Je bent niet precies wat je eet. Maar gedurende vele generaties vormt wat we eten ons evolutionaire pad. "Dieet", zegt antropoloog John Hawks, van de Universiteit van Wisconsin-Madison, "is een fundamenteel verhaal geweest in onze evolutionaire geschiedenis. In de afgelopen miljoen jaar zijn er veranderingen geweest in de menselijke anatomie, tanden en de schedel, waarvan we denken dat die waarschijnlijk verband houden met veranderingen in het dieet. "
gerelateerde inhoud
- Koken kan menselijke evolutie hebben gestimuleerd
Naarmate onze evolutie zich voortzet, is de cruciale rol van voeding niet verdwenen. Genetische studies tonen aan dat mensen nog steeds evolueren, met aanwijzingen voor natuurlijke selectiedruk op genen die van invloed zijn op alles, van de ziekte van Alzheimer tot de huidskleur tot de menstruatie. En wat we vandaag eten, zal de richting beïnvloeden die we morgen zullen nemen.
Heb melk?
Wanneer zoogdieren jong zijn, produceren ze een enzym lactase om de suikerachtige lactose in de moedermelk te verteren. Maar zodra de meeste zoogdieren volwassen worden, verdwijnt melk van het menu. Dat betekent dat enzymen om het te verteren niet langer nodig zijn, dus volwassen zoogdieren stoppen meestal met het produceren ervan.
Dankzij de recente evolutie trotseren sommige mensen deze trend.
Ongeveer tweederde van de volwassen mensen zijn lactose-intolerant of hebben een verminderde lactose-tolerantie na de kindertijd. Maar de tolerantie varieert sterk, afhankelijk van de geografie. Onder sommige Oost-Aziatische gemeenschappen kan intolerantie 90 procent bereiken; mensen van West-Afrikaanse, Arabische, Griekse, Joodse en Italiaanse afkomst zijn ook bijzonder gevoelig voor lactose-intolerantie.
Noord-Europeanen lijken daarentegen dol te zijn op hun lactose - 95 procent van hen is tolerant, wat betekent dat ze lactase als volwassenen blijven produceren. En die aantallen nemen toe. "In ten minste vijf verschillende gevallen hebben populaties het gen dat verantwoordelijk is voor het verteren van die suiker aangepast, zodat het actief blijft bij volwassenen, " zegt Hawks, en merkt op dat het het meest voorkomt bij mensen in Europa, het Midden-Oosten en Oost-Afrika.
Ancient DNA laat zien hoe recent deze lactosetolerantie voor volwassenen is, in evolutionaire termen. Twintigduizend jaar geleden bestond het niet. Tegenwoordig heeft ongeveer een derde van alle volwassenen tolerantie.
Die bliksemsnelle evolutionaire verandering suggereert dat directe melkconsumptie een ernstig overlevingsvoordeel moet hebben opgeleverd ten opzichte van mensen die zuivel moesten fermenteren tot yoghurt of kaas. Tijdens de gisting breken bacteriën melksuikers af, waaronder lactase, waardoor ze worden omgezet in zuren en de spijsvertering wordt vergemakkelijkt voor mensen met lactose-intolerantie. Weg met die suikers is echter een goed deel van het calorische gehalte van het voedsel.
Hawks legt uit waarom het in het verleden zo goed was geweest om melk te verteren: 'Je bevindt je in een omgeving met weinig voedingsstoffen, behalve dat je vee, schapen, geiten of kamelen hebt en dat geeft je toegang tot een high energievoedsel dat baby's kunnen verteren, maar volwassenen niet ', zegt hij. "Wat het wel doet, is dat mensen 30 procent meer calorieën uit melk halen, en je hebt niet de spijsverteringsproblemen die voortkomen uit melkconsumptie."
Een recent genetisch onderzoek wees uit dat lactose bij volwassenen minder gebruikelijk was in Rome dan vandaag, wat betekent dat de evolutie ervan is doorgegaan in de geschiedenis van Europa.
