Не сте точно това, което ядете. Но през много поколения това, което ядем, оформя нашия еволюционен път. „Диетата“, казва антропологът Джон Хоукс от Университета на Уисконсин-Мадисън, „е фундаментална история през цялата ни еволюционна история. През последните милион години има промени в човешката анатомия, зъбите и черепа, които според нас вероятно са свързани с промените в диетата. "
Свързано съдържание
- Готвенето може да е предизвикало човешката еволюция
Докато еволюцията ни продължава, решаващата роля на диетата не отмина. Генетичните проучвания показват, че хората все още се развиват, като има данни за естествен натиск върху селекцията върху гените, влияещи на всичко - от болестта на Алцхаймер до цвета на кожата до възрастта на менструацията. И това, което ядем днес, ще повлияе на посоката, която ще поемем утре.
Имам мляко?
Когато бозайниците са млади, те произвеждат ензим, наречен лактаза, за да подпомогнат храносмилането на захарната лактоза, която се намира в млякото на техните майки. Но след като повечето бозайници остареят, млякото изчезва от менюто. Това означава, че ензимите за усвояването му вече не са необходими, така че възрастните бозайници обикновено спират да ги произвеждат.
Благодарение на неотдавнашната еволюция обаче някои хора се противопоставят на тази тенденция.
Около две трети от възрастните хора имат непоносимост към лактоза или имат намалена лактозна толерантност след ранна детска възраст. Но толерантността варира драстично в зависимост от географията. Сред някои източноазиатски общности нетърпимостта може да достигне 90 процента; хората от западноафрикански, арабски, гръцки, еврейски и италиански произход също са особено податливи на лактозна непоносимост.
От друга страна, северноевропейците изглежда обичат лактозата - 95 процента от тях са толерантни, което означава, че продължават да произвеждат лактаза като възрастни. И тези числа се увеличават. „Поне в различни различни пет случая популациите са изтръгнали гена, отговорен за усвояването на тази захар, така че тя да остане активна при възрастните“, казва Хоукс, като отбелязва, че тя е най-често срещана сред народите в Европа, Близкия Изток и Източна Африка.
Древната ДНК показва колко е еволюционна тази лактозна толерантност при възрастни. Преди двайсет хиляди години тя не съществуваше. Днес около една трета от всички възрастни имат толерантност.
Тази светкавична еволюционна промяна предполага, че директната консумация на мляко трябва да е осигурила сериозно предимство за оцеляване пред хората, които трябваше да ферментират млечни продукти в кисело мляко или сирене. По време на ферментацията бактериите разграждат млечните захари, включително лактазата, превръщайки ги в киселини и облекчава храносмилането за тези с непоносимост към лактоза. Обаче, тези захари са добър парче от калоричното съдържание на храната.
Хоукс обяснява защо да можеш да усвоиш мляко, би било предимство в миналото: „Ти си в ограничена хранителна среда, освен че имаш добитък, овце, кози или камили и това ти дава достъп до високо енергийна храна, която бебетата могат да храносмилат, но възрастните не могат “, казва той. "Това, което прави е, позволява на хората да получават 30 процента повече калории от млякото, а вие нямате храносмилателни проблеми, които идват от консумацията на мляко."
Неотдавнашно генетично проучване установи, че толерантността към лактоза при възрастни е по-рядко срещана в Римска Британия, отколкото днес, което означава, че нейната еволюция продължава през цялата история на Европа.
В наши дни много хора имат достъп до изобилни алтернативни храни, както и без лактоза, хапчета или хапчета, които им помагат да храносмилат редовно млечни продукти. С други думи, можем да заобиколим някои въздействия от естествения подбор. Това означава, че характеристики като толерантността към лактоза може да нямат същите директни въздействия върху оцеляването или възпроизводството, както някога - поне в някои части на света.
„Доколкото знаем, няма значение за вашето оцеляване и размножаване в Швеция дали можете да усвоите мляко или не. Ако ядете от супермаркет (толерантността ви към млечни продукти не влияе на оцеляването ви). Но това все още има значение в Източна Африка “, казва Хоукс.
Пшеница, нишесте и алкохол
В наши дни не е рядкост да се намери цял пътека за хранителни стоки, посветена на бисквитки без глутен, хляб и бисквити. И все пак проблемите с храносмилането на глутен - основният протеин, открит в пшеницата - е друг сравнително скорошен затвор в човешката еволюция. Хората не са започнали редовно да съхраняват и ядат зърно до преди около 20 000 години, а опитомяването на пшеницата не е започнало сериозно до преди около 10 000 години.
Откакто пшеницата и ръжът се превърнаха в основен хранителен режим при хората, имаме честота на цьолиакия. „Гледаш ли това и казваш как се случи?“, Пита Хоукс. "Това е нещо, което естественият подбор не би трябвало да прави."
Отговорът се крие в нашия имунен отговор. Система от гени, известна като човешки левкоцитни антигени, участва в борбата с болестта и често произвежда нови вариации за борба с постоянно променящите се инфекции. За съжаление, за хората с цьолиакия тази система греши храносмилателната система на човека за заболяване и атакува лигавицата на червата.
