Wykorzystując próbki DNA ludzi z odległej przeszłości oraz dane genetyczne ze współczesnych populacji, badacze sprawdzili, jak na przestrzeni wieków zmieniała się częstość występowania wariantów genetycznych związanych z ryzykiem ADHD. Dzięki temu mogli lepiej zrozumieć, w jaki sposób presja ewolucyjna mogła wpływać na obecność tych wariantów w ludzkiej populacji. Naukowcy chcieli również dowiedzieć się dlaczego ADHD, choć postrzegane jako zaburzenie, mogło mieć w przeszłości znaczenie adaptacyjne.
Ewolucja ADHD. Czy geny ADHD mają znaczenie adaptacyjne?
W ramach nowego badania postanowiono przyjrzeć się ewolucyjnej historii ADHD, analizując materiał genetyczny pochodzący zarówno z czasów współczesnych, jak i sprzed tysięcy lat. Dzięki temu mogli lepiej zrozumieć, w jaki sposób presja ewolucyjna mogła wpływać na obecność tych wariantów w ludzkiej populacji. Naukowcy chcieli również dowiedzieć się dlaczego ADHD, choć postrzegane jako zaburzenie, mogło mieć w przeszłości znaczenie adaptacyjne.
ADHD jako ewolucyjna przewaga? Badanie
Aby zrozumieć, jak zmieniała się częstość genetycznych czynników ryzyka ADHD na przestrzeni tysięcy lat, naukowcy wykorzystali dane z dwóch źródeł. Pierwszym z nich była baza zawierająca dane genetyczne szczątków Homo sapiens, datowanych od około 45 000 do 400 lat temu. Ze względu na zły stan zachowania DNA w tak starych próbkach, konieczne było ich dokładne oczyszczenie i przefiltrowanie. W ten sposób naukowcy chcieli zminimalizować ryzyko błędów analitycznych.
Drugim źródłem była baza danych z projektu 1000 Genomes, obejmująca genomy współczesnych populacji z Europy i Afryki.
Do analizy wybrano konkretne warianty genetyczne wcześniej powiązane z podwyższonym ryzykiem wystąpienia ADHD. Uwzględniono również warianty pochodzenia neandertalskiego, aby sprawdzić, czy mogą one podnosić podatność na to zaburzenie.
Następnie naukowcy obliczyli średnią częstość występowania tych alleli (czyli wariantów genetycznych) w każdej ze starożytnych próbek. Sprawdzono, jak ta częstość zmieniała się w czasie. Oceniono na przykład, czy określone warianty były bardziej powszechne w starszych próbkach niż w nowszych.
Zastosowano zaawansowane metody statystyczne w celu oszacowania, czy badane allele podlegały selekcji naturalnej. Badacze chcieli ustalić, czy geny zwiększające ryzyko ADHD były w toku ewolucji promowane, czy też eliminowane z puli genetycznej człowieka.
ADHD w genach: analiza genowa przodków
Analiza danych genetycznych wykazała, iż w próbkach DNA pochodzących z odległej przeszłości częstość występowania alleli zwiększających ryzyko ADHD była wyraźnie wyższa niż w populacjach współczesnych. Zidentyfikowano również istotną korelację – im starsza była próbka, tym większy był udział wariantów genetycznych związanych z ADHD. Wskazuje to na stopniowy spadek częstości występowania genów zwiększających ryzyko ADHD w czasie. Najprawdopodobniej więc allele te były eliminowane w ramach selekcji naturalnej.
Zaobserwowany spadek nie wynikał z procesów migracyjnych ani mieszania się z innymi populacjami, takimi jak afrykańskie grupy czy łowcy-zbieracze. W rzeczywistości to właśnie u tych populacji częstość analizowanych alleli była choćby wyższa niż w populacjach europejskich. Wzmacnia to hipotezę, iż spadek częstotliwości genów ryzyka ADHD w Europie miał charakter adaptacyjny, a nie demograficzny.
