Johtajat Anna Di Rienzo, PhD, ja John Lindo, PhD, JD, Chicagon yliopistosta; Mark Aldenderfer, PhD, Kalifornian yliopistosta, Mercedistä; ja Ricardo Verdugo Chilen yliopistosta, tutkijat käyttivät äskettäin saatavilla olleita DNA-näytteitä seitsemästä kokonaisesta genomista tutkiakseen, miten muinaiset Andien asukkaat – mukaan lukien ryhmät, jotka kerääntyivät Perussa ja Boliviassa sijaitsevan Titicaca-järven ympärille 12 000 jalan korkeudelle merenpinnasta – sopeutuivat ympäristöönsä vuosisatojen kuluessa.

Science Advances -lehdessä he vertasivat seitsemää historiallista genomiaan 64 nykypäivän genomiin, jotka olivat peräisin nykyiseltä Andien vuoristoväestöltä, Bolivian agropastoraaliselta Aymara-väestöltä ja Chilen rannikolla asuvalta alankomaalaiselta metsästäjä-keräilijä-ihmiseltä Huilliche-Pehuenchelta.

Tavoitteina oli (1) ajoittaa Andien ylängöille suuntautuneen alkuperäisen siirtolaisuuden alkamisajankohta, (2) tunnistaa geneettiset sopeutumiset korkealla sijaitsevaan ympäristöön, joka mahdollisti tuon asuttamisen, (3) arvioida 1530-luvulla alkaneen eurooppalaisen kosketuksen vaikutusta, joka aiheutti monien alankoalueiden yhteisöjen lähes tuhoutumisen Etelä-Amerikassa.

”Meillä on hyvin muinaisia näytteitä Andien ylängöiltä”, Di Rienzo sanoi. ”Näillä varhaisilla uudisasukkailla on läheisin sukulaisuus niiden ihmisten kanssa, jotka nyt asuvat tuolla alueella. Tämä on karu, kylmä, resurssiköyhä ympäristö, jossa on alhainen happipitoisuus, mutta ihmiset siellä sopeutuivat tuohon elinympäristöön ja agraariseen elämäntapaan.”

Tutkimus ”The Genetic prehistory of the Andean highlands 7,000 years BP through European contact” paljasti useita odottamattomia piirteitä.

Tutkijat havaitsivat, että Andien ylängön asukkaat kokivat paljon odotettua pienempää väestön vähenemistä sen jälkeen, kun he olivat joutuneet kosketuksiin eurooppalaisten tutkimusmatkailijoiden kanssa, jotka saapuivat Etelä-Amerikkaan ensimmäisen kerran 1530-luvulla. Alangoilla väestörakenteen mallintamisen ja historiallisten tietojen perusteella voidaan päätellä, että jopa 90 prosenttia asukkaista saattoi hävitä eurooppalaisten saapumisen jälkeen. Mutta Andien yläosissa asuvien ihmisten väestö väheni vain 27 prosenttia.

Vaikka vuoristoalueiden asukkaat elivät yli 1 000 metrin korkeudessa, mikä tarkoitti vähentynyttä happea, usein vallitsevia hyytäviä lämpötiloja ja voimakasta ultraviolettisäteilyä, heille ei kehittynyt samanlaisia reaktioita hypoksiaan kuin muiden korkeiden paikkojen, kuten Tiibetin, alkuperäisväestölle.

Andealaiset ovat saattaneet sopeutua korkeiden paikkojen hypoksiaan ”eri tavalla, sydän- ja verisuonijärjestelmän modifikaatioiden välityksellä”, ehdottavat tutkijat. He löysivät todisteita muutoksista geenissä nimeltä DST, joka liittyy sydänlihaksen muodostumiseen. Andien vuoristoalueiden asukkailla on yleensä suurentunut oikea kammio. Tämä on saattanut parantaa hapenottoa, mikä on tehostanut verenkiertoa keuhkoihin.

Mutta voimakkain sopeutumissignaali, jonka tutkijat löysivät, oli geenissä nimeltä MGAM (maltase-glucoamylase), joka on suolistoentsyymi. Sillä on tärkeä rooli tärkkelyspitoisten ruokien, kuten perunoiden – Andeilla kotoisin olevan ruoan – sulattamisessa. Tuoreen tutkimuksen mukaan peruna on saatettu kesyttää alueella ainakin 5 000 vuotta sitten. MGAM-geenin positiivinen valinta, kirjoittajat toteavat, ”voi olla sopeutumisreaktio suurempaan riippuvuuteen tärkkelyspitoisiin kotieläimiin.”

Tämän muunnoksen varhainen esiintyminen Andien kansoilla viittaa ”merkittävään siirtymiseen ruokavaliossa, joka todennäköisesti perustui enemmän lihaan ja enemmän kasveihin”, sanoo UC Mercedin antropologi Aldenderfer. ”Variantin esiintymisen ajoitus on varsin yhdenmukainen sen kanssa, mitä tiedämme paleoetnobotaanisesta aineistosta ylängöillä.”

Vaikka Andien uudisasukkaat kuluttivat runsaasti tärkkelystä sisältävää ruokavaliota sen jälkeen, kun he alkoivat viljellä maata maanviljelyksellä, heidän genomiinsa ei kehittynyt lisäkopioita tärkkelykseen liittyvästä amylaasigeenistä, jota yleisesti on nähty eurooppalaisissa maanviljelysväestöissä.

Muinaisten genomien vertailu heidän elossa oleviin jälkeläisiinsä paljasti myös immuniteettiin liittyvien geenien valikoitumista pian eurooppalaisten saapumisen jälkeen, mikä viittaa siihen, että hengissä selvinneillä andealaisilla saattoi olla etulyöntiasema vastikään maahan tulleita eurooppalaisia taudinaiheuttajia vastaan.

”Yhteydenotolla eurooppalaisiin oli tuhoisa vaikutus Etelä-Amerikan populaatioihin, kuten tautien tulo maahan, sodat ja sosiaaliset häiriöt”, selitti Lindo. ”Keskittymällä tätä edeltävään aikaan pystyimme erottamaan ympäristöön liittyvät sopeutumiset historiallisista tapahtumista johtuvista sopeutumisista.”

”Meidän artikkelissamme”, sanoi Aldenderfer, ”ei ollut mitään tällaista geenien priorisointia arkeologisten tietojen kustannuksella. Työskentelimme edestakaisin, genetiikan ja arkeologian kanssa, luodaksemme kertomuksen, joka on yhdenmukainen kaikkien käsillä olevien tietojen kanssa.”