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Durante milhares de anos, as comunidades humanas nos Andes sobreviveram consumindo água com níveis de arsênio até 20 vezes superiores aos recomendados pela Organização Mundial da Saúde. Hoje, a ciência começa a compreender como a sua biologia se alterou.

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Em San Antonio de los Cobres, no planalto do noroeste da Argentina, a uma altitude de mais de 3.700 metros, a água continha quase 200 microgramas de arsênio por litro antes da instalação de um sistema de filtragem em 2012. O limite de segurança recomendado é de apenas 10. No entanto, essa região é habitada há pelo menos 7.000 anos, possivelmente até 11.000. O que em qualquer outro contexto seria um risco extremo — a exposição crônica ao arsênio está associada a câncer, defeitos congênitos e morte prematura — tornou-se uma realidade cotidiana ali.

A chave está em como o corpo processa esse elemento. Quando o arsênio entra no corpo, ele se transforma em diferentes formas químicas. Algumas são especialmente perigosas, como o composto monometilado (MMA), enquanto outras, como o composto dimetilado (DMA), podem ser eliminadas mais facilmente pela urina. Na maioria das pessoas, o metabolismo gera quantidades relativamente altas do composto mais tóxico antes que ele atinja sua forma excretável. Mas, nessa população, algo diferente acontece.

Em meados da década de 1990, pesquisadores detectaram um padrão incomum em mulheres dessa região: seus corpos produziam menos do derivado mais nocivo e o processavam de forma mais eficiente, transformando-o em uma forma que o corpo conseguia eliminar. Durante anos, essa capacidade permaneceu uma anomalia bioquímica. Até que a genética ofereceu uma possível explicação.

Em 2015, uma equipe da Universidade de Uppsala, liderada pelas biólogas evolucionistas Carina Schlebusch e Lucie Gattepaille, analisou o DNA de 124 mulheres de San Antonio de los Cobres e o comparou com populações do Peru e da Colômbia. Elas encontraram variantes específicas em torno do gene AS3MT — fundamental no metabolismo do arsênio — que estavam fortemente associadas a um processamento mais eficiente do metaloide. Essas variantes eram muito mais frequentes na população argentina do que em outras regiões com menor exposição ambiental.

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A descoberta foi acompanhada por um sinal ainda mais revelador: uma “varredura seletiva”. Ou seja, a marca genética deixada pela seleção natural quando esta favorece rapidamente uma característica útil para a sobrevivência. Em termos simples, aqueles que metabolizavam o arsênico melhor tinham maior probabilidade de sobreviver e transmitir essa vantagem. Com o tempo, essas variantes tornaram-se predominantes.

"A adaptação para tolerar o arsênico como um fator de estresse ambiental provavelmente impulsionou um aumento na frequência de variantes protetoras do AS3MT", escreveu a equipe em seu estudo, que classificou a descoberta como "a primeira evidência de adaptação humana a uma substância química tóxica".

Longe de ser um caso isolado, pesquisas subsequentes sugerem que esse tipo de adaptação pode ter ocorrido em paralelo em outras regiões andinas. Um estudo publicado em 2022 na revista Chemosphere encontrou sinais semelhantes em populações indígenas da Bolívia, onde alelos associados ao metabolismo eficiente do arsênio atingiram as maiores frequências registradas até o momento. A pressão ambiental, mantida ao longo de gerações, teria impulsionado diferentes comunidades em direção a soluções evolutivas semelhantes.

Mas a evolução nem sempre envolve mudanças permanentes no DNA. Ela também pode operar por meio de mecanismos mais flexíveis, como a epigenética. Essas modificações não alteram a sequência genética em si, mas sim a forma como os genes são ativados ou silenciados em resposta ao ambiente.

Nessa mesma linha, pesquisadores da Universidade Emory exploraram como as populações andinas se adaptaram a outro desafio extremo: a altitude. Ao contrário dos tibetanos, que possuem variantes genéticas bem identificadas para sobreviver com menos oxigênio, os povos andinos não apresentam um sinal genético tão claro. A resposta pode estar na forma como seu DNA se expressa.

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Ao analisar marcadores epigenéticos em populações Kichwa dos Andes equatorianos e em populações Asháninka da Amazônia, cientistas encontraram alterações em genes relacionados ao sistema vascular e ao músculo cardíaco, bem como na via PI3K/AKT, envolvida no crescimento muscular e na formação de vasos sanguíneos. Essas modificações podem explicar características fisiológicas como o espessamento arterial ou o aumento da viscosidade sanguínea, respostas a ambientes com baixa disponibilidade de oxigênio.

"As descobertas são particularmente interessantes porque não estamos vendo esses sinais fortes no genoma, mas quando analisamos o metiloma, essas mudanças aparecem", explica John Lindo, professor de antropologia da Emory e principal autor do estudo, em um comunicado da instituição.

A comparação com o Tibete reforça a ideia de que não existe uma única forma de adaptação. No Planalto Tibetano, a evolução seguiu um caminho diferente. Um estudo liderado pela antropóloga Cynthia Beall analisou centenas de mulheres que viviam entre 3.000 e 4.000 metros acima do nível do mar no Nepal e descobriu que aquelas com maior sucesso reprodutivo não apresentavam altos níveis de hemoglobina, como seria de se esperar, mas sim maior eficiência no transporte de oxigênio.

Parte dessa vantagem provém de uma variante do gene EPAS1, herdada dos Denisovanos, uma espécie humana extinta. Essa adaptação permite uma boa oxigenação sem espessamento do sangue, prevenindo a sobrecarga do sistema cardiovascular.

— A adaptação à hipóxia em grandes altitudes é fascinante porque o estresse é severo, todos o experimentam igualmente em uma determinada altitude e é quantificável — explicou Beall. — É um belo exemplo de como e por que nossa espécie exibe tanta variação biológica.

Em conjunto, essas descobertas pintam um quadro dinâmico da evolução humana. Longe de ser um processo concluído, ele ainda está em curso. Nos Andes, a exposição prolongada a toxinas naturais e à escassez de oxigênio moldou respostas genéticas, epigenéticas e fisiológicas. No Tibete, o mesmo problema encontrou soluções diferentes.

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