Неужели крахмал сделал нас умными?
Кому-то это может показаться смешным, но именно такой вывод следует из научной работы, выполненной генетиками и недавно опубликованной в журнале «Nature Genetics». Ученые утверждают, что крахмал следует рассматривать как «топливо для эволюции человека». Среднестатистический британец каждый год съедает 500 картофелин среднего размера. Россиянин, белорус или украинец, надо думать, не меньше. И теперь ученые задумались, уж не приспособленность ли Homo sapiens переваривать крахмалистые пищевые продукты объясняет успех вида.
В отличие от приматов, у людей больше экземпляров гена, ответственного за способность расщеплять богатые калориями крахмалы. А эти дополнительные калории, возможно, имели решающее значение в деле питания мозга, предполагают авторы экспериментов, проведенных в Калифорнийском университете (Санта-Круз). Раньше эксперты делали подобные предположения относительно мяса. Однако руководитель исследования, доктор Натаниэль Домини и его коллеги считают это маловероятным. Ведь и в настоящее время на планете еще есть племена, где мясо почти не употребляется.
Ученые установили, что человек несет в себе дополнительные копии гена AMY1, очень важного для выделения слюнного фермента энзима амилазы, который расщепляет крахмал. Следующей задачей ученых было выявить, зависит ли количество копий AMY1 от еды, которую употребляет человек. Было установлено, что популяции, пища которых отличается высоким содержанием крахмала, имеют и больше копий AMY1. Например, якуты (саха), традиционно питающиеся преимущественно рыбой, имеют меньше копий AMY1, нежели японцы, которые помимо той же рыбы, едят крахмалистые пищевые продукты, например, рис.
Ученые предполагают, что самые древние предки человека довольно рано начали искать не только зрелые фрукты, которые обычно едят приматы, но и другую пищу. И они нашли крахмал, запасаемый растениями в клубнях и луковицах. Полезный объем черепа у человека значительно больше, нежели у остальных приматов. В работе, опубликованной в 2007 году, сообщается, что животные, поедающие клубни и луковицы, обладают тканями тела с той же «химической подписью», что и окаменелые останки древнейших людей. Когда эти древние люди научились пользоваться огнем и стали готовить себе на костре крахмалистые овощи, то переваривать такие продукты стало намного легче.
Мы обжариваем клубни, едим картофель-фри, запеченную и вареную картошку. Мы быстрее насыщаемся не сырой, а обработанной с помощью температуры пищей, так как она легче усваивается. Таким образом, те пищевые ресурсы, которые считались как бы запасными, становятся частью основной диеты. Клубни и луковицы можно запасать впрок, переносить и перевозить. И теперь наши предки уже могли позволить себе осваивать новые территории. Предположим, что ген AMY1 подкармливал мозг. А какой ген его создал? Еще в 2004 году ученые объявили, что ими идентифицирован ген, который, возможно, сыграл важную роль в развитии человеческого мозга. Они считают, что он способствует увеличению объема коры головного мозга, которая управляет абстрактным мышлением. Она намного больше у людей, чем у их самых близких родственников – приматов. Исследование, проведенное Медицинским институтом Говарда Хьюза (США), было напечатано в журнале «Human Molecular Genetics». Руководитель исследования, доктор Брюс Лан подчеркивает, что раньше ученые традиционно сосредоточивались на сравнении анатомии и физиологии мозга.
"Рискну утверждать, что до сих пор действительно не было найдено никакого убедительного свидетельства в отношении существования гена, изменения которого внесли бы свой вклад в развитие мозга",
- говорит Брюс Лан.
Группа ученых сосредоточилась на специфическом гене, названном ASPM, поскольку мутации в его структуре приводят к значительному уменьшению размера коры головного мозга. Наиболее умными животными на планете люди, понятно, считают себя. Чтобы доказать это, ученые сравнивали структуру гена ASPM у человека и шести разновидностей приматов (шимпанзе, макака, гиббон, орангутан, горилла, дурукули – обыкновенная ночная обезьянка). Каждый из них соответствует ключевой стадии в эволюционной цепочке, начиная с шимпанзе – самого близкого живущего ныне родственника человека – и вплоть до дурукули, относительно примитивного существа, аналогичного ранней стадии развития человека. Было найдено свидетельство того, что структура гена ASPM значительно менялась от вида к виду, и чем выше по ступени эволюции, тем больше изменений нашли ученые. Однако самое большое различие обнаружено между формой гена у человека и шимпанзе. Тем самым подтверждено, что недавняя фаза человеческого развития была не только самой быстрой, но и самой кардинальной. А вот рассматривая структуру гена ASPM у более примитивных животных (коровы, овцы, кошки, собаки), исследователи обнаруживали мало существенных изменений от вида к виду. Значит, внизу эволюционной лестницы изменения шли намного медленнее.
Ученые намечают уточнить, как именно функционирует ASPM в мозге. Исследователи предполагают, что этот ген регулирует скорость, с которой в коре головного мозга образуются клетки мозгового вещества. Ну а подкармливали эти клетки, как теперь выясняется, в основном клубни растений. Ну и кое-где – рис.