Углеводы — от хрустящего картофеля фри до хрустящих хлебцев на закваске — являются неотъемлемым и лакомым элементом питания человека.
Но почему мы так любим эти продукты, содержащие крахмал и сахар? Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, ответ может скрываться в нашей ДНК.
Учёные выяснили, что генетические основы нашей способности переваривать углеводы были заложены более 800’000 лет назад, во времена Гейдельбергского человека в Африке, задолго до появления сельского хозяйства — и гораздо раньше, чем считалось ранее.
Это открытие поднимает новые вопросы, касающиеся рациона питания и образа жизни наших предков — охотников-собирателей. Учёные предполагают, что это также ставит под сомнение давнее мнение о том, что богатая белком диета ответственна за увеличение размера человеческого мозга. Возможно, углеводы, а не мясо, давали людям энергию, необходимую для развития мозга большего размера.
Впрочем, опуская этические оценки, заметим, что эксперименты американцев и европейцев над кенийцами показали, что дети без мяса в рационе сильно отстают в развитии. Аналогичные результаты получены в Египте и Мексике. Но вернёмся к углеродам.
«Мы знаем, что изменения в рационе питания сыграли центральную роль в эволюции человека… но реконструировать эти события, которые происходили тысячи, сотни тысяч и даже миллионы лет назад, непросто, — рассказывает антрополог Кристина Уориннер из Гарвардского университета, которая не принимала участия в исследовании. — Геномный анализ, проведённый в ходе этого исследования, помогает, наконец, определить некоторые из этих важных этапов и раскрывает дразнящие подсказки о долгой любви человечества к крахмалу».
Исследователи изучили геномы 68 древних людей, в том числе одного, жившего 45’000 лет назад. Более конкретно, они сосредоточились на гене под названием AMY1, который отвечает за выработку фермента под названием амилаза.
Амилаза помогает человеку переваривать сложные углеводы, начиная с того момента, как крахмалистая пища попадает в рот. Амилаза, которая вырабатывается в слюнных железах и поджелудочной железе, также является причиной того, что даже не содержащие сахара углеводы, такие как хлеб, иногда имеют сладкий вкус.
У современных людей в ДНК разное количество генов амилазы — у некоторых людей на хромосому приходится до 11 копий AMY1. Эти копии, по-видимому, специфичны для человека: например, шимпанзе также вырабатывают амилазу, но у них есть только одна копия этого гена.
Когда учёные изучили ДНК древнего человека, они обнаружили, что у охотников-собирателей уже было в среднем от 4 до 8 копий AMY1, хотя наш вид ещё не занимался сельским хозяйством. Неандертальцы и денисовцы, ранние родственники человека, также имели дубликаты генов AMY1.
Эти данные указывают на то, что копии гена AMY1 могут восходить к общему предку, жившему около 800’000 лет назад, до того, как эти три вида отделились друг от друга. Но почему у древних людей, которые в основном питались плотоядными, был ген амилазы? Возможно, они также употребляли крахмалистые продукты в дополнение к мясу. Или, возможно, гены AMY1 развились случайным образом и вообще не служили никакой цели. Учёные до сих пор не уверены в первопричине этого.
Другое недавнее исследование, опубликованное в прошлом месяце в журнале Nature, показало, что среднее количество копий AMY1 в ДНК человека увеличилось за последние 12’000 лет — это время, когда люди начали одомашнивать и выращивать сельскохозяйственные культуры, многие из которых были крахмалистыми злаками и клубнями.
Это открытие позволяет предположить, что наличие большего количества копий AMY1 дало людям, занимающимся сельским хозяйством, некоторое преимущество, которое повысило их шансы на выживание. Но учёные не уверены, в чем могло заключаться это преимущество. Одна из гипотез в том, что амилаза не просто запускает переваривание углеводов — возможно, она также помогает человеческому организму извлекать больше энергии из углеводов, что было бы полезно в голодные времена.
Например, во время голода выработка большего количества амилазы могла быть «вопросом жизни и смерти», — говорит генетик Омер Гоккумен из Университета в Буффало, соавтор научной работы.
