راز سازگاری انسان با محیط‌های متفاوت؛ از کوه‌نشینان هیمالیا تا غواصان فیلیپین

گونه‌ی ما، یعنی هومو ساپینس، از نظر پراکندگی جغرافیایی متنوع‌ترین گونه در میان نخستی‌هاست و تقریباً در همه‌ی قاره‌ها به‌جز قطب جنوب به‌طور دائمی زندگی می‌کند. این موفقیت به‌دلیل توانایی بی‌نظیر ما در ایجاد سازگاری‌هایی است که احتمال بقا و تولیدمثل را در محیط‌های مختلف افزایش می‌دهد.

سازگاری‌های بسیار محلی—مثل توانایی زندگی در ارتفاعات—زمانی به وجود می‌آیند که فشار محیطی مداومی وجود داشته باشد و نیاز به راه‌حل‌های زیستی جدید را ایجاد کند.

در کتاب جدید خود، پونتزر به علم پشت این سازگاری و تنوع انسانی می‌پردازد و توضیح می‌دهد چرا درک درست این موضوع اهمیت دارد. در این بخش از کتاب، او بررسی می‌کند که چگونه گلو و دستگاه تنفسی ما تغییر کرده تا امکان گفتار فراهم شود و چگونه جمعیت‌های مختلف در محیط‌هایی که تنفس در آن‌ها دشوار است، سازگار شده‌اند.

بهای تکامل: چرا خفگی در انسان رایج است؟

سامانه‌ی قلب و ریه در نگاه اول بسیار کامل و دقیق به نظر می‌رسد، اما تکامل همیشه با امکانات موجود کار می‌کند و ناگزیر از مصالحه است.

نمونه‌ای عجیب از این محدودیت را می‌توان در مرگ جیمی هندریکس دید. او پس از مصرف مقدار زیادی قرص خواب‌آور و الکل بیهوش شد و هنگام استفراغ دچار خفگی شد. در واقع، علت مرگ او نه خود مواد شیمیایی، بلکه خفگی بود.

انسان‌ها به‌طور خاص در برابر خفگی آسیب‌پذیرند و هر سال هزاران نفر به این دلیل جان خود را از دست می‌دهند. دلیل این مسئله به ساختار گلو مربوط می‌شود.

حنجره (جعبه‌ی صوتی) مسیر ورود هوا به ریه‌هاست. این ساختار در انسان پایین‌تر از حد معمول قرار دارد و همین موضوع باعث می‌شود غذا یا آب به‌راحتی وارد مسیر تنفس شود. در حالی که در دیگر حیوانات، حنجره بالاتر و دور از مسیر غذا قرار گرفته است.

اما چرا تکامل چنین موقعیت خطرناکی را برای حنجره انتخاب کرده است؟ پاسخ این است: برای امکان گفتار.

گفتار؛ مزیتی که هزینه دارد

صدای انسان زمانی تولید می‌شود که هوا از میان تارهای صوتی عبور کند. سپس با تغییر شکل دهان، زبان و لب‌ها، این صدا به حروف و کلمات تبدیل می‌شود.

پایین بودن حنجره این امکان را فراهم می‌کند. اگر حنجره مانند سایر حیوانات در بالا قرار داشت، انسان فقط می‌توانست صدا تولید کند، اما قادر به شکل‌دادن آن به زبان پیچیده نبود.

به همین دلیل است که حیواناتی مانند سگ یا شامپانزه نمی‌توانند کلمات انسانی را ادا کنند، هرچند می‌توانند ارتباط برقرار کنند. در واقع، انسان‌های اولیه آن‌قدر اجتماعی و همکار بودند که مزیت ارتباط بهتر از خطر خفگی مهم‌تر شد. خفگی بهایی است که ما برای توانایی سخن گفتن می‌پردازیم.

سازگاری با ارتفاع: اکسیژن کمتر، چالش بیشتر

وقتی انسان به ارتفاعات می‌رود، با مشکل کمبود اکسیژن روبه‌رو می‌شود. بدن برای جبران این وضعیت، گلبول‌های قرمز بیشتری تولید می‌کند.

