На протяжении более чем миллиона лет контроль над огнем обеспечивал успех человечества: от приготовления пищи до развития промышленности. Но это сделало нас единственным видом на планете, который регулярно получает термические травмы и выживает после них. В то время как животные инстинктивно избегают пламени, человек живет бок о бок с ним, из-за чего почти каждый в течение жизни сталкивается с легкими или средними ожогами. Исследователи полагают, что такая уникальная подверженность травмам стала мощным фактором естественного отбора. Работа опубликована в журнале BioEssays.
Воздействие ожоговых травм сыграло важную роль в эволюции человека
Ученые из Имперского колледжа Лондона совместно с коллегами из Университета Королевы Марии установили, что регулярное использование огня на протяжении миллиона лет оставило след в ДНК человека. Исследование показало, что наша способность заживлять ожоги и бороться с инфекциями развилась в ответ на постоянный риск травм от высоких температур.
Человек у костра. Public Domain
Что такое «генно-культурная коэволюция. Это те редкие случаи, когда не природная среда, а культурное достижение — использование огня — изменило биологию вида. У других животных ожоги остаются случайным и почти всегда смертельным событием, поэтому у них не сформировались специфические механизмы защиты, которые сегодня позволяют человеку переносить серьезные термические нагрузки.
Хронология адаптации гомининов и технологий, связанных с использованием огня. Рисунок представлен в виде логарифмической шкалы времени от 2 млн лет назад до настоящего времени. Логарифмическая шкала отражает ускорение темпов инноваций, связанных с огнем, причем в последние тысячелетия произошло больше изменений, чем за предыдущие миллионы лет.
Эволюция «поощряла» тех предков человека, чьи организмы быстрее запускали воспалительные процессы и эффективнее закрывали раневую поверхность, чтобы предотвратить попадание бактерий. Анализ сравнительных геномных данных приматов подтвердил наличие у людей ускоренных изменений в генах, отвечающих за иммунный ответ и регенерацию тканей. Эти адаптации помогали выживать в мире без антибиотиков, где даже небольшой ожог мог стать фатальным из-за инфекции.
Генетическая плата за выживание
Механизмы, которые спасали наших предков при умеренных травмах, в современных условиях могут играть против нас. Когда речь идет о тяжелых поражениях большой площади, чрезмерно бурная реакция организма, выработанная веками, оборачивается системным воспалением, образованием рубцов и отказом органов.
Поперечная анатомия и клинические проявления прогрессирующих глубин ожогов. Верхнее изображение иллюстрирует нормальную анатомию кожи, показывая эпидермис, дерму (содержащую волосяные фолликулы, потовые железы, нервные окончания и кровеносные сосуды), подкожный жир и лежащие ниже мышцы/фасции. Нижняя панель, слева направо: поверхностные ожоги (только эпидермис), поверхностные ожоги частичной толщины (верхняя дерма), глубокие ожоги частичной толщины (более глубокая дерма) и ожоги полной толщины (полное разрушение дермы).
Доктор Джошуа Каддихи, ведущий автор работы, отмечает: «Наше исследование предполагает, что естественный отбор отдавал предпочтение чертам, которые повышали выживаемость после небольших, но частых ожоговых травм. Но те же самые адаптации могли повлечь за собой эволюционные компромиссы, помогая объяснить, почему люди остаются особенно уязвимыми к осложнениям при тяжелых ожогах».
Это открытие меняет взгляд на медицину катастроф и объясняет, почему результаты лечения ожогов у лабораторных животных часто невозможно перенести на людей. Уникальный путь человека, сопряженный с культурным освоением огня, создал специфический биологический отклик, который не встречается у других млекопитающих. Понимание этих генетических особенностей позволит врачам разрабатывать персонализированные методы терапии, учитывая индивидуальные реакции пациентов на повреждения тканей и предрасположенность к образованию шрамов.