Nie jesteś dokładnie tym, co jesz. Ale przez wiele pokoleń to, co jemy, kształtuje naszą ścieżkę ewolucji. „Dieta”, mówi antropolog John Hawks z University of Wisconsin-Madison, „była fundamentalną historią w całej naszej historii ewolucji. W ciągu ostatniego miliona lat nastąpiły zmiany w ludzkiej anatomii, zębach i czaszce, które naszym zdaniem prawdopodobnie są związane ze zmianami diety. ”
powiązana zawartość
- Gotowanie może mieć wpływ na ewolucję człowieka
W trakcie naszej ewolucji kluczowa rola diety nie zniknęła. Badania genetyczne pokazują, że ludzie wciąż ewoluują, a dowody na naturalną presję selekcji genów wpływają na wszystko, od choroby Alzheimera, koloru skóry do wieku menstruacyjnego. A to, co jemy dzisiaj, wpłynie na kierunek, który obierzemy jutro.
Masz mleko?
Kiedy ssaki są młode, wytwarzają enzym zwany laktazy, który pomaga trawić słodką laktozę znajdującą się w mleku ich matek. Ale gdy większość ssaków osiągnie pełnoletność, mleko znika z menu. Oznacza to, że enzymy go trawiące nie są już potrzebne, więc dorosłe ssaki zazwyczaj przestają je wytwarzać.
Jednak dzięki niedawnej ewolucji niektórzy ludzie przeciwstawiają się temu trendowi.
Około dwie trzecie dorosłych ludzi nie toleruje laktozy lub ma mniejszą tolerancję laktozy po niemowlęctwie. Ale tolerancja różni się dramatycznie w zależności od położenia geograficznego. W niektórych społecznościach Azji Wschodniej nietolerancja może osiągnąć 90 procent; ludzie z Afryki Zachodniej, Arabów, Greków, Żydów i Włochów są również szczególnie podatni na nietolerancję laktozy.
Z drugiej strony, Europejczycy z północy uwielbiają swoją laktozę - 95 procent z nich jest tolerancyjnych, co oznacza, że nadal produkują laktazę jako dorośli. A tych liczb rośnie. „W co najmniej pięciu różnych przypadkach populacje poprawiły gen odpowiedzialny za trawienie tego cukru, dzięki czemu pozostaje on aktywny u dorosłych” - mówi Hawks, zauważając, że najczęściej występuje wśród ludzi w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce Wschodniej.
Starożytne DNA pokazuje, jak ostatnia jest ta tolerancja laktozy u dorosłych, w kategoriach ewolucyjnych. Dwadzieścia tysięcy lat temu nie istniał. Obecnie około jedna trzecia wszystkich dorosłych ma tolerancję.
Ta błyskawiczna ewolucyjna zmiana sugeruje, że bezpośrednie spożycie mleka musiało zapewnić poważną przewagę nad ludźmi, którzy musieli fermentować nabiał do jogurtu lub sera. Podczas fermentacji bakterie rozkładają cukry mleczne, w tym laktazę, zamieniając je w kwasy i ułatwiając trawienie osobom z nietolerancją laktozy. Z tymi cukrami minęło jednak sporo kalorii.
Hawks wyjaśnia, dlaczego zdolność trawienia mleka byłaby takim dobrodziejstwem w przeszłości: „Jesteś w środowisku o ograniczonym odżywianiu, z wyjątkiem bydła, owiec, kóz lub wielbłądów, a to daje ci dostęp do wysokiej żywność energetyczna, którą niemowlęta mogą trawić, ale dorośli nie ”- mówi. „Dzięki temu ludzie mogą uzyskać o 30 procent więcej kalorii z mleka, a Ty nie masz problemów trawiennych wynikających ze spożycia mleka”.
Ostatnie badania genetyczne wykazały, że tolerancja laktozy u dorosłych była mniej powszechna w rzymskiej Wielkiej Brytanii niż obecnie, co oznacza, że jej ewolucja trwała w całej historii Europy.
