С течение на времето диетата причинява драстични промени в нашата анатомия, имунната система и може би цвета на кожата

Вие не сте това, което ядете, точно. Но през много поколения това, което ядем, оформя нашия еволюционен път. „Диетата - казва антропологът Джон Хоукс от Университета на Уисконсин - Медисън - е била основна история през цялата ни еволюционна история. През последния милион години имаше промени в човешката анатомия, зъби и череп, които според нас вероятно са свързани с промени в диетата. "

алкохолът

Свързано съдържание

Тъй като нашата еволюция продължава, решаващата роля на диетата не е изчезнала. Генетичните проучвания показват, че хората все още се развиват, с доказателства за естествен натиск върху селекцията върху гените, засягащи всичко - от болестта на Алцхаймер до цвета на кожата до менструалната възраст. И това, което ядем днес, ще повлияе в посоката, в която ще поемем утре.

Имам мляко?

Когато бозайниците са млади, те произвеждат ензим, наречен лактаза, за да подпомогнат храносмилането на захарната лактоза, намираща се в млякото на майките им. Но след като повечето бозайници навършат пълнолетие, млякото изчезва от менюто. Това означава, че ензимите за неговото усвояване вече не са необходими, така че възрастните бозайници обикновено спират да ги произвеждат.

Благодарение на скорошната еволюция обаче някои хора се противопоставят на тази тенденция.

Около две трети от възрастните хора са с непоносимост към лактоза или имат намален толеранс към лактоза 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 склонни към непоносимост към лактоза.

Северните европейци, от друга страна, изглежда обичат лактозата си - 95 процента от тях са толерантни, което означава, че продължават да произвеждат лактаза като възрастни. И тези числа се увеличават. „В най-малко различни пет случая популациите са променили гена, отговорен за смилането на тази захар, така че тя да остане активна при възрастни“, казва Хоукс, отбелязвайки, че тя е най-често срещана сред народите в Европа, Близкия изток и Източна Африка.

Древната ДНК показва колко е скорошна тази толерантност към лактоза при възрастни, в еволюционен план. Преди двадесет хиляди години тя не съществуваше. Днес около една трета от всички възрастни имат толерантност.

Тази светкавична еволюционна промяна предполага, че пряката консумация на мляко трябва да е осигурила сериозно предимство за оцеляване пред хората, които трябва да ферментират млечни продукти в кисело мляко или сирене. По време на ферментацията бактериите разграждат млечните захари, включително лактазата, превръщайки ги в киселини и облекчавайки храносмилането за тези с непоносимост към лактоза. Отнесените с тези захари обаче са добра част от калоричното съдържание на храната.

Хоукс обяснява защо възможността за смилане на мляко би било толкова благодат в миналото: „Вие сте в среда с ограничено хранене, освен ако имате говеда, овце, кози или камили и това ви дава достъп до високо енергийна храна, която бебетата могат да усвоят, но възрастните не могат “, казва той. „Това, което прави, е да позволи на хората да получават 30 процента повече калории от млякото, а вие нямате проблеми с храносмилането, които произтичат от консумацията на мляко.“

Неотдавнашно генетично проучване установи, че толерантността към лактоза при възрастни е по-рядко срещана в Римска Великобритания, отколкото днес, което означава, че нейната еволюция е продължила през историята на Европа.

В наши дни много хора имат достъп до изобилие от алтернативни храни, както и до мляко без лактоза или хапчета, които им помагат да усвояват обикновените млечни продукти. С други думи, можем да заобиколим някои въздействия на естествения подбор. Това означава, че характеристики като толерантност към лактоза може да нямат същото пряко въздействие върху оцеляването или размножаването, което някога са имали - поне в някои части на света.

„Доколкото знаем, няма значение за оцеляването и размножаването ви в Швеция дали можете да смилате мляко или не. Ако се храните извън супермаркет (толерантността към млечните продукти не влияе върху оцеляването ви). Но все пак има значение в Източна Африка “, казва Хоукс.

Пшеница, нишесте и алкохол

В наши дни не е необичайно да намерите цяла пътека за хранителни стоки, посветена на безглутенови бисквитки, хляб и бисквити. И все пак проблемът с храносмилането на глутена - основният протеин, открит в пшеницата - е друг сравнително скорошен проблем в човешката еволюция. Хората започват да съхраняват и ядат редовно зърнени храни преди около 20 000 години, а опитомяването на пшеница започва сериозно едва преди около 10 000 години.

Откакто пшеницата и ръжта се превърнаха в основен елемент на човешкия хранителен режим, имаме сравнително висока честота на цьолиакия. „Погледнете това и кажете как се случи?“ пита Хоукс. „Това е нещо, което естественият подбор не е трябвало да прави.“

Отговорът се крие в нашия имунен отговор. Система от гени, известни като човешки левкоцитни антигени, участват в борбата срещу болестите и често произвеждат нови варианти за борба с постоянно променящите се инфекции. За съжаление, при лица с цьолиакия тази система греши в храносмилателната система на човека за заболяване и атакува лигавицата на червата.

