В рационе древних людей было много углеводов и мало белков
Согласно новому исследованию, давняя привязанность современных людей к углеводам могла возникнуть еще до появления вида homo sapiens. Гены помогающие расщеплять крахмал удвоились еще у общих предков человека и неандертальца 800 тысяч лет назад.
Археологические находки последних лет показали, что люди уже давно приобрели вкус к углеводам, обжаривая такие продукты, как клубни и другие продукты, содержащие крахмал, который был обнаружен при анализе бактерий в зубах ископаемых останков.
Новое исследование, опубликованное в журнале Science, предлагает первое доказательство того, что рацион с высоким содержанием углеводов появился очень рано. Ученые проследили эволюцию гена, который позволяет человеку легче усваивать крахмал, расщепляя его до простых сахаров, которые организм может использовать для получения энергии.
Исследование показало, что копии этих генов появились задолго до появления сельского хозяйства. Возможно, это расширение произошло даже за сотни тысяч лет до того, как наш вид, Homo sapiens, или даже неандертальцы появились в качестве отдельных родов Homo.
Ген для расщепления углеводов
Исследователи из Лаборатории Джексона в Фармингтоне, штат Коннектикут и Университета Буффало в штате Нью-Йорк проанализировали геномы 68 древних людей. Исследовательская группа сосредоточилась на гене AMY1, который позволяет человеческому организму распознать и начать расщеплять сложные углеводы крахмала во рту, вырабатывая фермент амилазу. Без амилазы люди не смогли бы переваривать такие продукты, как картофель, макароны, рис или хлеб.
Сегодня люди имеют несколько копий этого гена, и их количество варьируется от человека к человеку. Однако генетикам нелегко было понять, как и когда число этих генов увеличилось. «Главный вопрос, на который мы пытались ответить, — когда произошло это дублирование? Именно поэтому мы начали изучать древние геномы», — говорит первый автор исследования Фейза Йилмаз. — «Предыдущие исследования показали, что существует корреляция между количеством копий AMY1 и количеством фермента амилазы, который выделяется в нашей слюне. Мы хотели понять, связано ли это с появлением сельского хозяйства».
Команда обнаружила, что еще 45 000 лет назад охотники-собиратели, еще до появления сельского хозяйства, имели в среднем от четырех до восьми копий AMY1, что говорит о том, что Homo sapiens почувствовал вкус к крахмалу задолго до того, как одомашненные сельскохозяйственные культуры сформировали рацион человека.
Исследование также показало, что дублирование гена AMY1 существует в геномах неандертальцев и денисовцев — вымерших гомининов, впервые обнаруженных в 2010 году, о которых известно относительно мало. Наличие нескольких копий гена у трех видов Homo говорит о том, что этот признак был общим для всех еще до того, как линии разделились.
Это означает, что архаичные люди имели более одной копии AMY1 еще 800 000 лет назад. Неясно, когда и почему именно произошла первоначальная дупликация AMY1, но, скорее всего, это произошло случайно. Наличие более чем одной копии создало генетическую возможность, которая дала людям преимущество в адаптации к новым диетам, особенно богатым крахмалом, по мере того как они сталкивались с различными средами обитания.
Анализ также показал, что количество копий AMY1 у человека резко возросло за последние 4000 лет — вероятно, этому способствовал естественный отбор, поскольку люди адаптировались к богатому крахмалом рациону, возникшему в результате перехода от образа жизни охотников-собирателей к сельскому хозяйству и выращиванию зерновых.
По словам Тейлора Гермеса, доцента кафедры антропологии Арканзасского университета, который не принимал участия в исследовании, работа предоставила убедительные доказательства, что именно углеводы, а не белки, обеспечили энергетическую подпитку, необходимую для увеличения размера человеческого мозга с течением времени.