Almidoia digeritzea ahalbidetzen duen gene baten bikoizketa nekazaritzaren agerpena baino askoz aurretikoa dela ondorioztatu du ikerketa batek. Are, kode genetikoan geratu diren marken abiatuta, gizaki modernoaren agerpenaren aurrekoa izan daitekeela diote ikertzaileek.
Ezaguna da ehiztari-biltzaile izatetik nekazaritzan eta abeltzaintzan oinarritutako bizi modu baterako trantsizioan gizakiak hainbat aldaketa biologiko izan zituela egokitzapen genetikoaren ondorioz. Horien artean, nabarmenena agian laktosarekiko tolerantziarena izan da, horren bitartez gizaki askok animalietan eratorritako produktu lakteoak dietara sartzeko modua izan zutelako.
Baina gauzak ez dira beti horren linealak, almidoia errazago prozesatzeko gako den gene zehatz baten azterketan abiatutako ikerketa batek argi utzi duenez. Horri esker, eta senak esango lukeenaren kontra, zientzialariak konturatu dira almidoia hartzea erraztu zigun aldaketa ez zela gertatu nekazaritzaren agerpenarekin batera, askoz garai urrunago batean baizik.
Normalean haragiaren kontsumoarekin lotzen dugu historiaurreko gizakien dieta, baina gero eta ebidentzia gehiago pilatzen ari dira azken hamarkadetan dieta zabalagoa zutelako ideian, eta, jatorri begetaleko elikagai asko kontsumitzen zutela ere, tartea, almidoi asko zutenak ere, hortzetako mikrobiomaren azterketatik ondorioztatu izan denez. Baina, aztarnategietan pilatutako arrastoez ez ezik, genoman bertan dauden zantzuak ere norabide berean doaz, ikerketa honek agerian utzi duenez.
AMY1 izeneko geneaz ari gara. Aurretik egindako ikerketek frogatu dute gene hau lotuta dagoela gure listuan askatzen den amilasa entzimaren kopuruarekin. Listu amilasaren gene gisa ere ezaguna, karbohidratoak ahotik bertatik digeritzen hasten laguntzen digun gene horren hainbat kopia dauzkagu gizakiok. Kopurua pertsonaren arabera aldatzen da, eta eboluzioan zehar handitu izan da, baina orain arte ez da erraza izan ikertzaileentzat hau noiz gertatu zen zehaztea.
Karbohidrato sinpleak —azukrea, kasurako— arin digeritzen dira, eta energia ematen dute berehalakoan. Baina konplexuagoak direnak —barazkietan edo zerealetako aleetan daudenak, adibidez— mantsoago digeritzen dira, eta, horretan, funtsezko rola du amilasak. Horregatik, amilasa entzima eduki ezean, gizakiak ez lirateke gai izango patatak, pasta, arroza edota ogia digeritzeko. Beraz, almidoia prozesatu eta organismoak erabiltzeko modukoak diren azukre sinpleagoetan bihurtzeko aukera ematen du amilasak.
Berez pankreak amilasa sortzen du hesteetan karbohidratoak digeritu ahal izateko, baina ahoan amilasa askatuz, karbohidratoen lehen deskonposaketa bat egiten da, ondorengo digestioa erratuz. Modu horretan, irentsi aurretik ere, errazagoa da almidoi asko duten elikagaiak metabolizatzeko lehen pausuak ematea. Almidoia glukosa bihurtzeaz gain, amilasak ogiari horren berezkoa duen zaporea ematen dio ere.
Orain, ikertzaile talde batek gene horren arrastoari jarraitu dio antzinako DNAren azterketa zabal batean abiatuta; modu honetan, konturatu dira gizakia aspalditik zegoela prestatuta almidoia prozesatzeko.. Science aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean ezagutzera eman dutenez, hori ahalbidetzen duen genearen bikoizketa duela 800.000 urte gertatu zelako zantzuak aurkitu dituzte.
