Na verloop van tijd verandert ons dieet onze anatomie, ons immuunsysteem en misschien de huidskleur drastisch.
in feite zijn we niet wat we eten. Wat we eten, beïnvloedt echter generaties lang het pad van onze evolutionaire ontwikkeling. "Dieet", zegt antropoloog John Hawks van de Universiteit van Wisconsin in Madison, "is een zeer belangrijk element in onze evolutionaire geschiedenis. Wij zijn van mening dat de afgelopen miljoen jaar sommige veranderingen in de menselijke anatomie, tanden en schedel verband houden met veranderingen in het dieet."
Onze evolutie gaat door en voeding blijft essentieel. Genetische studies tonen aan dat mensen nog steeds in ontwikkeling zijn en dat de effecten van natuurlijke selectie op genen letterlijk alles beïnvloeden, van de ziekte van Alzheimer en huidskleur tot de leeftijd van menstruatie. En wat we vandaag eten, zal de richting van onze beweging morgen beïnvloeden.
Heb je melk?
Wanneer zoogdieren jong zijn, produceren ze het enzym lactase, dat helpt bij het verteren van de suikerlactose die in de moedermelk wordt aangetroffen. Maar naarmate zoogdieren volwassen worden, verdwijnt melk uit hun dieet. Dit betekent dat het lactose-verterende enzym niet langer nodig is en daarom stoppen volwassen zoogdieren meestal met de productie ervan.
Maar dankzij evolutie weerleggen sommige mensen deze trend.
Ongeveer twee derde van de volwassenen is lactose-intolerant of heeft een verminderde tolerantie. De draagbaarheid varieert echter sterk, afhankelijk van de geografische locatie. In sommige delen van Oost-Azië kan de lactose-intolerantie oplopen tot 90 procent. Met name lactose wordt slecht verdragen door inwoners van West-Afrikaanse landen, Arabieren, Grieken, Joden en Italianen.
Promotie video:
Aan de andere kant lijken Noord-Europeanen verliefd te zijn op lactose, omdat 95 procent het daar tolereert. Dat wil zeggen, zelfs op volwassen leeftijd blijven ze het enzym lactase produceren. "In ten minste vijf regio's heeft de bevolking hun gen aangepast voor de vertering van dit koolhydraat, en het blijft actief bij volwassenen", zegt Hawkes, erop wijzend dat het het meest voorkomt bij de volkeren van Europa, het Midden-Oosten en Oost-Afrika.
Oud DNA laat zien dat lactosetolerantie bij volwassenen een recente evolutionaire maat is. Ze was 20 duizend jaar geleden afwezig. Tegenwoordig wordt lactose door ongeveer een derde van alle volwassenen verdragen.
Deze snelle evolutionaire verandering suggereert dat melkconsumptie waarschijnlijk aanzienlijke overlevingsvoordelen zou opleveren ten opzichte van degenen die het moesten fermenteren tot yoghurt of kaas. Tijdens fermentatie breken bacteriën melksuiker af, inclusief lactase, zetten het om in zuren en maken het gemakkelijker voor mensen met lactose-intolerantie om te verteren. Maar samen met deze suikers gaat een groot deel van de voedselcalorieën weg.
Hawkes legt uit waarom het vermogen om melk te verteren in het verleden zo waardevol was: “Mensen zijn beperkt in hun voedsel, maar als je koeien, schapen, geiten of kamelen hebt, heb je de mogelijkheid om calorierijk voedsel te eten dat kinderen wel verteren, maar volwassenen niet. Hierdoor kan een persoon 30 procent meer calorieën uit melk halen en heeft hij niet de spijsverteringsproblemen die optreden bij het consumeren van melk."
Een recente genetische studie toonde aan dat lactosetolerantie bij volwassenen minder wijdverspreid was in Romeins Groot-Brittannië dan nu het geval is. Dit betekent dat de evolutie zich ook gedurende de hele kroniekgeschiedenis van Europa heeft voortgezet.
Veel mensen hebben nu toegang tot een verscheidenheid aan alternatieve voedingsmiddelen, evenals lactosevrije melk en lactase-tabletten, die hen helpen zuivelproducten te verteren. Met andere woorden, we kunnen enkele gevolgen van natuurlijke selectie omzeilen. Dit betekent dat sommige individuele eigenschappen, zoals lactosetolerantie, mogelijk niet dezelfde directe invloed hebben op overleving en voortplanting als in het verleden, althans in sommige delen van de wereld.
