Im Laufe der Zeit verändert unsere Ernährung unsere Anatomie, unser Immunsystem und möglicherweise die Hautfarbe dramatisch.
Tatsächlich sind wir nicht das, was wir essen. Was wir jedoch essen, beeinflusst den Weg unserer evolutionären Entwicklung für viele Generationen. Die Ernährung, sagt der Anthropologe John Hawks von der University of Wisconsin in Madison, ist ein sehr wichtiges Element in unserer Evolutionsgeschichte. Wir glauben, dass in den letzten Millionen Jahren einige Veränderungen der menschlichen Anatomie, der Zähne und des Schädels mit Veränderungen der Ernährung zusammenhängen. “
Unsere Entwicklung geht weiter und die Ernährung bleibt unerlässlich. Genetische Studien zeigen, dass sich der Mensch noch weiterentwickelt und die Auswirkungen der natürlichen Selektion auf Gene buchstäblich alles von Alzheimer und Hautfarbe bis zum Alter der Menstruation beeinflussen. Und was wir heute essen, wird morgen die Richtung unserer Bewegung beeinflussen.
Hast du Milch?
Wenn Säugetiere jung sind, produzieren sie das Enzym Laktase, das die Verdauung der in der Muttermilch enthaltenen Zuckerlaktose unterstützt. Aber wenn Säugetiere reifen, verschwindet Milch aus ihrer Ernährung. Dies bedeutet, dass das Laktose-verdauende Enzym nicht mehr benötigt wird und daher erwachsene Säugetiere es normalerweise nicht mehr produzieren.
Aber dank der Evolution widerlegen einige Leute diesen Trend.
Ungefähr zwei Drittel der Erwachsenen sind laktoseintolerant oder haben eine verringerte Toleranz. Die Portabilität variiert jedoch stark je nach Geografie. In einigen Teilen Ostasiens kann die Laktoseintoleranz bis zu 90 Prozent betragen. Insbesondere Laktose wird von Bewohnern westafrikanischer Länder, Arabern, Griechen, Juden und Italienern schlecht vertragen.
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Auf der anderen Seite scheinen Nordeuropäer in Laktose verliebt zu sein, weil 95 Prozent sie dort tolerieren. Das heißt, sie produzieren auch im Erwachsenenalter weiterhin das Enzym Laktase. "In mindestens fünf Regionen hat die Bevölkerung ihr Gen für die Verdauung dieses Kohlenhydrats angepasst und es bleibt bei Erwachsenen aktiv", sagt Hawkes und merkt an, dass es bei Menschen in Europa, im Nahen Osten und in Ostafrika am häufigsten vorkommt.
Alte DNA zeigt, dass Laktosetoleranz bei Erwachsenen eine neuere evolutionäre Maßnahme ist. Sie war vor 20.000 Jahren abwesend. Laktose wird heute von etwa einem Drittel aller Erwachsenen toleriert.
Diese rasche evolutionäre Veränderung deutet darauf hin, dass der Milchkonsum wahrscheinlich erhebliche Überlebensvorteile gegenüber denen bietet, die ihn zu Joghurt oder Käse fermentieren mussten. Während der Fermentation bauen Bakterien Milchzucker, einschließlich Laktase, ab, wandeln ihn in Säuren um und erleichtern den Laktoseintoleranten die Verdauung. Aber zusammen mit diesen Zuckern geht ein großer Teil der Lebensmittelkalorien verloren.
Hawkes erklärt, warum die Fähigkeit, Milch zu verdauen, in der Vergangenheit so wertvoll war: „Die Nahrungsaufnahme der Menschen war begrenzt, aber wenn Sie Kühe, Schafe, Ziegen oder Kamele haben, haben Sie die Möglichkeit, kalorienreiche Lebensmittel zu essen, die Kinder verdauen, Erwachsene jedoch nicht. Dies ermöglicht es einer Person, 30 Prozent mehr Kalorien aus Milch zu extrahieren, und sie hat nicht die Verdauungsprobleme, die beim Verzehr von Milch auftreten."
Eine kürzlich durchgeführte genetische Studie zeigte, dass die Laktosetoleranz bei Erwachsenen im römischen Großbritannien weniger verbreitet war als heute. Dies bedeutet, dass die Evolution auch in der gesamten Chronikgeschichte Europas fortgesetzt wurde.
Viele Menschen haben jetzt Zugang zu einer Vielzahl alternativer Lebensmittel sowie zu laktosefreien Milch- und Laktasetabletten, die ihnen helfen, Milchprodukte zu verdauen. Mit anderen Worten, wir können einige der Konsequenzen natürlicher Selektion umgehen. Dies bedeutet, dass einige individuelle Merkmale wie die Laktosetoleranz möglicherweise nicht den gleichen direkten Einfluss auf das Überleben und die Fortpflanzung haben wie in der Vergangenheit, zumindest in einigen Regionen der Welt.