Но въпреки очевидните недостатъци на цьолиакия, продължаващата еволюция изглежда не я прави по-рядка. Генетичните варианти зад цьолиакия изглежда са също толкова често срещани, колкото сега, откакто хората започнаха да ядат пшеница.
„Това е случай, когато селекция, която вероятно е свързана с болести и паразити, има страничен ефект, който поражда целиакия при малка част от хората. Това е компромис, който ни напусна неотдавнашната еволюция и не беше адаптиране към диетата - а адаптация въпреки диетата “, казва Хоукс. Неволните компромиси са често срещани в еволюцията. Например, генетичната мутация към червените кръвни клетки, която помага на хората да оцелеят от малария, също може да доведе до смъртоносно сърповидно-клетъчно заболяване.
Други примери за продължаващата ни еволюция чрез диета са интригуващи, но несигурни. Например, Амилазата е ензим, който помага на слюнката да усвои нишестето. В исторически план селскостопанските народи от Западна Евразия и Мезоамерика имат повече копия на асоциирания ген. Бяха ли избрани да усвояват нишестета по-добре? „Това прави убедителна история и може да е истина. Но биологията е сложна и не е напълно ясно какво има на работа или колко е важно ”, казва Хоукс.
Повече от една трета от източноазиатските - японците, китайците и корейците - имат реакция на зачервяване, когато метаболизират алкохола, тъй като процесът създава излишък от токсични ацеталдехидни ензими. Има силни генетични доказателства, че това е избрано наскоро, през последните 20 000 години, отбелязва Хоукс.
Тъй като появата му в генома може приблизително да съвпада с опитомяването на ориза преди 10 000 години, някои изследователи предполагат, че той е спрял хората да се отдават на оризово вино. Сроковете обаче не са точно определени, нито за мутацията, нито за опитомяването на ориза. Предполага се също, че ацеталдехидът предлага защита от паразити, които не са в състояние да стомаха токсина.
„Имаше значение по някакъв начин за миналото население, защото не беше обичайно и сега е“, казва Хоукс. "Това е голяма промяна, но всъщност не знаем защо."
По-важно, отколкото мислим?
Дори цветът на човешката кожа може да се измести, поне отчасти, като отговор на диетата (други фактори, проучвания предполагат, включват сексуален подбор). Сегашното разнообразие от цветове на човешката кожа е сравнително скорошно развитие. Стандартната хипотеза се фокусира върху разпространението на UV лъчите в екваториалните ширини. Телата ни се нуждаят от витамин D, така че кожата ни го произвежда, когато е напоена с UV лъчи. Но твърде много UV може да има пагубни ефекти, а по-тъмните пигменти на кожата са по-ефективни при блокирането им.
Докато хората се преместваха в по-тъмни, по-студени ширини, идеята продължава, кожата им вече не се нуждае от защита от твърде много UV и изсветляваща, за да може да произвежда по-полезен витамин D с по-малко слънчева светлина.
Но ДНК проучванията, сравняващи съвременните украинци с техните праисторически предци, показват, че европейският цвят на кожата се променя през последните 5000 години. За да се обясни това, друга теория предполага, че пигментацията на кожата може да е била под въздействието на диетата, когато ранните фермери са страдали от недостиг на витамин D, техните предци ловец-събирач навремето са получавали от риба и животински храни.
Нина Джаблонски, изследователка на цвета на кожата в Университета в Пен, каза на Science, че новите изследвания „предоставят доказателства, че загубата на редовен хранителен витамин D в резултат на прехода към по-силно земеделски начин на живот може да е предизвикала“ еволюцията на по-светлата кожа.
Трудно е да се види еволюцията в действие. Но новите технологии като секвенция на генома - и изчислителната сила за смачкване на масивни купчини данни - правят възможно да се забелязват малки генетични промени, които могат да добавят в продължение на много поколения до реални еволюционни промени. Все по-често базите данни от генетична информация също са сдвоени с информация като медицински истории и фактори на околната среда, като диета, която може да позволи на учените да наблюдават начините на взаимодействие.
Hakhamanesh Mostafavi, еволюционен биолог в Колумбийския университет, е автор на едно такова изследване на генома, което анализира ДНК от 215 000 души, за да се опита да види как продължаваме да се развиваме през обхвата от само едно поколение или две. „Очевидно нашата диета днес коренно се променя, така че кой знае какъв еволюционен ефект може да има“, казва Мостафави. „Това не е задължително да има ефект на директен подбор, но може да взаимодейства с гени, които контролират характеристика.“
Генетичните изследвания на Mostafavi разкриха също, че някои варианти, които всъщност съкращават човешкия живот, като този, който подтиква пушачите да увеличат консумацията си над нормите за пушене, все още се подбират активно срещу.
„Ние виждаме пряк ефект на този ген върху оцеляването на хората днес“, обяснява той. „И потенциално можете да си представите, че диетата може да има същия вид ефект. Имаме толкова много скорошни промени в диетата, като бърза храна за един пример, и просто още не знаем какви ефекти могат да имат или не могат да имат. “
За щастие, благодарение на работата на учени като Мостафави и Хоукс, може да отнеме 20 000 години, за да се разбере.