“Voor zover we weten, maakt het wel of niet kunnen verteren van melk in Zweden geen enkel verschil uit voor de overleving en reproductie van nakomelingen. Als u voedsel uit de supermarkt eet, heeft uw tolerantie voor zuivelproducten geen enkele invloed op uw levensduur. Maar in Oost-Afrika doet het er nog steeds toe”, zegt Hawkes.
Tarwe, zetmeel en alcohol
Tegenwoordig kun je vaak hele schappen met glutenvrij (glutenvrij) voedsel in winkels vinden. Dit zijn koekjes, crackers en brood. Maar de moeilijkheid om gluten te verteren, het belangrijkste eiwit in tarwe, is een andere relatief recente uitdaging in de menselijke evolutie. Mensen begonnen pas ongeveer 20.000 jaar geleden graan op te slaan en regelmatig te eten, en pas 10 duizend jaar geleden namen ze de tarweteelt serieus.
Maar toen tarwe en rogge een integraal onderdeel werden van het menselijke dieet, werd coeliakie of coeliakie wijdverspreid. "Je kijkt ernaar, en je vraagt je af: hoe heeft dit kunnen gebeuren?", Zegt Hawkes. "Natuurlijke selectie had dat resultaat niet moeten opleveren."
Het antwoord ligt in de reactie van het immuunsysteem. Het genensysteem, bekend als het menselijke histocompatibiliteitscomplex, is betrokken bij de strijd tegen ziekten en creëert vaak nieuwe variaties, zodat een persoon kan weerstaan aan steeds veranderende infecties. Helaas, bij die mensen met coeliakie, vergist dit systeem het menselijke spijsverteringssysteem als een ziekte en tast het het darmslijmvlies aan.
Maar ondanks de overduidelijke gevaren van coeliakie, lijkt de evolutie de incidentie van ziekten niet te verminderen. De genvarianten achter de ziekte komen tegenwoordig nog net zo veel voor als toen mensen tarwe begonnen te eten.
“Hier heeft selectie om ziekten en parasieten te bestrijden als bijwerking dat het bij een klein aantal mensen coeliakie veroorzaakt. Dit is de erfenis die de evolutie ons heeft nagelaten. Het was geen aanpassing aan het dieet, maar een aanpassing aan het dieet”, zegt Hawks. Onbedoelde gevolgen zijn niet ongewoon in het evolutieproces. Genetische mutaties in rode bloedcellen die iemand helpen bij het bestrijden van malaria, leiden bijvoorbeeld ook tot een dodelijke ziekte die sikkelcelziekte wordt genoemd.
Andere voorbeelden van voortdurende evolutie als gevolg van veranderingen in het dieet zijn ook behoorlijk merkwaardig, maar hier is de situatie onzekerder. Er is bijvoorbeeld een enzym genaamd amylase, dat speeksel helpt om zetmeel te verteren. Historisch gezien hebben de landbouwvolken van West-Eurazië en Midden-Amerika meer kopieën van het overeenkomstige gen. Is dit het resultaat van selectie zodat ze zetmeel beter kunnen verteren? “Dit is een heel interessant verhaal, en misschien ook wel. Maar biologie is een complexe wetenschap, en nu zijn we niet helemaal duidelijk welk mechanisme hier werkt en hoe belangrijk het is”, zegt Hawkes.
Een derde van de Oost-Aziaten (Japanners, Chinezen, Koreanen) ontwikkelt een rood wordende reactie wanneer ze alcohol binnenkrijgen, omdat ze tijdens hun metabolisme te veel het giftige enzym aceetaldehyde produceren. Er is sterk genetisch bewijs dat een dergelijke reactie onlangs is verschenen, in de afgelopen 20.000 jaar, zegt Hawkes.
Zijn verschijning in het genoom valt ongeveer samen met het begin van de rijstteelt 10.000 jaar geleden, en sommige wetenschappers geloven dat het mensen ervan weerhield overmatige hoeveelheden rijstwijn te consumeren. Maar het tijdsbestek is niet helemaal precies gedefinieerd, zowel voor de mutatie als voor de rijstteelt. Er wordt ook aangenomen dat aceetaldehyde beschermt tegen parasieten die dit toxine niet kunnen verdragen.
