Nie zdajemy sobie sprawy, jak nawet najmniejsze interakcje mogą mieć ogromny wpływ na nasze życie. Teoria chaosu nazywa to efektem motyla (angielski butterfly effect), w którym nawet minimalne działanie może mieć ogromne skutki. W oryginalnej anegdocie ruch skrzydeł motyla może doprowadzić do burzy piaskowej. Chociaż teoria została sformułowana w 1969 przez Edwarda Nortona Lorenza, by wyjaśnić zjawiska meteorologiczne, dziś jest używana również w innych kontekstach.
Podobny efekt mógł wywołać, około 5–8 milionów lat temu, kontakt ostatniego wspólnego przodka (angielski last common ancestor) człowieka i szympansa z kleszczem, któremu możemy dziś zawdzięczać brak owłosienia na naszym ciele.
Zmiany, zmiany, zmiany
Około 5–8 milionów lat temu klimat we wschodniej Afryce ulega zmianie. Dochodzi do fragmentacji lasów, zamieszkiwanych przez homininy. W efekcie zwiększają się obrzeża leśne, które wyróżnia zachodzący tam efekt brzegowy (angielski edge effects). Związany on jest z przenikaniem się środowiska leśnego z zewnętrznym i powoduje zmiany, na przykład temperatury, wilgotności i natężenia światła. Wzrost natężenia światła prowadzi do gęstnienia ulistnienia, a to chroni kleszcze przed słońcem oraz zapewnia odpowiednią wilgotność i bogactwo pożywienia w postaci chroniących się w zaroślach zwierząt. Kleszcze kojarzą nam się głównie z klimatem umiarkowanym, ale występują na całym świecie. Obecnie znamy 705 gatunków tych pasożytów, z czego 206 (29,2%) występuje w Afryce.
Życie kleszcza
Najpopularniejszy gatunek kleszcza to Ixodes ricinus, czyli kleszcz pospolity, który jest pasożytem trójżywicielowym, to znaczy, że każde stadium rozwojowe – a jest ich trzy (larwa, nimfa i postać dorosła) – karmi się innym żywicielem. Cykl rozwoju kleszcza trwa od półtora do czterech lat. Najedzona krwią postać linieje i przechodzi w następne stadium. Ostatnia, dorosła forma wytwarza jaja. Podczas pożywiania kleszcze pobierają patogeny obecne w krwi zakażonych zwierząt i mogą je przekazywać na następne stadia rozwojowe oraz na kolejne generacje kleszczy. Do zarażenia człowieka wystarczy zazwyczaj 20–48 godzin, choć wcześniejsze usunięcie kleszcza nie oznacza, że udało się uniknąć zarażenia. Kleszcze przenoszą między innymi wirus kleszczowego zapalenia mózgu, krętki Borrelia burgdorferi, wywołujące boreliozę, i prątki Francisella tularensis, powodujące tularemię. Najskuteczniejszym sposobem przeciwdziałania zarażeniu jest szybka lokalizacja i usunięcie pasożyta. Człowieka atakują wszystkie stadia rozwojowe.
© A. Grzegorska, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
Naga małpa vs owłosiona małpa. Dwie strategie rozwiązania problemu kleszczy
Istnieje wiele hipotez wyjaśniających, dlaczego ludzie nie mają gęstego owłosienia na całym ciele, co jest nietypową cechą wśród ssaków. Niektórzy badacze uważają, że wiąże się to z poceniem się, a więc lepszym rozproszeniem ciepła, z przystosowaniem do środowiska wodnego lub ze sposobem walki z pasożytami takimi jak wszy lub kleszcze (angielski ectoparasite hypothesis). Dziś skupimy się tylko na kleszczach.
Ciągła walka z kleszczami mogła spowodować powstanie dwóch strategii obrony przeciwko tym pasożytom. Jedna linia ewolucyjna (linia szympansia) faworyzowała pielęgnację społeczną między osobnikami tego samego gatunku (allogrooming) – czyli zachowanie polegające na oczyszczaniu włosów innego członka stada z nieproszonych gości, w tym wypadku kleszczy. Nie wiemy, czy celem pielęgnacji społecznej jest przede wszystkim higiena, ale istniejące dotąd badania potwierdzają związek między tym zachowaniem a występowaniem kleszczy. U pawianów osobniki, które otrzymają najwięcej uwagi (dzieci, samice i samce znajdujące się na najwyższym szczeblu drabiny społecznej), mają na sobie najmniej kleszczy. Natomiast samotne osobniki mają ich najwięcej. Ponieważ zachowanie to jest powtarzane każdego dnia, niweluje ono szanse zarażenia przez kleszcza (ze względu na czas transmisji).