Jednym z najbardziej intrygujących wniosków badania było odkrycie, iż warianty genetyczne związane z ADHD są bardzo stare. Prawdopodobnie pojawiły się już u pierwszych Homo sapiens, a być może choćby wcześniej.
Allele ryzyka ADHD. Badanie genetyczne przodków
Dodatkowym argumentem przemawiającym za starożytnym pochodzeniem alleli ryzyka ADHD są wyniki analiz dotyczące genów odziedziczonych po neandertalczykach. Warianty te wykazują wzbogacenie w tzw. allele przodków, czyli starsze formy genów obecne jeszcze przed pojawieniem się Homo sapiens. To sugeruje, iż genetyczne ryzyko ADHD mogło istnieć w genomie ludzkim już na bardzo wczesnych etapach ewolucji. Nie jest tym samym wyłącznie efektem współczesnych uwarunkowań cywilizacyjnych.
Co więcej, analizowane allele ryzyka ADHD są często zlokalizowane w genach nietolerujących utraty funkcji (LoF – Loss of Function). Są to geny, które są najważniejsze dla prawidłowego funkcjonowania organizmu i źle znoszą mutacje. Ich uszkodzenie może prowadzić do poważnych zaburzeń. Obecność tych wariantów w tak wrażliwych genach oraz fakt objawiania się ADHD już we wczesnym dzieciństwie wskazują, iż genetyczne podstawy tego zaburzenia mogły być w dużym stopniu narażone na działanie selekcji naturalnej.
Zgodnie z powyższym autorzy badania sugerują, iż ADHD – jako zespół o podłożu genetycznym i wczesnym początku – było (i być może przez cały czas jest) przedmiotem presji selekcyjnej w toku ludzkiej ewolucji.
Geny ADHD – ewolucyjna teoria niedopasowania
Zaobserwowane zmiany w częstości występowania genetycznych czynników ryzyka ADHD na przestrzeni dziejów naukowcy tłumaczą w kontekście tzw. ewolucyjnej teorii niedopasowania (mismatch theory). Teoria ta zakłada, iż cechy, które w przeszłości były korzystne i sprzyjały przetrwaniu w określonych warunkach środowiskowych, w wyniku zmian otoczenia mogą przestać być cechami adaptacyjnymi, a wręcz stać się problematycznymi.
W odniesieniu do ADHD zakłada się, iż pewne charakterystyczne cechy tego zaburzenia – takie jak wysoka impulsywność, szybka reakcja na bodźce czy potrzeba ciągłej stymulacji – mogły być adaptacyjne w środowisku łowiecko-zbierackim. Osoby przejawiające tego typu cechy mogły być bardziej skuteczne w zdobywaniu pożywienia, wykrywaniu zagrożeń czy eksplorowaniu nowych terenów. To natomiast zwiększało ich szanse na przetrwanie.
Wraz z przejściem do osiadłego trybu życia, rozwojem rolnictwa i powstaniem bardziej zorganizowanych społeczeństw, środowisko życia człowieka ulegało znacznym przekształceniom. Cechy, które wcześniej sprzyjały przeżyciu, mogły zacząć utrudniać funkcjonowanie. Działo się tak szczególnie w kontekście wymagań dotyczących koncentracji, planowania i pracy w zorganizowanych strukturach. W efekcie presja selekcyjna mogła stopniowo eliminować warianty genetyczne sprzyjające występowaniu tych cech.
Ewolucyjne czynniki ryzyka ADHD. Kierunki przyszłych badań
Prezentowane badanie jako pierwsze tak szczegółowo opisuje ewolucyjną historię genetycznych czynników ryzyka ADHD. Rzuca również nowe światło na mechanizmy kształtujące to zaburzenie. By lepiej zrozumieć, jakie procesy wpływały na zmienność tych wariantów genetycznych na przestrzeni tysięcy lat, naukowcy planują kontynuować analizę.
Rosnąca wiedza na temat genetyki ADHD może w przyszłości przyczynić się do głębszego zrozumienia neurobiologicznych podstaw tego zaburzenia. Może także pomóc w tworzeniu skuteczniejszych strategii diagnostycznych i terapeutycznych.
