In het kort

• De voorkeur voor koolhydraten bij mensen dateert van voor onze soort, wat het idee weerlegt dat vroege mensen alleen afhankelijk waren van eiwitrijke diëten.
• Genetisch bewijs suggereert dat jager-verzamelaars al 45.000 jaar geleden een voorkeur voor zetmeel hadden, met gemiddeld vier tot acht kopieën van het AMY1-gen.
• De aanwezigheid van meerdere kopieën van het AMY1-gen in drie verschillende menselijke soorten (Homo sapiens, Neanderthalers en Denisovanen) suggereert dat deze eigenschap is ontstaan door een gedeelde voorouder voordat de lijnen uiteen gingen.

Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Science via CNN, suggereert dat de voorkeur van mensen voor koolhydraten dateert van voor onze soort. Dit weerlegt het eerdere idee dat de vroege mens alleen afhankelijk was van eiwitrijke diëten om zijn hersenen te ontwikkelen. Archeologische vondsten wezen al op deze verschuiving naar de consumptie van koolhydraten, met bewijzen van geroosterde knollen en ander zetmeelrijk voedsel dat de oude mens at.

Dit nieuwste onderzoek levert het eerste genetische bewijs dat een vroege voorkeur voor koolhydraatrijke maaltijden ondersteunt. Wetenschappers onderzochten de evolutie van een gen dat verantwoordelijk is voor een gemakkelijkere vertering van zetmeel bij mensen. Dit gen breekt complexe koolhydraten af in eenvoudigere suikers die ons lichaam gemakkelijk kan gebruiken voor energie. Het onderzoek toonde aan dat deze genen zich dupliceerden lang voordat de landbouw opkwam, mogelijk honderdduizenden jaren geleden.

Genetisch bewijs en oude menselijke diëten

Deze verdubbeling kan zelfs dateren van voor het ontstaan van Homo sapiens en Neanderthalers. Onderzoekers analyseerden het genoom van 68 oude mensen en concentreerden zich op een gen met de naam AMY1. Dit gen produceert amylase, een enzym dat cruciaal is voor het identificeren en afbreken van zetmeel in ons speeksel. Zonder dit enzym zouden we geen voedsel zoals aardappelen, pasta, rijst of brood kunnen verteren.

Moderne mensen hebben meerdere kopieën van dit gen, met variaties tussen individuen. Begrijpen hoe en wanneer deze kopieën zich uitbreidden is een uitdaging voor genetici, omdat het de timing weergeeft wanneer zetmeelconsumptie gunstig werd voor de menselijke gezondheid. De auteurs van het onderzoek wilden bepalen wanneer deze verdubbeling plaatsvond en onderzochten oude genomen om licht te werpen op de relatie tussen het aantal kopieën van AMY1 en de productie van amylase enzymen in speeksel.

De oorsprong van zetmeelconsumptie

Hun bevindingen suggereren dat jager-verzamelaars, die leefden vóór de landbouw, al gemiddeld vier tot acht kopieën van AMY1 bezaten zo ver terug als 45.000 jaar geleden. Dit wijst erop dat Homo sapiens al een voorliefde voor zetmeel had lang voordat de domesticatie van gewassen het menselijke dieet beïnvloedde. Verder onthulde het onderzoek dat Neanderthalers en Denisovanen, een uitgestorven hominensoort die in 2010 werd ontdekt, ook AMY1-genduplicatie vertoonden.

De aanwezigheid van meerdere kopieën in drie verschillende mensensoorten suggereert dat deze eigenschap afkomstig is van een gedeelde voorouder voordat de lijnen uit elkaar gingen. Dit impliceert dat de archaïsche mens al 800.000 jaar geleden meer dan één kopie van AMY1 had. Hoewel het precieze tijdstip van de eerste AMY1 duplicatie onduidelijk blijft, is het waarschijnlijk dat deze willekeurig plaatsvond.

De invloed op de evolutie van de mens

Het hebben van meerdere kopieën zorgde voor een genetisch voordeel, waardoor mensen zich konden aanpassen aan verschillende diëten, met name die rijk aan zetmeel, toen ze verschillende omgevingen tegenkwamen. De analyse toonde ook een significante toename aan van het aantal AMY1 kopieën in de afgelopen 4000 jaar, waarschijnlijk gedreven door natuurlijke selectie toen de mens overging van een jager-verzamelaars levensstijl naar landbouw en landbouw gebaseerd op granen.

Dit onderzoek levert overtuigend bewijs voor de evolutie van moleculaire machinerie die in staat is om complexe zetmelen om te zetten in gemakkelijk bruikbare suikers bij de mens. Het ondersteunt ook de opkomende theorie dat koolhydraten, in plaats van eiwitten, de energiestoot leverden die nodig was om de hersenomvang van de mens in de loop der tijd te vergroten. De bevindingen van de auteurs – die een verhoogd aantal amylase-genen laten zien, wat leidt tot een groter vermogen om zetmeel af te breken, dat honderdduizenden jaren voor de Neanderthalers of Denisovanen ontstond – geven geloof aan het idee dat zetmeel werd gemetaboliseerd tot eenvoudige suikers om de snel ontwikkelende hersenen van brandstof te voorzien tijdens de evolutie van de mens.