"Tot op zekere hoogte was het in het verleden erg belangrijk voor mensen, omdat het toen niet zo vaak voorkwam en nu wijdverbreid is", zegt Hawkes. "Dit is een grote verandering, maar eigenlijk weten we niet waarom het is gebeurd."
Belangrijker dan we denken?
Zelfs de huidskleur van een persoon kan (althans gedeeltelijk) veranderen als reactie op veranderingen in het dieet (er zijn andere factoren, waaronder seksuele selectie). De huidige verscheidenheid aan huidskleuren in de mensheid is een relatief nieuw fenomeen. De standaardhypothese is dat er meer ultraviolette stralen zijn op equatoriale breedtegraden. Ons lichaam heeft vitamine D nodig en daarom maakt onze huid het aan onder invloed van ultraviolette straling. Maar overmatige hoeveelheden ultraviolette straling veroorzaken schadelijke effecten, en donkere huidpigmenten kunnen deze beter blokkeren.
Volgens deze hypothese had zijn huid, wanneer hij naar minder zonnige en koudere breedtegraden begon te verhuizen, geen bescherming meer nodig tegen krachtige ultraviolette straling, en werd hij helderder om met minder zonlicht meer nuttige vitamine D te produceren.
Maar vergelijkende studies van het DNA van moderne Oekraïners en hun prehistorische voorouders geven aan dat de huidskleur van Europeanen de afgelopen 5000 jaar aan het veranderen is. Dit wordt verklaard door een andere theorie, namelijk dat huidpigmentatie kan optreden onder invloed van voeding. Dus als de vroege boeren leden aan een tekort aan vitamine D, dan kregen hun voorouders uit de jagers en verzamelaars het in voldoende hoeveelheden, zich voedend met vis en dierlijk vlees.
Nina Jablonski, een kleuronderzoeker aan de Penn State University, vertelde het tijdschrift Science dat nieuw wetenschappelijk bewijs suggereert dat "het vermijden van regelmatige vitamine D-inname als gevolg van de overgang naar een zittend agrarisch leven geleidelijke verlichting van de huidskleur zou kunnen veroorzaken." …
Het is moeilijk om evolutie in actie te zien. Nieuwe technologieën, zoals genoomsequencing en de rekenkracht van computers, die enorme hoeveelheden gegevens kunnen verwerken, maken het echter mogelijk om kleine genetische veranderingen op te merken die over vele generaties echte evolutionaire verschuivingen veroorzaken. Tegenwoordig worden genetische databases steeds vaker vergeleken met medische geschiedenissen en factoren zoals voeding, en dit helpt wetenschappers te observeren hoe ze met elkaar omgaan en zich verhouden.
Evolutionair bioloog Hakhamanesh Mostafavi van Columbia University voerde een dergelijke studie van het genoom uit, waarbij hij het DNA van 215.000 mensen analyseerde in een poging te begrijpen hoe mensen evolueren over een generatie of twee. "Het is duidelijk dat onze voeding vandaag radicaal verandert, en wie weet wat de evolutionaire implicaties zullen zijn", zegt Mostafavi. "Er is misschien geen direct kweekeffect, maar interactie met genen die eigenschappen beheersen is mogelijk."
Mostafavi's genetische studies hebben ook aangetoond dat sommige opties die het menselijk leven verkorten, zoals degene die ervoor zorgt dat de roker meer tabak consumeert dan de norm, nog steeds op actieve weerstand stuiten in het selectieproces.
"We zien vandaag een directe impact van dit gen op de levensverwachting van de mens", legt hij uit. - Men kan zich voorstellen dat de voeding een soortgelijk effect heeft. Onlangs hebben we talloze veranderingen in het dieet meegemaakt, bijvoorbeeld met de komst van fastfood, en we weten gewoon nog niet wat de gevolgen hiervan kunnen zijn en of ze zullen zijn."
Gelukkig hebben we, dankzij het werk van wetenschappers als Mostafavi en Hawks, misschien geen 20.000 jaar nodig om dit uit te zoeken.
Brian Handwerk