کبد و کلیه‌ها هورمونی به نام EPO ترشح می‌کنند که مغز استخوان را تحریک می‌کند تا گلبول قرمز بیشتری بسازد. این کار ظرفیت حمل اکسیژن را افزایش می‌دهد، اما خون را غلیظ‌تر می‌کند و می‌تواند باعث بیماری ارتفاع شود؛ حالتی که با سردرد، تهوع و در موارد شدید، تجمع مایع در ریه و مغز همراه است.

مردم بومی رشته‌کوه آند در طول زندگی خود گلبول‌های قرمز بیشتری دارند و ریه‌ها و قفسه‌ی سینه‌ی بزرگ‌تری نیز دارند. با این حال، بسیاری از آن‌ها همچنان دچار بیماری ارتفاع می‌شوند و حدود ۱۵ درصد بزرگسالان به نوع مزمن آن مبتلا هستند.

در مقابل، ساکنان هیمالیا کمتر با این مشکل مواجه می‌شوند. آن‌ها دارای نوع خاصی از ژن EPAS1 هستند که باعث می‌شود سطح گلبول‌های قرمز پایین بماند. این ویژگی از بروز بیماری ارتفاع جلوگیری می‌کند، هرچند ظرفیت حمل اکسیژن را کاهش می‌دهد. اما بدن آن‌ها با تغییر در رگ‌ها و الگوی تنفس، این کمبود را جبران می‌کند.

رد پای انسان‌های باستانی در ژن‌های ما

این ویژگی جالب منشأ غیرمنتظره‌ای دارد. وقتی انسان‌ها در طول تاریخ از آفریقا به مناطق دیگر مهاجرت کردند، با گونه‌های انسانی دیگر مانند نئاندرتال روبه‌رو شدند و با آن‌ها آمیزش داشتند. نتیجه‌ی این ارتباط‌ها، انتقال ژن‌هایی میان گونه‌ها بود.

ژن EPAS1 در مردم هیمالیا احتمالاً از گروهی به نام دنیسووا به انسان‌ها منتقل شده است. این ژن ابتدا تأثیر خاصی نداشت، اما زمانی که انسان‌ها به ارتفاعات مهاجرت کردند، به یک مزیت مهم تبدیل شد و به‌تدریج در جمعیت گسترش یافت.

زندگی زیر آب: سازگاری شگفت‌انگیز دیگر

نمونه‌ی دیگری از سازگاری انسان در میان مردمی به نام «ساما» (یا باجائو) دیده می‌شود که در آب‌های اطراف فیلیپین، اندونزی و مالزی زندگی می‌کنند.

این مردم بیشتر عمر خود را در دریا می‌گذرانند و با شکار و جمع‌آوری غذا در اعماق آب زندگی می‌کنند. آن‌ها گاهی تا عمق بیش از ۶۰ متر فرو می‌روند و می‌توانند روزانه ۴ تا ۵ ساعت زیر آب بمانند.

یکی از سازوکارهای مهم در این زمینه، طحال است—اندامی که نقش ذخیره‌ی گلبول‌های قرمز را دارد. هنگام غواصی، طحال منقبض می‌شود و گلبول‌های قرمز بیشتری وارد جریان خون می‌کند تا اکسیژن‌رسانی افزایش یابد.

در مردم ساما، انتخاب طبیعی باعث شده نوعی ژن به نام PDE10A رایج شود که اندازه‌ی طحال را افزایش می‌دهد. افرادی که این ژن را دارند، طحالی تقریباً دو برابر بزرگ‌تر دارند و در نتیجه توانایی بیشتری برای ماندن زیر آب دارند.

جمع‌بندی

انسان‌ها توانسته‌اند با محیط‌های بسیار دشوار—از ارتفاعات کم‌اکسیژن گرفته تا اعماق دریا—سازگار شوند. این سازگاری‌ها اغلب با هزینه‌هایی همراه‌اند، اما در نهایت نشان می‌دهند که انعطاف‌پذیری زیستی انسان یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت او در سراسر زمین بوده است.