https://frosthead.com

Η ανθρώπινη μετάλλαξη γονιδίων μπορεί να έχει προετοιμάσει το δρόμο για τη μεγάλη απόσταση

Την Κυριακή, ο δρομέας της Κένυας Eliud Kipchoge έσπασε το παγκόσμιο ρεκόρ μαραθωνίου κατά 78 δευτερόλεπτα, αγωνιζόμενος σε ένα μάθημα στο Βερολίνο σε μόλις 2:01:39. Όπως σημειώνει ο Vernon Loeb για τον Ατλαντικό, αυτή τη φορά μεταφράζεται σε "26 ευθεία, απίστευτα γρήγορα, 4 λεπτά και 38 δευτερόλεπτα μίλια."

Ο Kipchoge μπορεί να είναι στη δική του τάξη, αλλά μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στα Πρακτικά της Βασιλικής Ακαδημίας Β υποδεικνύει ότι όλοι οι άνθρωποι μοιράζονται μια έμφυτη τάση για τρέξιμο σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτά τα ευρήματα, που βασίζονται σε έρευνα που διεξήχθη από τον Πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας του Σαν Ντιέγκο, τον κυτταρικό και μοριακό ιατρό Ajit Varki, εντοπίζουν τη φυσική αντοχή στο κυτταρικό επίπεδο, εντοπίζοντας μία γενετική μετάλλαξη ως έναν από τους βασικούς παράγοντες της μετάβασης των πρώιμων ανθρωποειδών από τους κατοίκους των δασών σε ταχεία, τα αρπακτικά που περιφέρονται στην ξηρή αφρικανική σαβάνα.

Ο δημοφιλής επιστήμονας Jillian Mock αναφέρει ότι η μελέτη επικεντρώνεται στο γονίδιο CMP-Neu5Ac Hydroxylase ή CMAH, το οποίο μεταλλάχθηκε περίπου δύο με τρία εκατομμύρια χρόνια πριν - περίπου την ίδια χρονική στιγμή οι ανθρωποειδείς υποβλήθηκαν σε μετατόπιση του τρόπου ζωής από τη συμπεριφορά των πρωτευόντων μη ανθρώπινων σε δράσεις σύμφωνα με τους σύγχρονους ανθρώπους. Όπως γράφει ο Kashmira Gander για το Newsweek, αυτή η αλλαγή συνοδεύτηκε από φυσικές προσαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης μεγαλύτερων ποδιών, ισχυρότερων γλουτιαίων μυών και μακρύτερων ποδιών.

Ο Κασμίρ εξηγεί: «Οι έγκαιρες ανθρωποκτονίες θα μπορούσαν να τρέξουν για μεγαλύτερες αποστάσεις και μέχρι το σημείο εξάντλησης - γνωστό ως κυνήγι επιμονής - όλοι ενώ αντιμετωπίζουν τη θερμότητα του ήλιου, ενώ άλλα ζώα αναβάλλονται».

Σήμερα, τα ζώα που κυμαίνονται από αγελάδες μέχρι χιμπατζήδες και ποντίκια φέρουν ένα λειτουργικό γονίδιο CMAH, το οποίο βοηθά στην παραγωγή ενός μορίου ζάχαρης που ονομάζεται σιαλικό οξύ. Αυτά τα θηλαστικά μπορούν να κάνουν δύο είδη οξέων, αλλά όπως γράφει η Elizabeth Pennisi για το περιοδικό Science, το γονίδιο CMAH των ανθρώπων είναι "σπασμένο", αφήνοντάς τους αδύνατον να παράγουν περισσότερους από έναν τύπους οξέων.

Προηγούμενες μελέτες έχουν συνδέσει το μεταλλαγμένο CMAH γονίδιο του ανθρώπου με σοβαρή εκφυλιστική μυϊκή δυστροφία καθώς και αυξημένους κινδύνους καρκίνου και διαβήτη τύπου 2, αλλά ο Βάρκι και οι συνάδελφοί του ισχυρίζονται ότι οι επιπτώσεις του δεν είναι εντελώς αρνητικές. Στην πραγματικότητα, η CMAH μπορεί να είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από τη λειτουργία μεγάλων αποστάσεων, ένα φαινομενικά μοναδικό ανθρώπινο χαρακτηριστικό.

Για να δοκιμάσουν την υπόθεσή τους, οι ερευνητές στρατολόγησαν δύο ομάδες ποντικών. Το ένα περιείχε ζώα με λειτουργικά γονίδια CMAH, ενώ το άλλο αποτελούσε ποντίκια με κατεργασμένα "σπασμένα" γονίδια. Σύμφωνα με τον Mark Barna του Discover, όταν η ομάδα ώθησε τα ποντίκια να τρέξουν σε μικροσκοπικά διαδρόμους, η ομάδα χωρίς λειτουργία CMAH παρουσίασε 30% καλύτερη αντοχή από τα αντίστοιχα εξοπλισμένα με CMAH. Επίσης, έτρεξαν, κατά μέσο όρο, 12% ταχύτερα και 20% μακρύτερα.

Μετά τις δοκιμασίες διαδρόμου, η συν-συγγραφέας Ellen Breen, φυσιολόγος στο UCSD, ανέλυσε τους μυς των ποντικών και διαπίστωσε ότι αυτοί που φέρουν το μεταλλαγμένο γονίδιο ήταν πιο ανθεκτικοί στην κόπωση. Ο Mock της δημοφιλούς επιστήμης προσθέτει ότι τα ίδια ζώα τείνουν να επεξεργάζονται περισσότερο αποτελεσματικά το οξυγόνο.

"Είναι εύλογο να υποθέσουμε ότι αυτή η μετάλλαξη μπορεί να ήταν απαραίτητη για την ταχύτερη και μεγαλύτερη εξέλιξη", καταλήγουν οι συγγραφείς στη μελέτη τους.

Παρόλα αυτά, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την εδραίωση της σύνδεσης μεταξύ CMAH και ανθρώπινης αντοχής. Ο βιολογικός ανθρωπολόγος του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης, Jason Kamilar, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, λέει στο Science's Pennisi ότι «τα ποντίκια δεν είναι άνθρωποι ή πρωτεύοντα. Οι γενετικοί μηχανισμοί στα ποντίκια μπορεί να μην μεταφράζονται αναγκαστικά σε ανθρώπους ή άλλα πρωτεύοντα. "

Σε συνέντευξή του στο δημοφιλές επιστημονικό ίδρυμα, ο βιολόγος του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Ted Garland, προσθέτει ότι είναι πολύ νωρίς για να καλείται η μετάλλαξη "ουσιαστική" στην εξέλιξη της λειτουργίας μεγάλων αποστάσεων.

"Εάν αυτή η μετάλλαξη δεν είχε συμβεί ποτέ, πιθανόν κάποια άλλη μετάλλαξη θα είχε συμβεί", σημειώνει.

Η ανθρώπινη μετάλλαξη γονιδίων μπορεί να έχει προετοιμάσει το δρόμο για τη μεγάλη απόσταση