Человека из обезьяны сделал не только труд, но и еда. Диета явно повлияла на человеческую ДНК, считают антропологи. Сравнивая геномы приматов, они пытаются понять, как человек из охотника и собирателя превратился в агронома, а потом и в городского жителя.
Поисками диетических предпосылок развития человечества занялась Энн Стоун (Anne Stone), профессор антропологии из Аризонского университета (Arizona State University). Исследователь и ее коллеги решили обратиться за помощью к самым близким родственникам человека -- шимпанзе и другим приматам. Сравнив их с человеком, ученые собирались понять, как развивался организм Homo sapiens под воздействием окружающей среды.
Крахмал -- всему голова
Основной упор аризонские ученые сделали на то, чтобы выяснить, как у древних людей менялось потребление крахмала. Еще в 2007 год коллега доктора Стоун по университету Джордж Перри (George Perry) выяснил, что высокоуглеводная диета коренным образом повлияла на эволюцию человека. Научившись переваривать сложные углеводы, предки человека смогли получать намного больше энергии из относительно небольшого количества пищи.
[v3] В первую очередь человеку пришлось поменять состав слюны. Первичное расщепление сложных углеводов вроде крахмала возможно только при помощи содержащегося в слюне фермента α-амилазы. Она проводит первичный гидролиз крахмала и тем самым подготавливает продукты, его содержащие, к дальнейшей переработке.
За непосредственное отношение к созданию амилазы отвечает специальный ген AMY1, который есть у каждого человека. Правда, генетики выяснили, что у разных людей его количество неодинаково, но считали, что дополнительные копии AMY1 практически не влияют на работу организма.
Аризонские ученые проверили это предположение, как обычно, на студентах. И подобрали для эксперимента добровольцев с разным количеством копий AMY1. В результате они установили, что дополнительные копии помогают организму производить больше амилазы и лучше расщеплять крахмал.
Пища влияет на геном
Обнаружилась и зависимость между устройством общества и количеством AMY1 у людей, которые в нем живут. У современных людей, которые поселились в сельскохозяйственных районах и предпочли высокоуглеводную диету, копий этого гена больше, а у племен, которые промышляют охотой и редко потребляют сложные углеводы, наоборот, меньше.
[v4] Ученые считают, что увеличение копий AMY1 -- один из первых примеров полезного влияния амплификации на геном человека.
Кстати, как считает Стоун, полное переваривание крахмала особенно важно в период заболеваний. Например, диареи, когда организму человека необходимо получить всю возможную энергию из пищи. Именно благодаря наличию гена AMY1 человеку удалось заселить районы, традиционно изобилующие возбудителями кишечной инфекции.
Гены приматов
Сравнив между собой человеческих особей, антропологи приступили к исследованию состояния гена AMY1 у шимпанзе и их карликовых родственников -- бонобо.
Как выяснили ученые, в среднем у человека в три раза больше копий AMY1, чем у шимпанзе, которые едят главным образом фрукты. А у бонобо, по словам Стоун, такого гена вообще нет.
[v2] «Возможно, число копий AMY1 выросло с изменением диеты еще у первых гоминидов, -- рассказывает Стоун, -- мы теперь знаем, что богатые крахмалом корнеплоды оказались очень важной пищей. Возможно, именно такая диета позволила Homo erectus начать свой путь из Африки на другие континенты».
Эволюция вкуса
На крахмале ученые не остановились. Теперь они собираются проверить, как на развитие человека повлияла амплификация других генов. Например, членов генной семьи TAS2R, которые отвечают за чувствительность вкусовых рецепторов к горьким веществам.
[v1] К ним относится и ген, который отвечает за способность различать вкус фенилтиокарбамида. Он есть примерно у 70% людей, которые определяют это вещество как горькое. А остальные просто не чувствуют вкуса этого химического соединения.
Стоун считает, что чувствительность к горькому вкусу -- важное средство, при помощи которого животным удается взаимодействовать с окружающей средой. И его изучение может показать, как развивались вкусовые пристрастия наших предков.
По словам профессора Стоун, такие исследования помогают понять, как приспосабливался человек к окружающей среде до того, как начал подминать ее под себя.
Об исследованиях профессора Стоун можно почитать в журнале Genome Research и на сайте Аризонского университета.
