для выживания и воспроизведения себе подобных, а значит, более велика вероятность, что они передадут свои гены потомству. Таким образом, любая случайная мутация, влияющая на производство меланина и обеспечивающая более светлый тон кожи, должна распространяться в популяции. По всей видимости, именно это и происходило. Чем дальше на север – тем бледнее цвет кожи у местных жителей. Как обитатели севера Европы, так и их соседи с севера Азии прошли через этот процесс адаптации к меньшему количеству солнечного света – однако за счет разных мутаций. Классический случай конвергентной эволюции: один и тот же результат достигается разными способами.