Obecnie wielu ludzi ma dostęp do obfitej alternatywnej żywności, a także bezlaktozowego mleka lub tabletek laktazy, które pomagają im trawić zwykłe produkty mleczne. Innymi słowy, możemy obejść niektóre skutki doboru naturalnego. Oznacza to, że cechy takie jak tolerancja laktozy mogą nie mieć takiego samego bezpośredniego wpływu na przeżycie lub rozmnażanie, jak kiedyś - przynajmniej w niektórych częściach świata.
„O ile nam wiadomo, nie ma znaczenia, czy przeżyjesz i rozmnażysz się w Szwecji, czy możesz trawić mleko, czy nie. Jeśli jesz poza supermarketem (tolerancja na nabiał nie wpływa na twoje przeżycie). Ale nadal ma to znaczenie w Afryce Wschodniej ”- mówi Hawks.
Pszenica, skrobia i alkohol
W dzisiejszych czasach nierzadko można znaleźć cały sklep spożywczy poświęcony bezglutenowym ciasteczkom, chlebowi i krakersom. Jednak problemy z trawieniem glutenu - głównego białka występującego w pszenicy - to kolejna stosunkowo niedawna szkoda w ewolucji człowieka. Ludzie zaczęli regularnie magazynować i jeść ziarna przed około 20 000 lat temu, a udomowienie pszenicy rozpoczęło się na dobre dopiero około 10 000 lat temu.
Odkąd jednak pszenica i żyto stały się podstawową dietą człowieka, mieliśmy dość wysoką częstość celiakii. „Patrzysz na to i mówisz, jak to się stało?” - pyta Hawks. „To coś, czego dobór naturalny nie powinien był zrobić.”
Odpowiedź leży w naszej odpowiedzi immunologicznej. System genów znany jako ludzkie antygeny leukocytowe bierze udział w walce z chorobami i często wytwarza nowe odmiany, aby walczyć z ciągle zmieniającymi się infekcjami. Niestety dla osób z celiakią układ ten błędnie ocenia chorobę w ludzkim układzie trawiennym i atakuje błonę śluzową jelit.
Jednak pomimo oczywistych wad celiakii, ciągła ewolucja nie sprawia, że jest to rzadsze. Wydaje się, że warianty genetyczne stojące za celiakią są teraz tak powszechne, jak odkąd ludzie zaczęli jeść pszenicę.
„Jest to przypadek, w którym selekcja, która prawdopodobnie dotyczy chorób i pasożytów, ma efekt uboczny, który wywołuje celiakię u niewielkiej części ludzi. Jest to kompromis, który opuściła nas ostatnia ewolucja i nie była to adaptacja do diety - była to adaptacja pomimo diety ”- mówi Hawks. Niezamierzone kompromisy są powszechne w ewolucji. Na przykład mutacja genetyczna czerwonych krwinek, która pomaga ludziom przetrwać malarię, może również powodować śmiertelną chorobę sierpowatą.
Inne przykłady naszej ciągłej ewolucji poprzez dietę są intrygujące, ale niepewne. Na przykład amylaza jest enzymem, który pomaga trawić skrobię w ślinie. Historycznie ludy rolnicze z zachodniej Eurazji i Mezoameryki mają więcej kopii powiązanego genu. Czy wybrano je do lepszego trawienia skrobi? „To tworzy fascynującą historię i może być prawdą. Ale biologia jest skomplikowana i nie jest całkowicie jasne, co jest w pracy ani jak ważne jest ”- mówi Hawks.
Ponad jedna trzecia mieszkańców Azji Wschodniej - Japończyków, Chińczyków i Koreańczyków - ma reakcję zaczerwienienia, kiedy metabolizują alkohol, ponieważ proces ten powoduje nadmiar toksycznych enzymów aldehydu octowego. Hawks zauważa, że istnieją mocne dowody genetyczne, że został on wybrany niedawno, w ciągu ostatnich 20 000 lat.
Ponieważ jego pojawienie się w genomie może z grubsza zbiegać się z udomowieniem ryżu 10 000 lat temu, niektórzy badacze sugerują, że powstrzymało to ludzi przed nadmiernym oddaniem się ryżowi. Osie czasu nie są jednak dokładnie określone ani w przypadku mutacji, ani udomowienia ryżu. Sugerowano również, że aldehyd octowy zapewnia ochronę przed pasożytami, które nie były w stanie znieść toksyny.