И все пак въпреки очевидните недостатъци на целиакия, продължаващата еволюция не изглежда да я прави по-рядка. Генетичните варианти зад целиакия изглеждат също толкова често срещани, колкото и откакто хората започнаха да ядат пшеница.

„Това е случай, когато селекция, която вероятно е свързана с болести и паразити, има страничен ефект, който причинява цьолиакия при малка част от хората. Това е компромис, който ни остави скорошната еволюция и това не беше адаптация към диетата - това беше адаптация въпреки диетата “, казва Хоукс. Неволните компромиси са често срещани в еволюцията. Например генетичната мутация на червените кръвни клетки, която помага на хората да преживеят маларията, също може да доведе до смъртоносна сърповидно-клетъчна болест.

Други примери за нашата продължаваща еволюция чрез диета са интригуващи, но несигурни. Например, амилазата е ензим, който помага на слюнката да смила нишестето. В исторически план земеделските народи от Западна Евразия и Мезоамерика имат повече копия на свързания с тях ген. Избрани ли са за по-добро смилане на нишестето? „Това прави завладяваща история и може би е вярно. Но биологията е сложна и не е напълно ясно какво работи или колко е важно “, казва Хоукс.

Повече от една трета от източните азиатци - японци, китайци и корейци - имат реакция на зачервяване, когато метаболизират алкохола, тъй като процесът създава излишък от токсични ацеталдехидни ензими. Съществуват сериозни генетични доказателства, че това е избрано наскоро, през последните 20 000 години, отбелязва Хоукс.

Тъй като появата му в генома може приблизително да съвпадне с опитомяването на ориз преди 10 000 години, някои изследователи предполагат, че това е спряло хората да не се отдават на оризово вино. Сроковете обаче не са точно определени нито за мутацията, нито за опитомяването на ориза. Предполага се също така, че ацеталдехидът предлага защита срещу паразити, които не са в състояние да погълнат токсина.

„Това имаше значение по някакъв начин за минали популации, защото не беше често срещано и сега е така“, казва Хоукс. "Това е голяма промяна, но ние наистина не знаем защо."

По-важно, отколкото си мислим?

Дори цветът на човешката кожа може да се променя, поне отчасти, като отговор на диетата (други фактори, според проучванията, включват сексуален подбор). Настоящото 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 вредни ефекти, а по-тъмните пигменти на кожата са по-ефективни при блокирането им.

Тъй като хората се преместиха в по-тъмни, по-студени географски ширини, идеята гласи, че кожата им вече не се нуждае от защита от прекалено много ултравиолетови лъчи и изсветлява, за да може да произвежда по-полезен витамин D с по-малко слънчева светлина.

Но ДНК изследвания, 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 влиянието на диетата, когато ранните фермери са страдали от липса на витамин D, техните предци-ловци някога са получавали от риба и животински храни.

Нина Яблонски, изследовател на цвета на кожата от държавния университет в Пен, каза пред Science, че ново изследване „предоставя доказателства, че загубата на редовен хранителен витамин D в резултат на прехода към по-силно селскостопански начин на живот може да е предизвикала“ еволюцията на по-светлата кожа.

Трудно е да се види еволюцията в действие. Но новите технологии като геномно секвениране - и изчислителната сила за смачкване на масивни купища данни - позволяват да се забележат малки генетични ощипвания, които могат да се добавят в продължение на много поколения към реални еволюционни промени. Все по-често базите данни с генетична информация също се свързват с информация като медицинска история и фактори на околната среда като диета, което може да позволи на учените да наблюдават начините на взаимодействие.

Хахаманеш Мостафави, еволюционен биолог от 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 в рамките на само едно поколение или две. „Очевидно нашата диета се променя коренно днес, така че кой знае какъв еволюционен ефект може да има“, казва Мостафави. „Може да не е задължително да има пряк селективен ефект, но може да взаимодейства с гени, които контролират дадена черта.“

Генетичните изследвания на Мостафави също разкриха, че някои варианти, които всъщност съкращават човешкия живот, като този, който кара пушачите да увеличат консумацията си над нормите за пушене, все още се избират активно срещу.

„Виждаме пряк ефект от този ген върху оцеляването на хората днес“, обяснява той. „И потенциално можете да си представите, че диетата може да има същия ефект. Имаме толкова много скорошни диетични промени, като бърза храна за един пример, и просто все още не знаем какви ефекти могат да имат или не. “

За щастие, благодарение на работата на учени като Мостафави и Хоукс, може да не отнеме 20 000 години, за да разберем.

Относно Брайън Хандверк

Брайън Хандверк е писател на свободна практика, базиран в Амхърст, Ню Хемпшир.