Wie ethnische tibetische Frauen in großen Höhen in dünnem Sauerstoff gedeihen

Das Einatmen dünner Luft in extremen Höhen stellt eine große Herausforderung dar – mit jeder Lunge gibt es einfach weniger Sauerstoff. Doch seit mehr als 10.000 Jahren haben tibetische Frauen, die auf dem tibetischen Hochplateau leben, in dieser Umgebung nicht nur überlebt, sondern auch gediehen.

Eine von Cynthia Beall, Distinguished University Professor Emerita an der Case Western Reserve University, geleitete Studie beantwortet einige dieser Fragen. Die Forschung, veröffentlicht im Tagebuch Tagungsband der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerikazeigt, wie die physiologischen Eigenschaften der tibetischen Frauen ihre Fortpflanzungsfähigkeit in einer so sauerstoffarmen Umgebung verbessern.

Die Ergebnisse, so Beall, unterstreichen nicht nur die bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit tibetischer Frauen, sondern liefern auch wertvolle Einblicke in die Art und Weise, wie sich Menschen an extreme Umgebungen anpassen können. Solche Forschungen liefern auch Hinweise auf die menschliche Entwicklung, wie wir auf zukünftige Umweltherausforderungen reagieren könnten und die Pathobiologie von Menschen mit Krankheiten, die mit Hypoxie in allen Höhenlagen einhergehen.

„Wenn wir verstehen, wie sich Populationen wie diese anpassen“, sagte Beall, „gibt es uns ein besseres Verständnis für die Prozesse der menschlichen Evolution.“

Beall und ihr Team untersuchten 417 tibetische Frauen im Alter von 46 bis 86 Jahren, die zwischen 12.000 und 14.000 Fuß über dem Meeresspiegel an einem Ort in Upper Mustang, Nepal, am südlichen Rand des tibetischen Plateaus leben.

Sie sammelten Daten zur Fortpflanzungsgeschichte der Frauen, physiologische Messungen, DNA-Proben und soziale Faktoren. Sie wollten verstehen, wie sich die Sauerstoffzufuhreigenschaften angesichts von Höhenhypoxie (niedriger Sauerstoffgehalt in der Luft und im Blut) auf die Anzahl der Lebendgeburten auswirken – ein Schlüsselmaß für die evolutionäre Fitness.

Anpassung an die dünne Luft

Sie fanden heraus, dass die Frauen, die die meisten Kinder bekamen, über einzigartige Blut- und Herzmerkmale verfügten, die ihrem Körper bei der Sauerstoffversorgung halfen.

Frauen, die über die meisten Lebendgeburten berichteten, wiesen Hämoglobinwerte, das Molekül, das Sauerstoff transportiert, nahe dem Durchschnitt der Probe auf, ihre Sauerstoffsättigung war jedoch höher, was eine effizientere Sauerstoffzufuhr zu den Zellen ermöglichte, ohne die Blutviskosität zu erhöhen; Je dicker das Blut, desto stärker ist die Belastung für das Herz.

„Dies ist ein Fall fortlaufender natürlicher Selektion“, sagte Beall, ebenfalls Sarah Idell Pyle-Professorin für Anthropologie an der Universität. „Tibetische Frauen haben sich so entwickelt, dass sie den Sauerstoffbedarf des Körpers ausgleichen, ohne das Herz zu überlasten.“

Ein Fenster in die menschliche Evolution

Bealls interdisziplinäres Forschungsteam, zu dem die langjährigen Mitarbeiter Brian Hoit und Kingman Strohl von der Case Western Reserve School of Medicine sowie andere US-amerikanische und internationale Forscher gehörten, führte 2019 Feldforschungen durch. Das Team arbeitete eng mit lokalen Gemeinden im nepalesischen Himalaya zusammen und stellte Einheimische ein Frauen als Forschungsassistenten und in Zusammenarbeit mit Gemeindevorstehern.

Ein genetisches Merkmal, das sie untersuchten, stammte wahrscheinlich von den Denisova-Menschen, die vor etwa 50.000 Jahren in Sibirien lebten; Ihre Nachkommen wanderten später auf das tibetische Plateau aus.

Bei dem Merkmal handelt es sich um eine Variante des EPAS1-Gens, die nur in Populationen des tibetischen Plateaus vorkommt und die Hämoglobinkonzentration reguliert. Andere Merkmale, wie eine erhöhte Durchblutung der Lunge und breitere Herzkammern, verbesserten die Sauerstoffversorgung weiter.

Diese Merkmale trugen zu einem größeren Fortpflanzungserfolg bei und gaben Aufschluss darüber, wie sich Menschen an lebenslange niedrige Sauerstoffwerte in der Luft und in ihrem Körper anpassen.