Lange bevor Menschen Brötchen oder Pommes aßen, trugen unsere Vorfahren Gene, die uns später bei der Verdauung dieser stärkehaltigen Lebensmittel helfen sollten.
Amylase-Gene produzieren im Speichel und im Darm ein Enzym, das für die Umwandlung von Stärke in Zucker unerlässlich ist. Deshalb schmeckt Pasta, wenn man sie lange genug genießt, süß. Die Verdauung von Stärke – einer Art Kohlenhydrat – ist ein entscheidender Faktor dafür, wie wir Energie aus der Nahrung gewinnen.
Neue Forschungsergebnisse, die am Donnerstag in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, legen nahe, dass das Amylase-Gen eine viel längere Evolutionsgeschichte hat, als Wissenschaftler bisher angenommen haben.
Die Studie ergab, dass unsere menschlichen Vorfahren bereits vor 800.000 Jahren begannen, mehrere Kopien des Gens zu tragen.
„Dies geschah nicht nur vor der Landwirtschaft, sondern auch vor der Abwanderung von Menschen aus Afrika“, sagte Omer Gokcumen, Co-Autor der Studie und Professor für Biowissenschaften an der University at Buffalo.
Die Studie fand auch Hinweise auf mehrfache Kopien von Amylase bei Neandertalern und Denisovanern, den Vorfahren moderner Menschen. Zuvor wurde bestätigt, dass sich das Gen mit dem Aufkommen der Landwirtschaft vor etwa 12.000 Jahren zu verdoppeln begann.
Es sei nicht klar, wofür das Amylase-Gen zu der Zeit verwendet wurde, als diese Vorfahren lebten, sagte Gokcumen, obwohl es möglich sei, dass Neandertaler Stärke in ihrer überwiegend fleischfressenden Ernährung konsumierten.
Heute, fügt er hinzu, könnte Amylase teilweise erklären, warum uns stärkehaltige Lebensmittel gut erscheinen. Einige Studien deuten darauf hin, dass Populationen mit einer höheren Amylase-Kopienzahl dazu neigen, mehr Stärke zu sich zu nehmen, obwohl zur Erforschung dieser Theorien weitere Untersuchungen erforderlich sind.
Peter Sudmant, Assistenzprofessor für integrative Biologie an der University of California in Berkeley, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, veröffentlichte letzten Monat seine eigene Forschung zum Amylase-Gen.
Diese in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie legt nahe, dass der Mensch mit der Einführung der Landwirtschaft vor 12.000 Jahren in Europa mehr Kopien der Amylase-Gene erworben hat und sich daher besser an eine stärkereiche Ernährung angepasst hat.
„Als die Menschen anfingen, viel mehr stärkehaltige Lebensmittel zu sich zu nehmen, gab es wahrscheinlich eine Überlebensfähigkeit für Menschen, die mehr Amylase-Gene hatten“, sagte Sudmant.
Was die Rolle der Amylase-Gene angeht, diskutieren Wissenschaftler heute immer noch darüber, ob eine große Anzahl von Genen für den Menschen nützlich ist oder ob sie das Risiko negativer gesundheitlicher Folgen birgt. (Sudmant stellte fest, dass Studien das Vorhandensein von mehr Amylase-Kopien mit Karies in Verbindung gebracht haben, da das Enzym stärkehaltige Lebensmittel in Zucker umwandelt.)
Vor der Entwicklung der Landwirtschaft sei es möglich, dass das Gen völlig grundlos existierte, sagt er.
„Es hätte einfach davonschweben und keinen Zweck erfüllen können“, sagte er. „Nicht alles in unserem Genom hat einen Zweck. … Es gibt Dinge, die existieren.
Die beiden jüngsten Studien stützten sich auf relativ neue Technologien zur Analyse des genetischen Materials alter Menschen. Dieses als Long-Read-Sequenzierung bezeichnete Tool ermöglicht es Wissenschaftlern, ganze Genome zu lesen, einschließlich Regionen, die bisher schwer im Detail zu beobachten waren. In diesem Fall erhielten sie beispiellose Einblicke in die Region, die die Amylase-Gene enthält.
Gokcumens Studie analysierte das genetische Material von 68 alten Menschen, darunter eine Probe 45.000 Jahre alter Überreste aus Sibirien und eine 34.000 Jahre alte Probe aus Rumänien. Sudmants Studie wiederum untersuchte Hunderte alter Genome.
„Wir könnten Dutzende von Personen mit unterschiedlichem Vorfahren gründlich und umfassend untersuchen“, sagte Gokcumen. „Und wenn uns das gelingt, können wir mit der Rekonstruktion der Evolutionsgeschichte beginnen.“
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf NBCNews.com veröffentlicht