Genetik araştırmalar, hava kirliliğinin insanlığın kaderini belirleyebileceğini gösteriyor
Tercüme Bürosu, bilim ve teknoloji, ticaret, işyeri, yaşam ve diğer alanlara odaklanan, yeni yabancı teknolojileri, yeni fikirleri ve yeni eğilimleri tanıtmaya odaklanan 36Kr'ın altındaki bir çeviri ekibidir.
Editörün notu: Hava kirliliği sorunu, sadece modern toplumda görülen yeni bir sorun türü değildir. Aslında, milyonlarca yıl kadar erken bir tarihte, havadaki toksinler ortaya çıktı. Bu toksinler insanın genetik çeşitliliğini bile etkiler. Bu makale "New York Times" dan çevrilmiştir, orijinal başlığı Hava Kirliliği, Evrim ve Milyarlarca İnsanın Kaderi'dir.Yazar Carl Zimmer, makalesinde hava kirliliğinin bu kadar büyük zarara neden olmasının cevabını DNA'da bulabileceğine işaret etti. .
-
Önerilen okuma | Uyan, yapılacaklar listesini körü körüne kullanmayı bırak
Avustralya'nın güneyindeki Bargo kentinde orman yangınları. Fotoğraf Kredisi: Peter Parks / Agence France-Presse
Hava kirliliğinin yarattığı tehdidi kendi gözlerimizle gördüğümüzde dikkatimizi çekti. Örneğin, şimdi uzaydan görülebilen Avustralya orman yangını dumanı veya kışın Yeni Delhi gibi şehirleri saran zehirli duman.
Ayrıca kirli hava milyarlarca insanın hayatını etkilemeye devam edecek. Dış mekanda, otomobillerin yaydığı zehirli gazları ve kömür santralleri ile petrol rafinerilerinden yayılan zehirli maddeleri de soluyacağız. Ev içi ısıtma ve mutfak yangınları da fakir ülkelerdeki milyarlarca insanın havasını kirletiyor. Sigara içen 1 milyardan fazla insan (son yıllarda popüler olan e-sigaralar dahil) akciğerlerini çeşitli toksik maddelerle enfekte etmiştir.
Küresel olarak, dünya sakinlerinin yaklaşık% 92'si ince parçacıkların (PM2.5, insan dokuları için en tehlikeli ince parçacıklar) Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından belirlenen sağlıklı hava standartlarını aştığı yerlerde yaşıyor. Her yıl hava kirliliği ve sigara nedeniyle erken ölümlerin sayısı 20 milyonu aşıyor.
Havada yayılabilen toksinler bizi birçok yönden olumsuz etkileyebilir. Araştırmacılar, iyi bilinen akciğer kanseri ve kalp hastalıklarına ek olarak, diyabet ve Alzheimer hastalığı gibi hastalıklarla yeni bağlantılar da keşfettiler.
Bilim adamları hala hava kirliliğinin bu hastalıklara nasıl neden olduğunu araştırıyorlar. Ayrıca, bazı insanların bu hava kirliliği tehlikesine karşı görünen direncini keşfetmeye çalışıyorlar.
Şimdi bazı araştırmacılar, bu soruların yanıtlarının uzak evrimsel tarihte, ilk sigaranın milyonlarca yıl önce yakıldığı anda bulunabileceğine inanıyor.
Arizona Eyalet Üniversitesi'nde Biyolog Benjamin Trumble ve Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde biyolog olan Caleb Finch tarafından geçen yıl Aralık ayında yayınlandı. Quarterly Review of Biology, iki ayaklı maymunlar Afrika savanını dolaştıklarından beri atalarımızın havada bulunan çeşitli toksik maddelerden etkilendiğine işaret eden bir makale yayınladı.
Afrika ülkesi Kenya Amboseli Ulusal Parkı (Amboseli Ulusal Parkı) toz fırtınaları ile vuruldu. Resim kredisi: Steve Holroyd / Alamy
Ancak bilim adamları, atalarımızın evrimi sırasında bu kirleticilere karşı savunma geliştirdiklerine inanıyorlar. Günümüzde, bu uyarlanabilir yetenekler tütün yakma ve diğer havadan gelen tehditler tarafından üretilen zehirli gazları önleyebilse de, yalnızca belirli bir koruyucu rol oynayabilirler.
