Un grupo de científicos determina el origen del amor de la humanidad por los carbohidratos
Alexandra Ferguson
(CNN) — El origen de la antigua afición de los humanos modernos por los carbohidratos puede ser anterior a nuestra existencia como especie, según un nuevo estudio.
Un estereotipo que prevaleció en su día, según el cual los antiguos humanos se daban un festín de filetes de mamut y otros trozos de carne, contribuyó a fomentar la idea de una dieta rica en proteínas, necesaria para alimentar el desarrollo de un cerebro de gran tamaño.
Pero las pruebas arqueológicas de los últimos años han cuestionado esta opinión, sugiriendo que los humanos desarrollaron hace mucho tiempo el gusto por los carbohidratos, tostando cosas como tubérculos y otros alimentos cargados de almidón que se han detectado analizando las bacterias alojadas en dientes.
La nueva investigación, publicada el jueves en la revista académica Science, ofrece la primera prueba hereditaria de las primeras dietas cargadas de carbohidratos. Los científicos rastrearon la evolución de un gen que permite a los humanos digerir más fácilmente el almidón, descomponiéndolo en azúcares simples que nuestro organismo puede utilizar como fuente de energía. El estudio reveló que estos genes se duplicaron mucho antes de la llegada de la agricultura.
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Esta expansión podría remontarse incluso a cientos de miles de años, mucho antes de que nuestra especie, el Homo sapiens, o incluso los neandertales surgieran como linajes humanos distintos.
Investigadores del Laboratorio Jackson de Farmington, Connecticut, y de la Universidad de Búfalo, en el estado de Nueva York, analizaron los genomas de 68 humanos antiguos. El equipo de estudio se centró en un gen llamado AMY1, que permite a los humanos identificar y empezar a descomponer el almidón de carbohidratos complejos en la boca mediante la producción de la enzima amilasa. Sin la amilasa, los humanos no podrían digerir alimentos como las papas, la pasta, el arroz o el pan.
En la actualidad, los humanos tienen varias copias de este gen, y el número varía de una persona a otra. Sin embargo, ha sido difícil para los genetistas averiguar cómo y cuándo se amplió el número de estos genes, un reflejo de cuándo comer almidón se convirtió probablemente en algo ventajoso para la salud humana.
“La pregunta principal que intentábamos responder era: ¿cuándo se produjo esta duplicación? Por eso empezamos a estudiar los genomas antiguos”, explicó la primera autora del estudio, Feyza Yilmaz, científica informática asociada del Laboratorio Jackson.
“Estudios anteriores muestran que existe una correlación entre el número de copias de AMY1 y la cantidad de enzima amilasa que se libera en nuestra saliva. Queríamos entender si es un hecho que se corresponde con la llegada de la agricultura. Esta es… una cuestión controvertida”, afirmó.
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Una oportunidad genética
El equipo descubrió que hace 45.000 años, los cazadores-recolectores cuyo modo de vida era anterior a la agricultura tenían una media de cuatro a ocho copias de AMY1, lo que sugiere que el Homo sapiens tenía gusto por el almidón mucho antes de que la domesticación de los cultivos diera forma a la dieta humana.
La investigación también reveló que la duplicación del gen AMY1 existía en los genomas de los neandertales y los denisovanos, un homínido extinto descubierto por primera vez en 2010 del que se sabe relativamente poco. La presencia de múltiples copias del gen en tres especies humanas sugiere que era un rasgo compartido por un antepasado común, antes de que los distintos linajes se separaran, según el estudio.
Ese hallazgo significa que los humanos antiguos tenían más de una copia del AMY1 hace ya 800.000 años.
No está claro exactamente cuándo se produjo la duplicación inicial de AMY1, pero probablemente ocurrió de forma aleatoria. La presencia de más de una copia creó una oportunidad genética que proporcionó a los humanos una ventaja para adaptarse a nuevas dietas, especialmente las ricas en almidón, a medida que se encontraban con diferentes entornos.
El análisis también demostró que el número de copias de AMY1 que porta una persona aumentó de forma pronunciada en los últimos 4.000 años, probablemente favorecido por la selección natural a medida que los humanos se adaptaban a las dietas ricas en almidón resultantes del cambio de un estilo de vida cazador-recolector a la agricultura y el cultivo de cereales.
El estudio “aportó pruebas convincentes” de cómo evolucionó en los humanos la maquinaria molecular para convertir los almidones difíciles de digerir en azúcares de fácil acceso, afirmó Taylor Hermes, profesor adjunto del departamento de Antropología de la Universidad de Arkansas, que no participó en la investigación.
Es más, la nueva investigación refuerza la teoría emergente de que fueron los carbohidratos, y no las proteínas, los que proporcionaron el aporte energético necesario para el aumento del tamaño del cerebro humano a lo largo del tiempo, señaló.
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“El hallazgo de los autores de que un mayor número de copias del gen de la amilasa, que da lugar a una mayor capacidad para descomponer el almidón, puede haber surgido cientos de miles de años antes que los neandertales o los denisovanos da más crédito a la idea de que los almidones se metabolizaban en azúcares simples para alimentar el rápido desarrollo del cerebro durante la evolución humana”, dijo Hermes.
“Aunque creo que está justificado realizar más pruebas con genomas humanos antiguos de mayor calidad, me sorprendió que los autores fueran capaces de detectar múltiples copias de genes de amilasa en genomas de neandertales y denisovanos que ya se habían publicado anteriormente”, añadió Hermes. “Esto demuestra el valor de seguir explorando los genomas de nuestros antepasados humanos en busca de importantes registros médicos y fisiológicos”.
Es un reto comprender cómo variaron los genes individuales a lo largo del tiempo en las poblaciones, y el estudio es “extremadamente impresionante”, dijo Christina Warinner, profesora asociada John L. Loeb de Ciencias Sociales y Antropología en la Universidad de Harvard.
“Sabemos que los cambios en la dieta han desempeñado un papel central en la evolución humana… pero reconstruir estos acontecimientos que tuvieron lugar hace miles, cientos de miles e incluso millones de años es abrumador”, dijo Warinner, que no participó en la investigación.
“Las investigaciones genómicas de este estudio están ayudando a marcar por fin el tiempo de algunos de esos grandes hitos, y están revelando pistas prometedoras sobre la larga historia de amor de la humanidad con los carbohidratos”.
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