Jedna z najstarszych znanych różnic genetycznych między ludźmi a szympansami mogła pomóc starożytnym hominidom, a teraz współczesnym ludziom, odnieść sukces na długich dystansach. Aby zrozumieć, jak działa mutacja, naukowcy zbadali mięśnie myszy, które zostały genetycznie zmodyfikowane do przenoszenia mutacji. U gryzoni z mutacją poziom tlenu wzrósł do pracujących mięśni, zwiększając wytrzymałość i zmniejszając ogólne zmęczenie mięśni. Naukowcy sugerują, że mutacja może działać podobnie u ludzi.
Wiele adaptacji fizjologicznych pomogło wzmocnić ludzi w biegach długodystansowych: ewolucja długich nóg, zdolność pocenia się i utrata futra przyczyniły się do zwiększenia wytrzymałości. Naukowcy uważają, że „odnaleźli pierwszą molekularną podstawę tych niezwykłych zmian u ludzi”, mówi badacz medyczny i główny autor badań Ajit Warki.
Gen hydroksylazy CMP-Neu5 Ac (w skrócie CMAH) zmutował u naszych przodków około dwa lub trzy miliony lat temu, kiedy hominidy zaczęły opuszczać las, by żywić się i polować na rozległej sawannie. Jest to jedna z najwcześniejszych różnic genetycznych, jakie znamy u współczesnych ludzi i szympansów. W ciągu ostatnich 20 lat Varki i jego zespół badawczy zidentyfikowali wiele genów związanych z bieganiem. Ale CMAH jest pierwszym genem, który wskazuje na pochodną funkcję i nową zdolność.
Jednak nie wszyscy badacze są przekonani o roli genu w ewolucji człowieka. Biolog Ted Garland, który specjalizuje się w fizjologii ewolucyjnej w UC Riverside, ostrzega, że na tym etapie powiązanie to nadal jest „czysto spekulacyjne”.
„Jestem bardzo sceptycznie nastawiony do ludzkiej strony, ale nie mam wątpliwości, że robi coś dla mięśni” – mówi Garland.
Biolog uważa, że samo spojrzenie na sekwencję czasową powstania tej mutacji nie wystarczy, by stwierdzić, że ten konkretny gen odegrał ważną rolę w ewolucji biegania.
Mutacja CMAH działa poprzez zmianę powierzchni komórek tworzących ludzkie ciało.
„Każda komórka w ciele jest całkowicie pokryta ogromnym lasem cukru” – mówi Varki.
CMAH wpływa na tę powierzchnię poprzez kodowanie kwasu sialowego. Z powodu tej mutacji ludzie mają tylko jeden rodzaj kwasu sialowego w cukrowym lesie swoich komórek. Wiele innych ssaków, w tym szympansy, ma dwa rodzaje kwasu. To badanie sugeruje, że ta zmiana kwasów na powierzchni komórek wpływa na sposób dostarczania tlenu do komórek mięśniowych w ciele.
Garland uważa, że nie możemy zakładać, że ta konkretna mutacja była niezbędna, aby ludzie ewoluowali do biegaczy długodystansowych. Jego zdaniem, nawet jeśli ta mutacja nie wystąpiła, pojawiła się jakaś inna mutacja. Aby udowodnić związek między CMAH a ewolucją człowieka, naukowcy muszą przyjrzeć się odporności innych zwierząt. Zrozumienie, w jaki sposób nasze ciało jest połączone z ćwiczeniami, może nie tylko pomóc nam odpowiedzieć na pytania dotyczące naszej przeszłości, ale także znaleźć nowe sposoby na poprawę naszego zdrowia w przyszłości. Wielu chorobom, takim jak cukrzyca i choroby serca, można zapobiegać poprzez ćwiczenia.
Aby Twoje serce i naczynia krwionośne działały, American Heart Association zaleca 30 minut umiarkowanej aktywności dziennie. Ale jeśli czujesz się zainspirowany i chcesz przetestować swoje fizyczne ograniczenia, wiedz, że biologia jest po twojej stronie.