قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
أظهرت دراسة جديدة أن أصل علاقة الحب الطويلة الأمد بين البشر المعاصرين والكربوهيدرات قد يسبق وجودنا كنوع.
ساعدت الصورة النمطية السائدة ذات يوم للبشر القدماء الذين يتناولون شرائح لحم الماموث وغيرها من قطع اللحم في تعزيز فكرة اتباع نظام غذائي غني بالبروتين كان ضروريًا لتغذية نمو الدماغ الكبير.
لكن الأدلة الأثرية في السنوات الأخيرة تحدت هذا الرأي، مما يشير إلى أن البشر قد طوروا منذ فترة طويلة ذوقًا للكربوهيدرات، وشوي أشياء مثل الدرنات وغيرها من الأطعمة المحملة بالنشويات التي تم اكتشافها من خلال تحليل البكتيريا الموجودة في الأسنان.
يقدم البحث الجديد، الذي نشر في مجلة Science يوم الخميس، أول دليل وراثي على الأنظمة الغذائية المبكرة المحملة بالكربوهيدرات. تتبع العلماء تطور الجين الذي يمكّن البشر من هضم النشا بسهولة أكبر عن طريق تحليله إلى سكريات بسيطة يمكن لأجسامنا استخدامها للحصول على الطاقة. وكشفت الدراسة أن هذه الجينات تضاعفت قبل فترة طويلة من ظهور الزراعة.
وقد يعود هذا التوسع إلى مئات الآلاف من السنين، قبل وقت طويل من ظهور جنسنا البشري، أو الإنسان العاقل، أو حتى إنسان النياندرتال، كسلالات بشرية متميزة.
وقام الباحثون في مختبر جاكسون في فارمنجتون بولاية كونيتيكت، وجامعة بوفالو في ولاية نيويورك، بتحليل الجينوم الخاص بـ 68 إنسانًا قديمًا. وركز فريق الدراسة على جين يسمى AMY1، والذي يسمح للبشر بتحديد والبدء في تحطيم نشا الكربوهيدرات المعقدة في الفم عن طريق إنتاج إنزيم الأميليز. وبدون الأميليز، لن يتمكن البشر من هضم الأطعمة مثل البطاطس والمعكرونة والأرز أو الخبز.
لدى البشر اليوم نسخ متعددة من هذا الجين، ويختلف العدد من شخص لآخر. ومع ذلك، فقد كان من الصعب على علماء الوراثة أن يجمعوا كيف ومتى زاد عدد هذه الجينات – وهو انعكاس للوقت الذي من المحتمل أن يصبح فيه تناول النشا مفيدًا لصحة الإنسان.
“السؤال الرئيسي الذي كنا نحاول الإجابة عليه هو، متى حدثت هذه الازدواجية؟ وقالت المؤلفة الأولى للدراسة فايزة يلماز، وهي عالمة حسابية مشاركة في مختبر جاكسون: “لهذا السبب بدأنا دراسة الجينومات القديمة”.
“تظهر الدراسات السابقة أن هناك علاقة بين أرقام نسخ AMY1 وكمية إنزيم الأميليز الذي يتم إطلاقه في لعابنا. أردنا أن نفهم ما إذا كان هذا حدثًا يتوافق مع ظهور الزراعة. قالت: “هذا … سؤال ساخن”.
فرصة وراثية
ووجد الفريق أنه منذ 45 ألف سنة مضت، كان لدى الصيادين وجامعي الثمار – الذين سبقت أسلوب حياتهم الزراعة – ما متوسطه من أربع إلى ثماني نسخ من AMY1، مما يشير إلى أن الإنسان العاقل كان لديه طعم النشا قبل وقت طويل من تشكيل تدجين المحاصيل. الأنظمة الغذائية البشرية.