„Soweit wir wissen, hat in Schweden die Fähigkeit oder Unfähigkeit, Milch zu verdauen, keinen Einfluss auf das Überleben und die Fortpflanzung von Nachkommen. Wenn Sie Lebensmittel aus dem Supermarkt essen, wirkt sich Ihre Toleranz gegenüber Milchprodukten in keiner Weise auf Ihre Lebensdauer aus. Aber in Ostafrika ist es immer noch wichtig “, sagt Hawkes.
Weizen, Stärke und Alkohol
Heutzutage finden Sie oft ganze Regale mit glutenfreien (glutenfreien) Lebensmitteln in Geschäften. Dies sind Kekse, Cracker und Brot. Die Schwierigkeit, Gluten zu verdauen, das das Hauptprotein in Weizen ist, ist eine weitere relativ junge Herausforderung in der menschlichen Evolution. Die Menschen begannen erst vor etwa 20.000 Jahren, Getreide zu lagern und regelmäßig zu essen, und sie nahmen den Weizenanbau erst vor 10.000 Jahren ernst.
Aber als Weizen und Roggen ein wesentlicher Bestandteil der menschlichen Ernährung wurden, verbreitete sich Zöliakie oder Zöliakie. "Sie sehen es sich an und fragen sich: Wie konnte das passieren?", Sagt Hawkes. "Natürliche Auslese hätte dieses Ergebnis nicht hervorbringen sollen."
Die Antwort liegt in der Reaktion des Immunsystems. Das Gensystem, bekannt als der Haupthistokompatibilitätskomplex des Menschen, ist am Kampf gegen Krankheiten beteiligt und erzeugt häufig neue Variationen, damit eine Person sich ständig ändernden Infektionen widerstehen kann. Leider verwechselt dieses System bei Menschen mit Zöliakie das menschliche Verdauungssystem als Krankheit und greift die Darmschleimhaut an.
Trotz der offensichtlichen Gefahren von Zöliakie scheint die Evolution die Inzidenz von Krankheiten nicht zu verringern. Die Genvarianten hinter der Krankheit sind heute genauso verbreitet wie damals, als die Menschen anfingen, Weizen zu essen.
„Hier hat die Auswahl zur Bekämpfung von Krankheiten und Parasiten den Nebeneffekt, dass sie bei einer kleinen Anzahl von Menschen Zöliakie verursacht. Dies ist das Erbe, das uns die Evolution hinterlassen hat. Es war keine Anpassung an die Ernährung, sondern eine Anpassung an die Ernährung “, sagt Hawks. Unbeabsichtigte Konsequenzen sind im Evolutionsprozess keine Seltenheit. Beispielsweise führen genetische Mutationen in roten Blutkörperchen, die einer Person bei der Bekämpfung von Malaria helfen, auch zu einer tödlichen Krankheit, der Sichelzellenkrankheit.
Andere Beispiele für die fortschreitende Entwicklung aufgrund von Ernährungsumstellungen sind ebenfalls recht merkwürdig, aber hier ist die Situation ungewisser. Zum Beispiel gibt es ein Enzym namens Amylase, das dem Speichel hilft, Stärke zu verdauen. Historisch gesehen haben die landwirtschaftlichen Völker West-Eurasiens und Mittelamerikas mehr Kopien des entsprechenden Gens. Ist dies ein Ergebnis der Selektion, damit sie Stärke besser verdauen können? „Dies ist eine sehr interessante Geschichte, und vielleicht ist es das auch. Aber die Biologie ist eine komplexe Wissenschaft, und jetzt ist uns nicht ganz klar, welcher Mechanismus hier funktioniert und wie wichtig er ist “, sagt Hawkes.
Ein Drittel der Ostasiaten (Japaner, Chinesen, Koreaner) entwickelt eine Rötungsreaktion, wenn sie Alkohol zu sich nehmen, da sie während ihres Stoffwechsels das toxische Enzym Acetaldehyd überproduzieren. Es gibt starke genetische Beweise dafür, dass eine solche Reaktion in den letzten 20.000 Jahren in letzter Zeit aufgetreten ist, sagt Hawkes.
Sein Auftreten im Genom fällt ungefähr mit dem Beginn des Reisanbaus vor 10.000 Jahren zusammen, und einige Wissenschaftler glauben, dass es Menschen daran hinderte, übermäßige Mengen Reiswein zu konsumieren. Der Zeitrahmen ist jedoch nicht ganz genau definiert, sowohl für die Mutation als auch für den Reisanbau. Es wird auch angenommen, dass Acetaldehyd vor Parasiten schützt, die dieses Toxin nicht vertragen.