Tegenwoordig hebben veel mensen toegang tot overvloedig alternatief voedsel, evenals lactosevrije melk of lactasepillen die hen helpen normale zuivel te verteren. Met andere woorden, we kunnen sommige effecten van natuurlijke selectie omzeilen. Dat betekent dat eigenschappen als lactose-tolerantie misschien niet dezelfde directe effecten op overleving of voortplanting hebben als ooit - althans in sommige delen van de wereld.
“Voor zover wij weten, maakt het voor uw overleving en voortplanting in Zweden geen verschil uit of u melk kunt verteren of niet. Als u uit een supermarkt eet (uw zuiveltolerantie heeft geen invloed op uw overleving). Maar het maakt nog steeds een verschil in Oost-Afrika, "zegt Hawks.
Tarwe, zetmeel en alcohol
Tegenwoordig is het niet ongewoon om een hele gangpad van een supermarkt te vinden gewijd aan glutenvrije koekjes, brood en crackers. Maar problemen met het verteren van gluten - het belangrijkste eiwit dat in tarwe wordt gevonden - is een ander relatief recent probleem in de menselijke evolutie. Mensen begonnen met het opslaan en eten van granen tot ongeveer 20.000 jaar geleden, en tarwe-domesticatie begon pas echt serieus tot ongeveer 10.000 jaar geleden.
Omdat tarwe en rogge een belangrijk onderdeel van het menselijke dieet werden, hebben we echter een relatief hoge frequentie van coeliakie gehad. “Je kijkt hiernaar en zegt hoe het is gebeurd?” Vraagt Hawks. "Dat is iets dat natuurlijke selectie niet had moeten doen."
Het antwoord ligt in onze immuunrespons. Een systeem van genen bekend als de menselijke leukocytenantigenen neemt deel aan de strijd tegen ziekten en produceert vaak nieuwe variaties om steeds veranderende infecties te bestrijden. Helaas, voor personen met coeliakie, verwart dit systeem het menselijke spijsverteringsstelsel voor een ziekte en valt het de darmwand aan.
Maar ondanks de duidelijke nadelen van coeliakie, lijkt de voortdurende evolutie het niet minder frequent te maken. De genetische varianten achter coeliakie lijken nu net zo gewoon te zijn als ze zijn sinds mensen tarwe begonnen te eten.
“Dit is een geval waarin een selectie die waarschijnlijk gaat over ziekte en parasieten een bijwerking heeft die coeliakie veroorzaakt bij een kleine fractie van mensen. Dat is een afweging die de recente evolutie ons heeft nagelaten en het was geen aanpassing aan voeding - het was een aanpassing ondanks voeding, ”zegt Hawks. Onbedoelde afwegingen komen veel voor in de evolutie. De genetische mutatie in rode bloedcellen die mensen helpt malaria te overleven, kan bijvoorbeeld ook de dodelijke sikkelcelziekte veroorzaken.
Andere voorbeelden van onze voortdurende evolutie via voeding zijn intrigerend maar onzeker. Amylase is bijvoorbeeld een enzym dat speeksel helpt zetmeel te verteren. Historisch gezien hebben landbouwvolken uit West-Eurazië en Meso-Amerika meer exemplaren van het bijbehorende gen. Zijn ze geselecteerd om zetmeel beter te verteren? “Dat maakt een boeiend verhaal en het kan waar zijn. Maar biologie is ingewikkeld en het is niet helemaal duidelijk wat er aan het werk is of hoe belangrijk het is ', zegt Hawks.
Meer dan een derde van de Oost-Aziaten - Japanners, Chinezen en Koreanen - heeft een spoelreactie wanneer ze alcohol metaboliseren, omdat het proces een teveel aan giftige acetaldehyde-enzymen creëert. Er is sterk genetisch bewijs dat dit recent is geselecteerd, gedurende de laatste 20.000 jaar, merkt Hawks op.
