Nasza miłość do węglowodanów może być wynikiem genetycznej adaptacji, która rozpoczęła się ponad 800.000 lat temu, długo zanim nasi przodkowie rozwinęli rolnictwo. Nowe badania ujawniają, że wczesni ludzie, w tym neandertalczycy, posiadali wiele kopii genu amylazy (AMY1), który odgrywa kluczową rolę w rozkładzie pokarmów bogatych w skrobię. Gen ten umożliwia rozkład złożonych węglowodanów, takich jak chleb, ziemniaki i zboża, już w jamie ustnej, co zapewnia szybkie wchłanianie energii. Ta adaptacja ewoluowała jako odpowiedź na zmiany w diecie i obecnie uważana jest za jeden z kluczowych czynników, które pozwoliły ludziom dostosować się do różnych diet na całym świecie.

Analiza starożytnego DNA z próbek mających do 45.000 lat, w tym tych z Syberii, wykazała, że łowcy-zbieracze sprzed rozwoju rolnictwa mieli średnio od czterech do ośmiu kopii genu AMY1. Wskazuje to na to, że szeroka zmienność genu amylazy była obecna długo przed tym, jak ludzie zaczęli uprawiać rośliny i spożywać większe ilości skrobi. Interesujące jest to, że neandertalczycy i denisowianie również posiadali więcej kopii tego genu, co sugeruje, że zmiany ewolucyjne miały miejsce, zanim nowoczesne gatunki ludzkie oddzieliły się od tych starożytnych krewnych. To odkrycie rzuca nowe światło na nawyki żywieniowe naszych przodków oraz na ewolucyjne presje, które kształtowały ludzki metabolizm.

W miarę migracji ludzi z Afryki do różnych części świata, genetyczne zmiany genu amylazy pozwoliły im dostosować się do różnych źródeł pożywienia. W cieplejszych regionach, gdzie rośliny były dostępne przez cały rok, liczba kopii genu AMY1 pomogła ludziom efektywniej trawić pokarmy bogate w skrobię. W chłodniejszych regionach, gdzie żywność roślinna była bardziej ograniczona, te genetyczne adaptacje mogły nie mieć tak dużego znaczenia. Jednak podczas przejścia od społeczeństw łowiecko-zbierackich do społeczności rolniczych nastąpił wzrost spożycia skrobi, a tym samym wzrost liczby kopii genu.

Rolnictwo przyniosło kluczowe zmiany w diecie ludzkiej. Z powodu rozpowszechnienia upraw bogatych w skrobię, takich jak pszenica, kukurydza i ryż, liczba kopii genu AMY1 wzrosła w ciągu ostatnich kilku tysięcy lat. Badania wykazały, że Europejczycy w ciągu ostatnich 12.000 lat zwiększyli średnią liczbę kopii genu z czterech do siedmiu. Ten wzrost liczby genów umożliwił bardziej efektywne trawienie żywności bogatej w skrobię, co zapewniło lepszy dostęp do energii i pomogło ludziom przetrwać w warunkach, gdy żywność była niedostępna.

Neandertalczycy i denisowianie również mieli więcej kopii genu amylazy, co wskazuje, że oni również spożywali znaczące ilości pokarmów bogatych w skrobię. Analiza genomu tych starożytnych ludzi ujawniła, że kopie genu AMY1 istniały już przed rozdzieleniem nowoczesnych ludzi od neandertalczyków, co oznacza, że ta genetyczna adaptacja jest starsza, niż pierwotnie sądzono. To odkrycie dodatkowo podkreśla znaczenie amylazy w ewolucji ludzi i adaptacji do diety bogatej w węglowodany.

Gen amylazy nie tylko odgrywa rolę w rozkładzie skrobi, ale także wpływa na smak chleba i innych produktów piekarniczych. Amylaza, enzym produkowany w ślinie, rozkłada skrobię na proste cukry, co wzmacnia smak i przyspiesza trawienie. Ta zdolność była kluczowa w ewolucji ludzi, ponieważ umożliwiła naszym przodkom pozyskiwanie większej ilości energii z dostępnych zasobów i przetrwanie w środowiskach o ograniczonej żywności. Społeczności rolnicze, szczególnie w Europie, wykazały znaczny wzrost liczby kopii genu amylazy, co pozwoliło na lepsze trawienie pokarmów bogatych w skrobię, które stanowiły dużą część ich diety.

Współczesne badania nadal odkrywają złożoność genetycznych adaptacji związanych z amylazą. Naukowcy badają związek między liczbą kopii tego genu a różnymi stanami metabolicznymi, takimi jak otyłość i cukrzyca. Badania te mogą otworzyć nowe możliwości zrozumienia ludzkiego metabolizmu i pomóc w opracowywaniu celowanych terapii dla chorób związanych z dietą bogatą w węglowodany. Zmiany genetyczne związane z amylazą dostarczają również wglądu w ewolucyjne zmiany, które kształtowały populacje ludzkie na całym świecie, podkreślając znaczenie tej enzymatycznej adaptacji w historii ludzkości.

Te odkrycia dostarczają ważnych informacji na temat tego, jak ludzka dieta ewoluowała w czasie i jak zmiany genetyczne odegrały kluczową rolę w naszym dostosowaniu się do różnych środowisk. Dowody sugerują, że zdolność do trawienia skrobi dała naszym przodkom znaczącą ewolucyjną przewagę, umożliwiając im lepsze odżywianie i energię w czasach, gdy zasoby były ograniczone. Naukowcy kontynuują badania nad genetycznymi wariacjami związanymi z amylazą, aby lepiej zrozumieć jej rolę w nowoczesnym zdrowiu ludzkim i ewolucji.

Źródło: University at Buffalo