Marathonlopers en andere duursporters ruimen in aanloop naar belangrijke wedstrijden tijd in voor een hoogtestage, zodat ze op het moment suprême beter kunnen presteren. Het is afzien voor laaglanders boven de 3000 meter hoogte. Maar wat als je als volk generatieslang in zeer ijle luchten vertoeft?
Ademhalen op extreme hoogten, dat is geen peulenschil. Met elke teug lucht krijg je simpelweg veel minder zuurstof binnen, maar toch woont het Tibetaanse volk al meer dan 10.000 jaar op het hooggelegen Tibetaanse Plateau. Het lukt ze niet alleen om te overleven, ze weten zelfs te floreren in deze zuurstofarme omgeving. Een nieuw onderzoek, onder leiding van Cynthia Beall van Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, ontrafelt het verband tussen zuurstoftransport in het lichaam en voortplantingssucces bij vrouwen op het Tibetaanse Hoogland in Nepal. Hun bijzondere fysiologische eigenschappen stellen hen in staat om zich succesvol voort te planten in een omgeving waar gewone stervelingen de grootste moeite hebben met de kleinste inspanningen.
Veerkracht
Beall legt uit dat de studie de veerkracht van deze vrouwen laat zien. Het biedt nieuwe inzichten in hoe mensen zich kunnen aanpassen aan extreme omstandigheden. Dit soort evolutionair onderzoek vormt volgens haar bovendien een leidraad voor de mensheid om zich voor te bereiden op toekomstige klimaatproblemen en helpt bij het begrijpen van ziekten die samenhangen met een tekort aan zuurstof (hypoxie). “We krijgen een beter beeld van de processen die de menselijke evolutie sturen door te begrijpen hoe populaties zoals deze zich aanpassen aan moeilijke omstandigheden”, aldus de hoofdonderzoeker.
Het onderzoeksteam volgde 417 Tibetaanse vrouwen in de leeftijd van 46 tot 86 jaar, die leven op een hoogte van 3700 tot 4300 meter in de regio Upper Mustang, Nepal, aan de zuidrand van het Tibetaanse Plateau. De wetenschappers verzamelden gegevens over de voortplantingsgeschiedenis van de vrouwen, deden allerlei fysiologische metingen, namen DNA-monsters af, en keken naar allerhande sociale factoren. Hun doel was om meer te weten te komen over het verband tussen de factoren die het zuurstoftransport verbeteren en de vruchtbaarheid van de vrouwen. Het aantal levend geboren kinderen wordt namelijk gezien als een van de belangrijkste maatstaven voor evolutionaire fitheid.
Aanpassen
De onderzoekers ontdekten dat de vrouwen met de meeste kinderen een unieke combinatie van bloed- en hartkenmerken hadden, die hun lichaam hielp om efficiënter zuurstof te leveren. Vrouwen met de meeste kinderen hadden hemoglobinewaarden die dichtbij het gemiddelde lagen. Hemoglobine is de stof die zuurstof en koolstofdioxide door je lichaam vervoert. Maar de vruchtbaarste vrouwen bleken een hogere zuurstofverzadiging, oftewel meer opgeloste zuurstof per liter bloed te hebben. Dit zorgt ervoor dat zuurstof effectiever wordt afgeleverd bij de cellen zonder dat het bloed stroperiger wordt. Hoe dikker het bloed, hoe harder het hart moet werken. Een goede balans hiertussen is cruciaal. “Dit is een voorbeeld van voortdurende natuurlijke selectie”, legt Beall uit. “Tibetaanse vrouwen zijn geëvolueerd op een manier die de zuurstofbehoeften van het lichaam in evenwicht houdt zonder het hart te overbelasten.”
Een inkijkje in de menselijke evolutie
Het multidisciplinaire onderzoeksteam van Beall voerde het veldwerk al in 2019 uit. Ze werkten nauw samen met lokale gemeenschappen in de Nepalese Himalaya, huurden lokale vrouwen in als onderzoeksassistenten en overlegden met lokale leiders. Een genetische eigenschap die de groep bestudeerde, stamt waarschijnlijk af van de Denisovan – een uitgestorven mensachtige die zo’n 50.000 jaar geleden in Siberië leefde. Hun nakomelingen migreerden later naar het Tibetaanse Plateau. En een variant van het EPAS1-gen, uniek voor de inheemse bevolking van het Tibetaanse Plateau, blijkt de hemoglobineconcentratie te reguleren. Andere eigenschappen, zoals een verbeterde bloedstroom naar de longen en bredere hartventrikels, hebben ook bijgedragen aan een beter zuurstoftransport. Dit alles verhoogde het voortplantingssucces van de Tibetaanse vrouwen, concluderen de wetenschappers. Met behulp van deze eigenschappen hebben zij zich aangepast aan een leven op grote hoogte in de ijle lucht, met een laag zuurstofgehalte in de omgevingslucht én in hun lichaam.