https://frosthead.com

Menselijke genmutatie heeft mogelijk de weg geëffend voor hardlopen over lange afstanden

Zondag brak de Keniaanse afstandsloper Eliud Kipchoge het wereldmarathonrecord met 78 seconden en racete over een baan in Berlijn in slechts 2:01:39. Zoals Vernon Loeb voor The Atlantic opmerkt, vertaalt dit keer zich in "26 rechte, razendsnelle, 4 minuten en 38 seconden mijlen."

Kipchoge is misschien een klasse apart, maar een nieuwe studie gepubliceerd in Proceedings van de Royal Academy B suggereert dat alle mensen een aangeboren neiging hebben om over lange afstanden te rennen. Deze bevindingen, gebaseerd op onderzoek onder leiding van de cellulaire en moleculaire arts van de Universiteit van Californië, Ajit Varki, traceren fysiek uithoudingsvermogen tot op cellulair niveau en wijzen op een genetische mutatie als een van de belangrijkste factoren in de overgang van vroege mensachtigen van bosbewoners naar snelle, rechtopstaande roofdieren zwerven door de droge Afrikaanse savanne.

De Jillian Mock van Popular Science meldt dat de studie zich richt op het CMP-Neu5Ac Hydroxylase of CMAH-gen, dat ongeveer twee tot drie miljoen jaar geleden muteerde - rond dezelfde tijd ondergingen mensachtigen een verschuiving in levensstijl van niet-menselijk primatengedrag naar acties meer in lijn met hedendaagse mensen. Zoals Kashmira Gander schrijft voor Newsweek, ging deze verandering gepaard met fysieke aanpassingen, waaronder de ontwikkeling van grotere voeten, sterkere gluteale spieren en langere benen.

Kashmira legt uit: "Vroege mensachtigen konden over langere afstanden rennen en tot het punt van uitputting - bekend als persistentiejacht - allemaal terwijl ze omgaan met de hitte van de zon, terwijl andere dieren sluimerden."

Tegenwoordig dragen dieren van koeien tot chimpansees en muizen een functioneel CMAH-gen, dat helpt bij de productie van een suikermolecuul dat siaalzuur wordt genoemd. Deze zoogdieren kunnen twee soorten zuur maken, maar zoals Elizabeth Pennisi schrijft voor het tijdschrift Science, is het CMAH-gen van de mens "gebroken", waardoor ze niet meer dan één type zuur kunnen produceren.

Eerdere studies hebben het gemuteerde CMAH-gen van de mens in verband gebracht met ernstige degeneratieve spierdystrofie en een verhoogd risico op kanker en diabetes type twee, maar Varki en zijn collega's beweren dat de gevolgen ervan niet volledig negatief zijn. In feite kan CMAH de drijvende kracht zijn achter langeafstandslopen, een schijnbaar bijzonder menselijke eigenschap.

Om hun hypothese te testen, rekruteerden de onderzoekers twee groepen muizen. De ene bevatte dieren met functionerende CMAH-genen, terwijl de andere bestond uit muizen met gedokte "gebroken" genen. Volgens Mark Barna van Discover toonde de groep, wanneer de muizen werden aangespoord om op miniatuur-loopbanden te lopen, 30% beter uithoudingsvermogen dan hun met CMAH uitgeruste tegenhangers zonder functionerende CMAH. Ze liepen ook gemiddeld 12 procent sneller en 20 procent verder.

Na de loopbandtests analyseerde co-auteur Ellen Breen, een fysioloog bij UCSD, de spieren van de muizen en stelde vast dat degenen met het gemuteerde gen beter bestand waren tegen vermoeidheid. Popular Science's Mock voegt eraan toe dat dezelfde dieren de neiging hadden om zuurstof efficiënter te verwerken.

"Het is redelijk om te speculeren dat deze mutatie mogelijk essentieel is geweest om sneller en verder te rennen, " concluderen de auteurs in hun onderzoek.

Toch is aanvullend onderzoek nodig om het verband tussen CMAH en menselijk uithoudingsvermogen te versterken. De biologische antropoloog van de Universiteit van Massachusetts, Jason Kamilar, die niet bij het onderzoek betrokken was, vertelt Pennisi van Science dat “muizen geen mensen of primaten zijn. De genetische mechanismen bij muizen hoeven zich niet noodzakelijkerwijs te vertalen naar mensen of andere primaten. "

In een interview met Popular Science voegt de bioloog Ted Garland van de Universiteit van Californië eraan toe dat het te vroeg is om de mutatie 'essentieel' te noemen in de evolutie van hardlopen op lange afstand.

"Als deze mutatie nooit had plaatsgevonden, zou waarschijnlijk een andere mutatie zijn gebeurd, " merkt hij op.

Menselijke genmutatie heeft mogelijk de weg geëffend voor hardlopen over lange afstanden