Ancak Trumbull ve Finch, atalarımızdan edindiğimiz "evrimsel miras" ın da bir yük olabileceğini düşünüyor. Bazı genetik adaptasyonlar hava kirliliği ile ilgili hastalıklara karşı savunmasızlığımızı artırabilir.
Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi'nde antropolog olan Molly Fox, "Bu, evrimsel tıbba gerçekten yenilikçi ve ilginç bir katkıdır" dedi. Fox bu yeni çalışmaya katılmadı.
Bu hikaye yaklaşık 7 milyon yıl önce başladı. O sırada Afrika daha kurak hale geliyordu. Mevcut Sahra Çölü, yavaş yavaş Kuzey Afrika'da ortaya çıkarken, doğu ve güney Afrika'da da geniş otlak alanları ortaya çıktı.
Şempanze ve gorillerin ataları hala ormanın azalan bölgesinde yaşıyor, ancak yeni ortama adapte oldular. Yavaş yavaş uzun mesafeli yürüyüş ve koşu için çok uygun olan uzun ve ince figürlere dönüştüler.
Trumbull ve Finch, ilk insanların başka bir meydan okumayla, hava meydan okumasıyla karşı karşıya olduğuna inanıyor. Ne yazık ki, bu zorluk temelde göz ardı edilmektedir.
Savana periyodik olarak Sahra Çölü'nden gelen yoğun toz fırtınalarına maruz kalır ve atalarımız silika bakımından zengin parçacıkları soluyarak akciğerlerini soluyabilir.
Finch, "Solunan toz parçacıkları biriktikten sonra, akciğerle ilgili daha fazla sorun görebiliriz." Dedi. Bugün bile, Yunanistan'dan araştırmacılar, Sahra rüzgarı ülkelerinde estiğinde, solunum rahatsızlığı nedeniyle hastaneyi sular altında bırakacak çok sayıda hasta olacağını keşfettiler.
Tropikal ormanların yoğun yaprakları, şempanzeler ve goriller için toz geçirmez bir "sığınak" görevi görür. Ancak ilk insanlar açık otlaklarda ileri geri dolaştılar, bu yüzden saklanacak hiçbir yer yoktu.
Toz tek tehlike değildir. Savana'da çok sayıda otçul tarafından boşaltılan dışkı ve polen, ilk insanların akciğerlerini de uyarabilir.
Trumbull ve Finch, bilim adamlarının bu yeni zorlukların "en uygun olanın hayatta kalması" yoluyla biyolojik evrim geçirip geçirmediğini düşünmeleri gerektiğinde ısrar ediyor. Örneğin, sigara dumanına dirençli kişilerin, orijinal atalarını mağara havai fişeklerinden koruyan genetik çeşitliliği miras almış olmaları mümkün müdür?
Bu soruların yanıtlarını anlamanın bir yolu, atalarımızın ormandan çıkmasından bu yana önemli ölçüde evrimleşmiş genleri incelemektir. Bunların arasında MARCO genini içerir.
MARCO geni, akciğer bağışıklık hücrelerinin moleküler belirteçlerinin oluşturulması için bir model sağlayabilir. Bu moleküler belirteçler sayesinde, bağışıklık hücreleri bakteri ve silika tozu dahil parçacıkları öldürebilir.
Dumandan etkilenen maskeli turistler Hindistan'daki Tac Mahal yakınlarında fotoğraf çektiriyor. Fotoğraf Kredisi: Pawan Sharma / Agence France-Presse
İnsanlar tarafından taşınan MARCO geni diğer maymunlardan açıkça farklıdır. Bu evrim en az 500.000 yıl önce gerçekleşti. (Yaklaşık 120.000 ila 30.000 yıl önce, Avrupa ve Batı Asya'da yaşayan Neandertaller de bu mutant geni taşıdılar.) Ek olarak, Trumbull ve Finch ayrıca toz parçacıklarıyla hava soluduklarına dair bir hipotez önerdiler. Ayrıca savanada yürüyen atalarımızın MARCO gen evrimini de etkiledi.