„W pewien sposób miało to wpływ na przeszłe populacje, ponieważ nie było powszechne, a teraz jest”, mówi Hawks. „To duża zmiana, ale tak naprawdę nie wiemy, dlaczego”.
Ważniejsze niż myślimy?
Nawet kolor ludzkiej skóry może zmieniać się, przynajmniej częściowo, w odpowiedzi na dietę (inne czynniki, badania sugerują, obejmują selekcję seksualną). Obecna różnorodność kolorów skóry ludzkiej jest stosunkowo nowym zjawiskiem. Standardowa hipoteza koncentruje się na przewadze promieni UV na szerokościach równikowych. Nasze ciała potrzebują witaminy D, więc nasza skóra wytwarza ją po nasiąknięciu promieniami UV. Ale zbyt dużo promieniowania UV może mieć szkodliwe skutki, a ciemniejsze pigmenty skórne są bardziej skuteczne w ich blokowaniu.
Gdy ludzie poruszali się w ciemniejszych, zimniejszych szerokościach geograficznych, pojawia się idea, że ich skóra nie potrzebowała już ochrony przed zbyt dużym promieniowaniem UV i została rozjaśniona, aby mogła wytwarzać korzystniejszą witaminę D przy mniejszym nasłonecznieniu.
Ale badania DNA porównujące współczesnych Ukraińców z ich prehistorycznymi przodkami pokazują, że europejski kolor skóry zmieniał się w ciągu ostatnich 5000 lat. Aby to wyjaśnić, inna teoria sugeruje, że pigmentacja skóry mogła być pod wpływem diety, gdy wcześni rolnicy cierpieli na brak witaminy D, którą ich przodkowie łowcy-zbieracze dostali kiedyś z ryb i pokarmów dla zwierząt.
Nina Jabłońska, badaczka koloru skóry na Penn State University, powiedziała Science, że nowe badania „dostarczają dowodów na to, że utrata regularnej diety D w wyniku przejścia na bardziej rolniczy styl życia mogła wywołać” ewolucję jaśniejszej skóry.
Trudno zobaczyć ewolucję w działaniu. Ale nowe technologie, takie jak sekwencjonowanie genomu - i moc obliczeniowa pozwalająca zmiażdżyć ogromne stosy danych - umożliwiają wykrycie drobnych poprawek genetycznych, które mogą w ciągu wielu pokoleń przyczynić się do prawdziwych zmian ewolucyjnych. Coraz częściej bazy danych informacji genetycznej są także zestawiane z takimi informacjami, jak historie medyczne i czynniki środowiskowe, takie jak dieta, co może pozwolić naukowcom obserwować ich interakcje.
Hakhamanesh Mostafavi, biolog ewolucyjny z Columbia University, jest autorem jednego z takich badań genomu, w którym przeanalizowano DNA od 215 000 osób, aby sprawdzić, jak dalej ewoluujemy na przestrzeni jednego lub dwóch pokoleń. „Oczywiście nasza dieta radykalnie się dzisiaj zmienia, więc kto wie, jaki może mieć efekt ewolucyjny”, mówi Mostafavi. „Może nie musi mieć bezpośredniego efektu selekcji, ale może oddziaływać z genami kontrolującymi cechę.”
Badania genetyczne Mostafavi ujawniły również, że niektóre warianty, które faktycznie skracają ludzkie życie, na przykład takie, które skłaniają palaczy do zwiększenia spożycia powyżej norm palenia, są nadal aktywnie selekcjonowane.
„Widzimy bezpośredni wpływ tego genu na przetrwanie ludzi dzisiaj”, wyjaśnia. „I potencjalnie możesz sobie wyobrazić, że dieta może mieć ten sam efekt. Wprowadziliśmy tak wiele ostatnich zmian w diecie, jak na przykład fast food, i po prostu nie wiemy jeszcze, jakie mogą one mieć skutki. ”
Na szczęście dzięki pracy naukowców takich jak Mostafavi i Hawks, odkrycie tego może zająć 20 000 lat.