Omdat het voorkomen in het genoom ongeveer samenvalt met rijst domesticatie 10.000 jaar geleden, suggereren sommige onderzoekers dat het mensen ervan weerhield om zich over te geven aan rijstwijn. De tijdlijnen zijn echter niet precies bepaald voor de mutatie of rijst domesticatie. Er is ook gesuggereerd dat acetaldehyde bescherming bood tegen parasieten die de toxine niet konden verdragen.
"Het deed er op de een of andere manier toe voor vroegere populaties, omdat het niet gebruikelijk was en nu is het zo, " zegt Hawks. "Het is een grote verandering, maar we weten echt niet waarom."
Belangrijker dan wij denken?
Zelfs de kleur van de menselijke huid kan, althans gedeeltelijk, veranderen als reactie op een dieet (andere factoren, suggereren studies, omvatten seksuele selectie). De huidige diversiteit van menselijke huidskleuren is een relatief recente ontwikkeling. De standaardhypothese richt zich op de prevalentie van UV-stralen op equatoriale breedtegraden. Ons lichaam heeft vitamine D nodig, dus onze huid produceert het wanneer het doorweekt wordt door UV-stralen. Maar te veel UV-straling kan schadelijke effecten hebben en donkerdere huidpigmenten zijn effectiever in het blokkeren ervan.
Terwijl mensen naar donkerdere, koudere breedtegraden verhuisden, is het idee dat hun huid niet langer bescherming tegen te veel UV-straling nodig had en lichter werd, zodat deze voordeliger vitamine D kon produceren met minder zonlicht.
Maar DNA-onderzoeken die moderne Oekraïners vergelijken met hun prehistorische voorouders tonen aan dat de Europese huidskleur de afgelopen 5000 jaar is veranderd. Om dit uit te leggen, suggereert een andere theorie dat huidpigmentatie onder invloed van voeding had kunnen zijn, toen vroege boeren last hadden van een tekort aan vitamine D, hun voorouders van jagers-verzamelaars ooit kregen van vis en dierlijk voedsel.
Nina Jablonski, een huidskleuronderzoeker aan de Penn State University, vertelde Science dat nieuw onderzoek "het bewijs levert dat het verlies van regulier vitamine D via de voeding als gevolg van de overgang naar een sterkere agrarische levensstijl mogelijk heeft geleid tot" de evolutie van een lichtere huid.
Het is moeilijk om evolutie in actie te zien. Maar nieuwe technologieën zoals genoomsequencing - en de rekenkracht om enorme stapels gegevens te kraken - maken het mogelijk om kleine genetische aanpassingen te zien die over vele generaties kunnen oplopen tot echte evolutionaire verschuivingen. In toenemende mate worden databases met genetische informatie ook gecombineerd met informatie zoals medische geschiedenis en omgevingsfactoren zoals voeding, waardoor wetenschappers de manier waarop ze omgaan kunnen observeren.
Hakhamanesh Mostafavi, een evolutionair bioloog aan de Columbia University, schreef zo'n genoomonderzoek dat DNA van 215.000 mensen analyseerde om te proberen te zien hoe we ons blijven ontwikkelen over een periode van slechts een generatie of twee. "Het is duidelijk dat ons dieet vandaag radicaal verandert, dus wie weet welk evolutionair effect dat kan hebben", zegt Mostafavi. "Het hoeft niet noodzakelijk een direct selectie-effect te hebben, maar het kan interageren met genen die een eigenschap beheersen."
Mostafavi's genetisch onderzoek toonde ook aan dat sommige varianten die daadwerkelijk het menselijk leven verkorten, zoals een die rokers ertoe aanzet hun consumptie boven de rooknormen te verhogen, nog steeds actief worden geselecteerd.
"We zien een direct effect van dat gen op de overleving van mensen vandaag, " legt hij uit. “En je kunt je misschien voorstellen dat een dieet hetzelfde effect kan hebben. We hebben zoveel recente veranderingen in de voeding, zoals bijvoorbeeld fastfood, en we weten gewoon nog niet welke effecten ze wel of niet hebben. "
Gelukkig kan het dankzij het werk van wetenschappers als Mostafavi en Hawks niet 20.000 jaar duren om erachter te komen.