Daha sonra atalarımız elle ateş etmeyi öğrendi ve bu da havadan gelen tehdidi daha da yoğunlaştırdı. Yemek pişirmek, sıcak tutmak ve böcekleri püskürtmek için ateşe yakın olmaları gerektiğinden, dumanı soluma şansını arttırırlar. İlk insanlar konutlarını inşa etmeye başladıktan sonra, çevre akciğerlerine gittikçe daha fazla zarar verdi.
Finch, "İlk insanlar söz konusu olduğunda, çoğu dumanlı ortamlarda yaşadı." Dedi.
O ve Trumbull, dumanın ilk insanlar üzerinde yeni evrimsel baskı yarattığına inanıyorlardı. Örneğin, akciğerlerden kana giren toksinleri parçalamak için güçlü karaciğer enzimleri geliştirdiler.
Ek olarak, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden moleküler toksikolog Gary Perdew ve meslektaşları, duman nedeniyle gelişen başka bir gen keşfettiler: AHR geni.
AHR geni bağırsaklar, akciğerler ve derideki hücrelerde bir protein üretebilir. Toksinler proteinlere bağlanırsa, hücreler bu toksinleri parçalayabilen enzimler salgılayabilir.
Bazı memeliler, AHR geni yoluyla gıdalardaki toksinleri de ortadan kaldırabilir. Ayrıca bu protein, odun dumanındaki bazı bileşiklerle mücadelede de belirli bir etkiye sahiptir.
Diğer türlerle karşılaştırıldığında, ilk insanlarda AHR geni, toksinleri parçalamada önemli ölçüde daha zayıftı. Bunun nedeni, AHR geni tarafından üretilen proteinin en ideal koruyucu etkiye sahip olmaması ve kalan hücre kalıntılarının da doku hasarına neden olabilmesidir.
Yapay olarak ateş yakmayı öğrenmeden önce, atalarımızın AHR genini sık sık kullanmaları gerekmiyordu. Teorik olarak vücut, proteinin neden olduğu sınırlı hasara dayanabilir.
Bununla birlikte, düzenli olarak odun dumanını solumaya başladıkça ve aynı zamanda AHR geni tarafından üretilen proteine ihtiyaç duymaya devam ettikçe, bu gen halihazırda sağlıkları için bir risk oluşturabilir.
Purd, ilk insanların nispeten zayıf AHR genini geliştirmelerinin nedeninin "etkili bir çözüm" bulmak olduğuna inanıyor. Bu tür bir çözüm, çok fazla yan etkiye neden olmadan havadaki kirliliği ortadan kaldırabilir. Eşyaların neden olduğu hasar minimum düzeyde kontrol edilir.
Elbette, bu evrimler hiçbir şekilde optimal değildir. Aslında bugün bile milyonlarca insan hala iç mekan hava kirliliğinden ölüyor. Ek olarak, evrimin amacı daha ideal bir sağlık durumu için değildir.
"Evrimsel bir bakış açısından, en önemli şey insan üremesidir." Dedi Perd, "Ya 40'lı yaşlarda ölürseniz? Bunu söylemek biraz soğuk ve kalpsiz görünüyor. , Ama gerçek bu. "
1940 yılında, İngiltere, Londra'daki Battersea Elektrik Santrali (Battersea Elektrik Santrali) dumanla örtüldü. Görüntü kaynağı: Daily Mirror / Mirrorpix
Çevre artık eskisi gibi değil
İki yüzyıl önce, milyonlarca yıllık kusurlu bir evrim süreciyle, insan türü Sanayi Devrimi çağını başlattı.
Daha temiz içme suyu, iyileştirilmiş ilaçlar ve diğer yenilikler, bulaşıcı hastalıklardan kaynaklanan ölümleri büyük ölçüde azaltmıştır. İnsanların ortalama yaşam süresi önemli ölçüde arttı, ancak aynı zamanda havadaki toksinlere daha fazla maruz kalıyoruz.