Druga grupa (linia ludzka) faworyzowała mniej owłosionych członków stada. Rzadsze włosy pozwalały na szybsze zlokalizowanie zagrożenia, którym były kleszcze (nienajedzone kleszcze mają zazwyczaj między 2 a 7 mm długości). Ta strategia mogła w konsekwencji doprowadzić do jeszcze większych zmian i zapoczątkować efekt domina.
Efekt domina – jak brak owłosienia wpłynął na naszą skórę i wyprostował nasze ciało
Owłosienie zapewnia zwierzętom kamuflaż, chroni przed zimnem oraz przed słońcem. Jednak gdy wśród drugiej grupy ewolucyjnej zaczęły być faworyzowane osobniki o mniejszym owłosieniu, co spowodowało odsłonięcie skóry, konieczne było powstanie mechanizmów chroniących przed słońcem. Oparzenia słoneczne powodują uszkodzenia skóry, które mogą powodować raka skóry i w konsekwencji prowadzić do śmierci. Dlatego też doszło do zmiany pigmentacji: ciemniejszy kolor skóry stanowi lepszą ochronę przed promieniowaniem ultrafioletowym.
©illinigardner, na licencji CC BY 2.0
Nie były to jedyne zmiany, którym początek mógł dać kontakt naszych przodków z kleszczami. Ludzkie dzieci zaraz po urodzeniu są bezbronne i potrzebują stałego nadzoru. Małpiątka są natomiast w stanie samodzielnie trzymać się matki: wczepiają się w jej włosy, co pozwala samicy na wspinanie się po drzewach. Brak owłosienia oznaczał, że dzieci nie mogły już tego robić. Samice musiały trzymać swoje potomstwo, a to przeszkadzało im we wspinaniu się na drzewa i prowadziło do dłuższego przebywania na ziemi. Co więcej, trzymanie dziecka sprawiało, że nie mogły one swobodnie opierać się o ziemię i przemieszczać na kłykciach, a więc wymusiło wyprostowaną postawę ciała.
© A. Grzegorska, na licencji CC BY-NC-SA 4.0
Historia to tylko przypuszczenie lub hipoteza, dopóki nie możemy jej zweryfikować
Opowieść dotycząca interakcji między ludźmi a kleszczami jest ciekawa, ale czy istnieje sposób by ją zweryfikować? Jako naukowcy mamy metody, by znaleźć odpowiedź na to pytanie, między innymi poprzez datowanie zmian, które zaszły w naszym i szympansim DNA. Jeśli hipoteza dotycząca kleszczy jest prawdziwa, zmiany musiały zacząć się w chwili, gdy ostatni wspólny przodek był najbardziej narażony na kontakt z kleszczami, czyli w okresie fragmentacji lasów, co nastąpiło między 5 a 8 milionów lat temu. Teraz wystarczy zlokalizować geny odpowiedzialne za utratę owłosienia na przykład gen HR (angielski hairless gene, czyli gen bezwłosy), który odpowiada za niektóre typy wrodzonej utraty włosów. Ponieważ konsekwencją utraty włosów powinno być zwiększenie pigmentacji skóry, mutacje w obrębie genu HR musiały nastąpić przed nimi. Na podstawie obecności receptora melanokortyny 1 (w skrócie MC1R), który odpowiada za regulacje pigmentacji skóry, możemy szacować, że pigmentacja naszej skóry uległa zmianie około 1,2 miliona lat temu.
I co teraz?
Istnieje wiele hipotez dotyczących tego, kiedy i w jakich okolicznościach nasi przodkowie stracili owłosienie. Jedna z nich zakłada, że był to sposób przystosowania do pasożytów takich jak kleszcze. Obecnie nie potrafimy potwierdzić tej hipotezy, ale wyniki dotychczasowych badań DNA pozwalają nam stworzyć wstępną oś czasu utraty owłosienia przez naszych przodków, która będzie uzupełniana dzięki kolejnym badaniom.
Artykuł ten można bezpłatnie przedrukować, ze zdjęciami, z podaniem źródła
Bibliografia
Autor: Aleksandra Grzegorska
Redakcja: A.B.
Korekta językowa: A.J.
Okładka: Ilustracja wygenerowana w Midjourney oraz z wykorzystaniem PS Generative Fill, edycja Archeowiesci
Promt: Wygeneruj obraz samca naczelnego noszącego piankę do golenia na twarzy i golącego brodę maszynką przed lustrem.