Unsere Liebe zu Kohlenhydraten könnte das Ergebnis einer genetischen Anpassung sein, die vor mehr als 800.000 Jahren begann, lange bevor unsere Vorfahren die Landwirtschaft entwickelten. Neue Forschungen zeigen, dass frühe Menschen, einschließlich Neandertaler, mehrere Kopien des Amylasegens (AMY1) besaßen, das eine entscheidende Rolle beim Abbau stärkehaltiger Lebensmittel spielt. Dieses Gen ermöglicht den Abbau komplexer Kohlenhydrate wie Brot, Kartoffeln und Getreide bereits in der Mundhöhle, was eine schnelle Energieaufnahme gewährleistet. Diese Anpassung entwickelte sich als Reaktion auf Ernährungsänderungen und wird heute als einer der Schlüsselfaktoren angesehen, der es den Menschen ermöglichte, sich an verschiedene Diäten auf der ganzen Welt anzupassen.

Die Analyse alter DNA aus Proben, die bis zu 45.000 Jahre alt sind, einschließlich solcher aus Sibirien, hat gezeigt, dass prähistorische Jäger und Sammler im Durchschnitt zwischen vier und acht Kopien des AMY1-Gens hatten. Dies deutet darauf hin, dass eine breite Variabilität des Amylasegens bereits lange vorhanden war, bevor die Menschen begannen, Pflanzen anzubauen und größere Mengen Stärke zu konsumieren. Interessanterweise hatten sowohl Neandertaler als auch Denisova-Menschen ebenfalls mehr Kopien dieses Gens, was darauf hindeutet, dass evolutionäre Veränderungen stattfanden, bevor sich moderne menschliche Arten von diesen alten Verwandten trennten. Diese Entdeckung wirft neues Licht auf die Ernährungsgewohnheiten unserer Vorfahren sowie auf die evolutionären Drücke, die den menschlichen Stoffwechsel prägten.

Als Menschen aus Afrika in verschiedene Teile der Welt migrierten, ermöglichten genetische Variationen des Amylasegens, dass sie sich an unterschiedliche Nahrungsquellen anpassten. In wärmeren Regionen, wo Pflanzen ganzjährig verfügbar waren, half die Anzahl der Kopien des AMY1-Gens den Menschen, stärkehaltige Lebensmittel effizienter zu verdauen. In kühleren Regionen, in denen pflanzliche Lebensmittel eingeschränkter waren, könnten diese genetischen Anpassungen weniger bedeutend gewesen sein. Dennoch gab es während des Übergangs von Jäger- und Sammlergesellschaften zu landwirtschaftlichen Gesellschaften einen Anstieg des Stärkeverbrauchs und somit auch eine Zunahme der Anzahl der Genkopien.

Die Landwirtschaft brachte entscheidende Veränderungen in der menschlichen Ernährung mit sich. Aufgrund der Ausbreitung stärkehaltiger Kulturen wie Weizen, Mais und Reis stieg die Anzahl der AMY1-Genkopien in den letzten paar tausend Jahren. Forschungen haben gezeigt, dass Europäer in den letzten 12.000 Jahren ihre durchschnittliche Anzahl an Genkopien von vier auf sieben erhöht haben. Dieser Anstieg der Genanzahl ermöglichte eine effizientere Verdauung von stärkehaltigen Lebensmitteln, was einen besseren Zugang zu Energie sicherstellte und den Menschen half, in Zeiten knapper Nahrung zu überleben.

Neandertaler und Denisova-Menschen hatten ebenfalls mehr Kopien des Amylasegens, was darauf hindeutet, dass auch sie signifikante Mengen stärkehaltiger Lebensmittel konsumierten. Die Genomanalyse dieser alten Menschen zeigte, dass AMY1-Genkopien sogar existierten, bevor es zur Divergenz zwischen modernen Menschen und Neandertalern kam, was bedeutet, dass diese genetische Anpassung älter ist als ursprünglich gedacht. Diese Entdeckung unterstreicht die Bedeutung der Amylase in der menschlichen Evolution und Anpassung an eine kohlenhydratreiche Ernährung.

Das Amylasegen spielt nicht nur eine Rolle beim Abbau von Stärke, sondern beeinflusst auch den Geschmack von Brot und anderen Backwaren. Amylase, ein Enzym, das im Speichel produziert wird, baut Stärke in einfache Zucker ab, was den Geschmack verstärkt und die Verdauung beschleunigt. Diese Fähigkeit war entscheidend für die menschliche Evolution, da sie unseren Vorfahren ermöglichte, mehr Energie aus verfügbaren Ressourcen zu gewinnen und in Umgebungen mit begrenzter Nahrung zu überleben. Landwirtschaftliche Gemeinschaften, insbesondere in Europa, zeigten einen signifikanten Anstieg der Anzahl der Amylase-Genkopien, was eine bessere Verdauung von stärkehaltigen Lebensmitteln ermöglichte, die einen großen Teil ihrer Ernährung ausmachten.

Die heutigen Forschungen decken weiterhin die Komplexität der genetischen Anpassungen im Zusammenhang mit Amylase auf. Wissenschaftler untersuchen den Zusammenhang zwischen der Anzahl der Kopien dieses Gens und verschiedenen metabolischen Zuständen wie Fettleibigkeit und Diabetes. Diese Forschungen könnten neue Möglichkeiten zur Verständnis des menschlichen Stoffwechsels eröffnen und helfen, gezielte Therapien für Erkrankungen im Zusammenhang mit kohlenhydratreichen Diäten zu entwickeln. Genetische Variationen, die mit Amylase in Verbindung stehen, geben auch Einblicke in die evolutionären Veränderungen, die die menschlichen Populationen auf der ganzen Welt geprägt haben, und betonen die Bedeutung dieser enzymatischen Anpassung in der Menschheitsgeschichte.

Diese Entdeckungen liefern wichtige Informationen darüber, wie sich die menschliche Ernährung im Laufe der Zeit entwickelt hat und wie genetische Veränderungen eine entscheidende Rolle bei unserer Anpassung an verschiedene Umgebungen gespielt haben. Beweise deuten darauf hin, dass die Fähigkeit, Stärke zu verdauen, unseren Vorfahren einen erheblichen evolutionären Vorteil verschaffte, indem sie ihnen eine bessere Ernährung und Energie in Zeiten boten, in denen Ressourcen knapp waren. Wissenschaftler setzen ihre Untersuchungen zu genetischen Variationen in Verbindung mit Amylase fort, um deren Rolle in der modernen menschlichen Gesundheit und Evolution besser zu verstehen.

Quelle: University at Buffalo