"Geçen 5 milyon yılı tam bir yıla sıkıştırırsak, o zaman sanayi devrimi döneminin başlangıcı en az 31 Aralık günü saat 23: 40'ta başlayacak." Dedi Trumbull, "Şu an içinde bulunduğumuz çağ. , Bu, insanın hayatta kalma ve evrim tarihinde çok ince bir nokta, ancak çevremizdeki tüm ortamların normal olduğunu düşünüyoruz. "
Kömür, sanayi devriminin gelişmesi için ana itici gücü sağladı, ancak insanlar aynı zamanda kömürün yanmasından sonra zararlı gazları solumaya da başladılar. Bundan sonra otomobiller her yere yayılmaya başladı ve her yerde elektrik santralleri ve petrol rafinerileri de çiçek açtı. Tütün şirketlerinin ürettiği sigaralar da endüstriyel ölçeğe ulaştı. Bugün, her yıl 6,5 trilyondan fazla sigara satıyorlar.
Yüz binlerce yıllık toksin savunmasının ardından insan vücudu çeşitli toksinlere yanıt verecektir. Bunlar arasında en yaygın olanı iltihaptır. Bununla birlikte, birçok insan, kısa süreli iltihaplanma olaylarına kıyasla sıklıkla çeşitli iltihaplar yaşar.
Günümüzde birçok çalışma, kronik inflamasyonun havadaki toksinler ile hastalıklar arasında önemli bir bağlantı olduğunu gösterebileceğini bulmuştur. Örneğin beyindeki kronik iltihaplanma, kusurlu proteinleri temizleme becerimizi etkileyebilir. Bu proteinler biriktikçe demansa neden olabilirler.
Patojenler, çeşitli kirletici partiküller üzerinde parazitik olabilir. Burun boşluğumuza girdiklerinde sinir uçlarına da dokunabilirler ve bu da daha fazla iltihaplanmaya neden olabilir.
"Beyne giden doğrudan bir yol sağlıyorlar." Fox, "Sanırım bu yüzden korkutucu geliyor" dedi.
İlk insanların yapay ateş yakmayı öğrendikten sonra yaşadığı duman çağında meydana gelen genetik çeşitlilik, bugün için hala yararlı olabilir. Trumbull ve Finch, bu genetik varyasyonların bazı insanların ömrünü de uzatabileceğine inanıyor.
Bununla birlikte, araştırmacılar, tamamen zıt bir olasılığı doğrulayan başka bir gen üzerinde çalıştılar: Hava kirliliğinin giderek daha görünür hale geldiği bir çağda, bir zamanlar insan vücudu için yararlı olan mutasyon, insan vücudu üzerinde zararlı bir etkiye sahip olmaya başladı.
Bilim adamları ilk olarak Alzheimer hastalığı riskini büyük ölçüde artırdığı için ApoE4 adlı bu varyantı ortaya çıkardılar. Son zamanlarda araştırmacılar, ApoE4 mutasyonlarının da kirli havaya maruz kalma nedeniyle bunama riskini artırabileceğini keşfettiler.
Ancak bu araştırma bulguları yalnızca sanayileşmiş ülkeler için geçerlidir. Araştırmacılar, Gana Cumhuriyeti'ndeki yoksul köylerdeki çiftçiler veya Bolivya'daki yerli orman sakinleri gibi diğer sosyal gruplara gözlerini diktiklerinde, ApoE4 mutasyonunun farklı etkileri oldu.
Bu sosyal gruplarda, özellikle çocuklar arasında bulaşıcı hastalıklar hala ana ölüm nedenidir. Araştırmacılar, bu gruplarda, ApoE4 mutasyonlarının, grup sakinlerinin yetişkinliğe kadar yaşama ve kadın sakinlerin başarıyla hamile kalma olasılığını artırabileceğini bulmuşlardır.
Yüzbinlerce yıldır, ApoE4 geni hayatta kalma oranlarını artırabildiğinden, "En Uygun Olanın Hayatta Kalma Yasası" da bu geni daha güçlü ve daha faydalı hale getirebilir. Ancak, yukarıda bahsedilen diğer genler de dahil olmak üzere bu gen, günümüz modern toplumunda hava kirliliği gözünde başka zararlı yan etkilere sahip olabilir. Sadece henüz bilmiyoruz.
Çevirmen: Shunichi