وكشف البحث أيضًا عن وجود ازدواجية لجين AMY1 في جينومات إنسان النياندرتال والدينيسوفان، وهو إنسان منقرض تم اكتشافه لأول مرة في عام 2010 ولا يُعرف عنه سوى القليل نسبيًا. ويشير وجود نسخ متعددة من الجين في ثلاثة أنواع بشرية إلى أنها كانت سمة مشتركة بين سلف مشترك، قبل انقسام الأنساب المختلفة، وفقا للدراسة.
ويعني هذا الاكتشاف أن البشر القدماء كان لديهم أكثر من نسخة واحدة من AMY1 منذ 800 ألف عام.
ليس من الواضح بالضبط متى حدث التكرار الأولي لـ AMY1، ولكن من المحتمل أنه حدث بشكل عشوائي. ووجود أكثر من نسخة خلق فرصة وراثية أتاحت للإنسان ميزة التكيف مع الأنظمة الغذائية الجديدة، خاصة تلك الغنية بالنشويات، حيث واجه بيئات مختلفة.
وأظهر التحليل أيضًا أن عدد نسخ AMY1 التي يحملها الشخص زاد بشكل حاد خلال الـ 4000 عام الماضية، وهو ما يفضله على الأرجح الانتقاء الطبيعي حيث تكيف البشر مع الأنظمة الغذائية الغنية بالنشا الناتجة عن التحول من أسلوب حياة الصيد وجمع الثمار إلى الزراعة وزراعة الحبوب. .
وقال تايلور هيرميس، الأستاذ المساعد في قسم الأنثروبولوجيا بجامعة أركنساس، إن الدراسة “قدمت أدلة دامغة” حول كيفية تطور الآلية الجزيئية لتحويل النشويات صعبة الهضم إلى سكريات يسهل الوصول إليها لدى البشر. المشاركة في البحث.
علاوة على ذلك، فإن البحث الجديد يدعم النظرية الناشئة القائلة بأن الكربوهيدرات، وليس البروتينات، هي التي توفر دفعة الطاقة اللازمة لزيادة حجم الدماغ البشري بمرور الوقت.
“لقد وجد المؤلفون أن عدد النسخ المتزايد من جين الأميليز، والذي يؤدي إلى قدرة أكبر على تحطيم النشا، ربما ظهر قبل مئات الآلاف من السنين قبل إنسان نياندرتال أو دينيسوفان، مما يعطي مزيدًا من الفضل لفكرة أن النشويات يتم استقلابها إلى مواد بسيطة”. وقال هيرميس: “إن السكريات تغذي نمو الدماغ سريع النمو خلال التطور البشري”.
وأضاف هيرميس: “بينما أعتقد أن هناك ما يبرر إجراء المزيد من الاختبارات على الجينومات البشرية القديمة عالية الجودة، فقد فوجئت بأن المؤلفين تمكنوا من اكتشاف نسخ متعددة من جينات الأميليز في جينومات النياندرتال والدينيسوفان التي تم نشرها سابقًا”. “وهذا يوضح أهمية الاستمرار في استخراج جينومات أسلافنا من البشر للحصول على سجلات طبية وفسيولوجية مهمة.”
وقالت كريستينا وارينر، أستاذة مساعدة في العلوم الاجتماعية والأنثروبولوجيا في جامعة هارفارد، إنه من الصعب فهم كيفية تباين الجينات الفردية بمرور الوقت بين المجموعات السكانية، والدراسة “مثيرة للإعجاب للغاية”.
وقال وارينر، الذي لم يشارك في البحث: “نحن نعلم أن التحولات الغذائية لعبت دورًا مركزيًا في تطور الإنسان، لكن إعادة بناء هذه الأحداث التي حدثت منذ آلاف ومئات الآلاف وحتى ملايين السنين أمر شاق”. .
“إن التحري الجينومي لهذه الدراسة يساعد أخيرًا في تحديد الوقت لبعض تلك المعالم الرئيسية، ويكشف عن أدلة محيرة حول علاقة الحب الطويلة بين البشرية والنشا.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com