Naučnici otkrili poreklo naše ljubavi prema ugljenim hidratima

Dugo je preovladavao stereotip o pračoveku koji se sladi mamutovim šniclama i drugim komadima mesa čime je podržavana pretpostavka o ishrani bogatoj proteinima kao neophodnoj za razvoj većeg mozga kod čoveka.

Međutim, arheološki dokazi poslednjih godina doveli su u pitanje ovo gledište, sugerišući da su ljudi odavno razvili sklonost ka ugljenim hidratima tako što su pekli krtolaste plodove i druge namirnice pune skroba koje su otkrivene analizom bakterija nastanjenih u zubima.

Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Nauka (Science), nudi prve dokaze o ishrani čoveka bogatim ugljenim hidratima. Naučnici su pratili evoluciju gena koji ljudima omogućava da lakše vare skrob razlažući ga na proste šećere koje naša tela mogu da koriste za energiju. Studija je otkrila da su se ovi geni udvostručili mnogo pre pojave poljoprivrede.

Ova promena možda se desila pre više stotina hiljada godina, to jest mnogo pre nego što se naša vrsta, homo sapijens ili čak neandertalac, pojavila kao različite podvrste pračoveka.

Istraživači Laboratorije JAX u Farmingtonu, u američkoj saveznoj državi Konektikat, i Univerziteta Bafalo u državi Njujork, analizirali su genome 68 praljudi.

Tim stručnjaka fokusirao se na gen nazvan AMY1, koji omogućava ljudima da identifikuju i počnu da razgrađuju složene skrobne ugljene hidrate u ustima tako što proizvode enzim amilazu. Bez amilaze, ljudi ne bi mogli da svare hranu kao što su krompir, testenina, pirinač ili hleb.

Ljudi danas imaju više kopija ovog gena, a broj varira od osobe do osobe. Međutim, genetičarima je bilo teško da proniknu u to kako i kada se broj ovih gena povećao, što je znak da jedenje skroba verovatno postalo korisno za ljudsko zdravlje.

„Glavno pitanje na koje smo pokušavali da odgovorimo bilo je kada je došlo do ovog dupliranja? Zato smo počeli da proučavamo drevne genome“, rekla je vodeća autorka studije Fejza Jilmaz, naučna saradnica u Laboratoriji JAX.

Prema njenim rečima, prethodne studije pokazuju da postoji korelacija između broja kopija gena AMY1 i količine enzima amilaze koji se oslobađa u našoj pljuvački.

„Želeli smo da shvatimo da li to odgovara pojavi poljoprivrede. Ovo je goruće pitanje“, kaže Fejza Jilmaz.

Prilika da se geni pokažu

Tim stručnjaka otkrio je da su još pre 45.000 godina lovci-sakupljači, čiji je način života prethodio pojavi poljoprivrede, imali u proseku četiri do osam kopija gena AMY1, što sugeriše da je homo sapijens voleo skrob mnogo pre nego što je uzgoj žitarica oblikovao ishranu ljudi.

Istraživanje je takođe pokazalo da udvajanje gena AMY1 postoji u genomima neandertalca i denisovca, izumrlog hominina iz doba paleolita koji je prvi put otkriven 2010. godine, o kome se relativno malo zna.

Prisustvo više kopija gena kod tri ljudske vrste sugeriše da je to bila osobina koju je delio zajednički predak, pre nego što su se različite podvrste izdvojile. To otkriće znači da su ovi praljudi imali više od jedne kopije gena AMY1 još pre 800.000 godina.

Nije jasno kada se tačno dogodilo početno umnožavanje gena AMY1, ali postoji verovatnoća da se dogodilo nasumično.

Prisustvo više od jedne kopije stvorilo je genetsku priliku koja je ljudima pružila prednost da se prilagode novoj ishrani, posebno onoj koja obiluje skrobom, jer su se nalazili u različitim okruženjima.

Analiza je takođe pokazala da se broj kopija gena AMY1 koje osoba nosi naglo porastao u poslednjih 4.000 godina – verovatno favorizovan prirodnom selekcijom jer su se ljudi prilagodili ishrani bogatoj skrobom koja je rezultat prelaska sa lovačko-sakupljačkog načina života na život sa poljoprivredom i uzgojem žitarica.

Studija je „pružila ubedljive dokaze“ o tome kako je molekularna mašinerija za pretvaranje teško svarljivih ugljenih hidrata u lako dostupne šećere evoluirala kod ljudi, ocenio je Tejlor Hermes, docent na odseku za antropologiju na Univerzitetu u Arkanzasu, koji nije bio uključeni u istraživanje.

Štaviše, novo istraživanje potkrepljuje novonastalu teoriju da su ugljeni hidrati, a ne proteini, ti koji su obezbedili energiju neophodnu za povećanje veličine ljudskog mozga tokom vremena, primetio je Hermes.

„Autori koji su otkrili da se povećan broj kopija gena za amilaze, što rezultira većom sposobnošću razlaganja skroba, možda pojavio stotinama hiljada godina pre neandertalaca ili denisovaca, podržavaju teoriju da razlaganje skrobova na proste šećere podstiču brži razvoj mozga tokom ljudske evolucije“, rekao je Hermes.

Iako smatra da su opravdana dodatna testiranja sa kvalitetnijim genomima pračoveka, bio je iznenađen što su autori uspeli da otkriju više kopija gena amilaze u genomima neandertalaca i denisovaca. „Ovo pokazuje da postoji vrednost u nastavku analiziranja genoma naših ljudskih predaka zarad važnih medicinskih i fizioloških podataka“, dodao je Hermes.

Izazov je razumeti kako su se pojedinačni geni tokom vremena razlikovali u pojedinim populacijama, a studija je „izuzetno impresivna“, istakla je Kristina Variner, vanredni profesor društvenih nauka i antropologije na Univerzitetu Harvard.

„Znamo da su promene u ishrani odigrale centralnu ulogu u ljudskoj evoluciji, ali rekonstrukcija ovih događaja koji su se desili pre više hiljada, stotina hiljada, pa čak i miliona godina je zastrašujuća. Istraživanje genoma u ovoj studiji pomaže da se konačno odrede neke od tih glavnih prekretnica i otkriva mučne tragove o dugoj ljubavnoj vezi čovečanstva sa skrobom“, rekao je dr Variner, koja nije bila uključena u istraživanje.