Του Γιώργου Λεκάκη
Η ικανότητα πέψης του αμύλου
έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στην ανθρώπινη εξέλιξη.
Όταν το άμυλο εισέρχεται στο
στόμα, η αμυλάση, ένα ένζυμο στο σάλιο, αρχίζει να το διασπά.
Δύο πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν
την εξελικτική σημασία της αμυλάσης στους προγόνους του ανθρώπου, και πώς προσαρμόστηκαν
στην αλλαγή της δίαιτάς του. Ένας κοινός απλότυπος τριών αντιγράφων, που
χρονολογείται πριν από 800.000 χρόνια, έχει δημιουργήσει ταχέως εξελισσόμενες
αναδιατάξεις.
Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι
οι πρώτοι άνθρωποι είχαν περίπου 5 αντίγραφα του γονιδίου[1], τα
οποία ίσως εμφανίσθηκαν αφού έμαθαν να ελέγχουν την φωτιά, δηλ. περίπου πριν
από περισσότερα από 600.000 χρόνια!
Αυτή η προσαρμογή μπορεί να βοήθησε στην
διάσπαση των σκληρών ινών στα αμυλώδη φυτά, βελτιώνοντας την διατροφή τους. Η
θερμότητα από την φωτιά έκανε τα αμυλούχα τρόφιμα πιο εύπεπτα και τα επί πλέον
γονίδια αμυλάσης πιθανότατα προσέφεραν ένα πλεονέκτημα επιβίωσης.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι
οι πρώτοι άνθρωποι βίωσαν δύο σημαντικά κύματα επέκτασης του γονιδίου της
αμυλάσης:
-Το πρώτο δυνητικά
συνδεδεμένο με την κυριαρχία της φωτιάς, και
– το δεύτερο με την έναρξη της
γεωργίας, πριν από περίπου 12.000 χρόνια.
Η ομάδα του Gokcumen εντόπισε
την εξέλιξη του γονιδίου της αμυλάσης, χρησιμοποιώντας αρχαίο DNA από κυνηγούς-τροφσυλλέκτες, που εζησαν 45.000 χρόνια πριν και Νεάντερταλ.
Το δεύτερο κύμα διπλασιασμού
των γονιδίων αμυλάσης, συνέβη με την γεωργική επανάσταση. Η υιοθέτηση της
γεωργίας προκάλεσε μια ταχεία στροφή προς δίαιτες πλούσιες σε άμυλο στους
ανθρώπινους πληθυσμούς. Τα γονίδια αμυλάσης διευκολύνουν την πέψη του αμύλου
και έχει παρατηρηθεί αυξημένος αριθμός αντιγράφων αμυλάσης σε ορισμένους
σύγχρονους ανθρώπινους πληθυσμούς Homo Sapiens με υψηλή πρόσληψη αμύλου.
Καθώς οι κοινωνίες εστράφησαν
προς την γεωργία, οι δίαιτες άλλαξαν για να συμπεριλάβουν περισσότερες
καλλιέργειες, πλούσιες σε άμυλο, όπως το σιτάρι, το κριθάρι και οι πατάτες[2]. Οι μελέτες
δείχνουν μια σημαντική αύξηση στον επιπολασμό των γονιδίων επί πλέον αμυλάσης
στο DNA των ανθρώπων αυτής της περιόδου.
Η έρευνα διαπίστωσε ότι τα
γονίδια αμυλάσης έχουν υψηλότερο αριθμό αντιγράφων στους αγροτικούς πληθυσμούς
από ό,τι στους πληθυσμούς που τρέφονται με ψάρια, κυνήγι και κτηνοτροφικά προϊόντα.
Αυτή η εξελικτική ευελιξία
μπορεί επίσης να παρέχει πληροφορίες για σύγχρονες ασθένειες, όπως ο διαβήτης,
όπου οι δίαιτες βαρειές σε άμυλο, μπορεί να προκαλέσουν επιπλοκές σε όσους
έχουν λιγότερα γονίδια αμυλάσης.
Αλλά η παρουσία πολλαπλών
γονιδίων αμυλάσης δεν φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά την υγεία ή την
αναπαραγωγή. Αυτό εγείρει το ερώτημα: Ποιο πλεονέκτημα παρείχαν τα γονίδια επί πλέον
αμυλάσης στους προγόνους μας; Η αμυλάση μπορεί να δρα ως σηματοδοτικό ένζυμο,
προετοιμάζοντας το σώμα να απορροφήσει αποτελεσματικά τα σάκχαρα από το άμυλο.
Σε περιόδους έλλειψης, αυτή η σηματοδότηση θα μπορούσε να ήταν ζωτικής σημασίας
για την επιβίωση…
ΠΗΓΗ: D. Bolognini, κ.ά. «Recurrent evolution and selection shape structural
diversity at the amylase locus», Nature, vol. 634, σελ. 617 – 625, 4.9.2024. Και: F. Yilmaz, Ch. Karageorgiou,
κ.ά. «Reconstruction of the human amylase locus reveals
ancient duplications seeding modern-day variation», DOI:
10.1126/science.adn0609, Science, 17.10.2024. ΑΡΧΕΙΟΝ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ, 18.10.2024.
ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ:
[1] Συγκριτικώς, οι πίθηκοι όπως οι χιμπατζήδες, έχουν
μόνο, ένα γονίδιο αμυλάσης, που δείχνει μια έντονη γενετική διαφορά.
[2] Η ομάδα του δρ. Sudmant βρήκε στοιχεία παρόμοιων
εξελικτικών προτύπων σε άλλες περιοχές, πέρα από την Ευρώπη και την Δυτική
Ασία. Στο Περού, λ.χ., η εξημέρωση της πατάτας, πριν από περισσότερα από 5.000
χρόνια, συνοδεύθηκε με την αύξηση των αντιγράφων γονιδίων αμυλάσης.
