Ziemniak zmienił ludzkie DNA. Niesamowita ewolucja pod Andami

Zgodnie z wynikami badań opublikowanych w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”, rdzenni mieszkańcy Andów, zwłaszcza ludy posługujące się językiem keczua, przeszli unikalną adaptację genetyczną. Ich organizmy przystosowały się do trawienia ogromnych ilości skrobi w sposób, którego nie spotyka się u żadnej innej populacji na świecie.

Niezwykły gen AMY1

Naukowcy pod kierunkiem prof. Omera Gokcumena, genetyka antropologicznego z University at Buffalo, przeanalizowali dane genomiczne od ponad 3700 osób z 85 populacji na całym świecie. Skupiono się na genie AMY1, który odpowiada za produkcję amylazy – enzymu znajdującego się w ślinie, który rozpoczyna proces rozkładu skrobi już w jamie ustnej.

Większość ludzi posiada od 2 do 6 kopii tego genu. Jednak rdzenni mieszkańcy Peru mają ich średnio aż 10. To najwyższa znana liczba kopii AMY1 u jakiejkolwiek populacji na Ziemi. Ta nadwyżka pozwala na znacznie efektywniejsze pozyskiwanie energii z węglowodanów, co w warunkach wysokogórskich, gdzie tlenu jest mało, a zapotrzebowanie na kalorie ogromne, było warunkiem przetrwania.

– To wspaniały przykład tego, jak kultura kształtuje biologię – komentuje wyniki dla agencji Reuters prof. Gokcumen.

Przetrwają najsilniejsi (i najedzeni)

Udomowienie ziemniaka w Andach nastąpiło między 6 000 a 10 000 lat temu. Analiza wykazała, że zmiany genetyczne pojawiły się niemal w tym samym czasie. Posiadanie dziesięciu lub więcej kopii genu AMY1 dawało przodkom dzisiejszych Peruwiańczyków 1,24 proc. przewagi reprodukcyjnej na pokolenie.

Choć ta liczba wydaje się niewielka, w skali tysiącleci oznaczała drastyczną selekcję naturalną. Osoby lepiej trawiące skrobię były zdrowsze, silniejsze i częściej przekazywały swoje geny dalej, ostatecznie trwale zmieniając profil genetyczny całego regionu.

Ziemniak ma przypadkowe pochodzenie

Ziemniaki, jakie znamy, wyewoluowały około 9 milionów lat temu. Co ciekawe, są wynikiem naturalnej hybrydyzacji przodków dzisiejszych pomidorów z rośliną o nazwie Etuberosum. W wyniku ich mariażu powstała niezwykła roślina, której pomidory przekazały gen SP6A, który aktywuje wzrost bulw, a która z Euberosum otrzymała gen IT1, który kontrolował rozwój podziemnych łodyg. Połączenie tych dwóch instrukcji dało początek roślinie, która dzisiaj karmi miliardy ludzi.

Bulwa, której nie znamy

Dla przeciętnego mieszkańca Europy ziemniak to gładki, żółty lub biały owal z supermarketu. W Peru rzeczywistość wygląda zupełnie inaczej. W tamtejszych Andach uprawia się od 3 000 do 4 000 odmian tego warzywa. Przyjmują one barwy od głębokiego fioletu, przez róż i czerwień, aż po czerń, oferując wiele wartości odżywczych, o których zachodni świat dopiero zaczyna się dowiadywać.

Od czasu hiszpańskiego podboju Imperium Inków w XVI wieku ziemniak stał się globalnym fenomenem. Pod koniec XVIII wieku był już podstawą diety w większości krajów europejskich. Legenda głosi, że to Thomas Jefferson spopularyzował w Ameryce frytki, przywożąc przepis na ziemniaki „smażone w małych plastrach” (fr. Pommes de terre frites) bezpośrednio z Francji. Ziemniaki zwiedziły więc cały glob, by finalnie ponownie znaleźć się w Ameryce – jednak w lekko odmienionej formie.

Lekcja ludzkiej adaptacji

Badanie opublikowane w „Nature Communications” jest jednym z najsilniejszych dowodów na to, jak szybko ludzie potrafią dostosować się do dostępnego pożywienia. Dzięki historii mieszkańców Andów widzimy jak na dłoni, że ewolucja nie jest tajemniczym zapisem odległej przeszłości, tylko procesem, który dzieje się tu i teraz. Także przez to, co regularnie gości na naszym talerzu.

Źródło: Nature Communications

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.