„Bis zu einem gewissen Grad war es für die Menschen in der Vergangenheit sehr wichtig, weil es damals und heute nicht sehr oft vorkam“, sagt Hawkes. "Dies ist eine große Veränderung, aber tatsächlich wissen wir nicht, warum es passiert ist."
Wichtiger als wir denken?
Sogar die Hautfarbe einer Person kann sich (zumindest teilweise) als Reaktion auf Ernährungsumstellungen ändern (es gibt andere Faktoren, einschließlich der sexuellen Selektion). Die heutige Vielfalt der Hautfarben in der Menschheit ist ein relativ neues Phänomen. Die Standardhypothese ist, dass es in äquatorialen Breiten mehr ultraviolette Strahlen gibt. Unser Körper braucht Vitamin D und wird daher von unserer Haut unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung produziert. Übermäßige Mengen an ultravioletten Strahlen verursachen jedoch schädliche Wirkungen, und dunklere Hautpigmente blockieren sie erfolgreicher.
Nach dieser Hypothese brauchte eine Haut, als sie sich in weniger sonnige und kältere Breiten zu bewegen begann, keinen Schutz mehr vor starker ultravioletter Strahlung und wurde aufgehellt, um nützlicheres Vitamin D mit weniger Sonnenlicht zu produzieren.
Vergleichende Studien der DNA moderner Ukrainer und ihrer prähistorischen Vorfahren zeigen jedoch, dass sich die Hautfarbe der Europäer in den letzten 5.000 Jahren verändert hat. Dies wird durch eine andere Theorie erklärt, die besagt, dass Hautpigmentierung unter dem Einfluss der Ernährung auftreten könnte. Wenn also die frühen Bauern unter einem Mangel an Vitamin D litten, dann erhielten ihre Vorfahren von der Anzahl der Jäger und Sammler es in ausreichenden Mengen und ernährten sich von Fisch und Tierfleisch.
Nina Jablonski, eine Farbforscherin an der Penn State University, sagte der Zeitschrift Science, dass neue wissenschaftliche Erkenntnisse darauf hindeuten, dass "die Vermeidung einer regelmäßigen Vitamin-D-Aufnahme infolge des Übergangs zu einem sesshaften landwirtschaftlichen Leben zu einer allmählichen Aufhellung der Hautfarbe führen könnte". …
Es ist schwer, die Evolution in Aktion zu sehen. Neue Technologien wie die Genomsequenzierung und die Rechenleistung von Computern, die große Datenmengen verarbeiten können, ermöglichen es jedoch, winzige genetische Veränderungen zu bemerken, die über viele Generationen hinweg echte Evolutionsverschiebungen verursachen. Heutzutage werden genetische Datenbanken immer häufiger mit Krankengeschichten und Faktoren wie der Ernährung verglichen, und dies hilft Wissenschaftlern zu beobachten, wie sie interagieren und in Beziehung stehen.
Der Evolutionsbiologe Hakhamanesh Mostafavi von der Columbia University führte eine solche Untersuchung des Genoms durch und analysierte die DNA von 215.000 Menschen, um zu verstehen, wie sich Menschen über ein oder zwei Generationen entwickeln. "Es ist klar, dass sich unsere Ernährung heute radikal ändert und wer weiß, welche evolutionären Auswirkungen dies haben wird", sagt Mostafavi. "Es gibt möglicherweise keinen direkten Zuchteffekt, aber eine Interaktion mit Genen, die Merkmale kontrollieren, ist möglich."
Die genetischen Studien von Mostafavi haben auch gezeigt, dass einige Optionen, die das Leben des Menschen verkürzen, wie die, die den Raucher dazu veranlassen, seinen Tabakkonsum über die Norm hinaus zu erhöhen, im Auswahlprozess immer noch auf aktiven Widerstand stoßen.
„Wir sehen heute einen direkten Einfluss dieses Gens auf die Lebenserwartung des Menschen“, erklärt er. - Man kann sich vorstellen, dass die Ernährung einen ähnlichen Effekt hat. In letzter Zeit haben wir zahlreiche Änderungen in der Ernährung vorgenommen, beispielsweise mit dem Aufkommen von Fast Food, und wir wissen einfach noch nicht, welche Konsequenzen dies haben kann und ob dies der Fall sein wird."
Glücklicherweise brauchen wir dank der Arbeit von Wissenschaftlern wie Mostafavi und Hawks möglicherweise nicht 20.000 Jahre, um dies herauszufinden.
Brian Handwerk