Orotara, 68 gizakiren antzinako DNA aztertu dute. Horien artean, 45.000 urteko Siberiako lagin bat. Ikusi dutenez, hasierako bikoizketak zelula bakoitzeko AMY1 genearen hiru kopia edukitzea ahalbidetu zuen. Baina ikusi dute hasierako bikoizketaren ostean amilasaren locusa —gene batek kromosoman izaten duen kokapena— ezegonkorra bihurtu zela, eta aldaketa berriak sortzen hasi zela. Aldaketa horien ondorioz, hasierako hiru kopia horietatik bederatzi kopia lor daitezke, baina baita bueltatu daiteke zelula bakoitzeko kopia bakarra izatera.
Hala, ikusi ahal izan dute nekazaritza agertu aurretik bizi ziren gizakiek zelula diploide bakoitzeko gene horren lau eta zortzi kopia artean zituztela batez bestean. Ondorioz, argi dute Eurasian zehar ibili ziren gizakiek genearen kopia asko zituztela eskura landarean etxekotu eta almidoi kopuru handiak kontsumitzen hasi aurretik.
Baina lehen egokitzapena noiz gertatu zen jakiteko funtsezko elementua izan da giza eboluzioaren egutegia. Hala, espezie horretan ere genearen antzeko kopiak aurkitu dituztenez, ikertzaileek uste dute gizaki modernoak neandertaletatik bereizi ziren garaia baino askoz lehenago gertatu zela bikoizketa. Izan ere, neandertalen eta denisovarren artean ere bazegoen genearen bikoizketa. Beraz, gizaki modernoekin batera, espezie horiek zaharragoa zen arbaso komun batetik jaso zuten egokitzapen genetiko hori, eta horretan oinarritu dute, hain justu, duela 800.000 urteko data hori.
Zientzialariek uste dute genearen bikoizketa horren goiz gertatu izanak bidea eman zuela gaur egun gizakien artean gene horrekiko ikusten den aldakortasuna eragiteko. Epe luzerako begirada mantendu duten arren, azken milurtekoetan nekazaritzak gene horren aldaketan izan zuen eragina ikusteko moduan egon dira ere. Hala, azken 4.000 urteetan Europako nekazariek izan duten genearen kopien kopurua handiagoa izan da batez bestean, eta hori almidoi asko izan duten dietak eduki izanari egotzi diote. Gogora ekarri dute aurreko zenbait ikerketatan ere ikusia zutela genearen kopia gehiago zituztela gizakien alboan bizi ziren etxekotutako animaliek.
“Amilasaren genearen gero eta kopia gehiago izanda, orduan eta amilasa gehiago sortu dezakezu, eta orduan eta almidoi gehiago digeritu ahal duzu modu eraginkorrean”, azaldu du prentsa ohar batean Buffaloko Unibertsitateko (AEB) biologo Omer Gokcumen-ek.
Egileek babestu dute metodologia berritzaileaz baliatu direla genea zehaztasun handiz mapatu ahal izateko. Zehazki, genomaren mapatze optikoa eta irakurketa luzeko sekuentziazioa erabili dituzte horretarako. Irakurketa laburreko ohiko metodoekin ez da erraza geneen kopiak bereiztea, geneen sekuentzia oso antzekoa delako, baina irakurketa luzeko aldaerarekin, modu argiagoan zehaztu ahal izan dituzte geneen bikoizketak, eta, horrela, ikertzaileak oso gertu dauden antzeko geneak bereizteko moduan egon dira.
Gokcumenek laburbildu du egokitzapen honen garrantzia: “Amilasaren erregioan aldakortasun esanguratsu baterako oinarriak jarri zituzten gure genometan agertutako lehen bikoizketek. Teknologia eta bizi estilo berrien agerpenarekin, almidoiaren kontsumoa izugarri handitu zenez, bikoizketa horiek gizakiei aukera eman zieten dieta aldagarri berrietara egokitzeko”. Laburbilduz, gene horrek espezieari eman zion malgutasunak aukerak ireki zituen dieta desberdinetara aiseago egokitu ahal izateko.
“Litekeena da AMY1 genearen kopia gehiago zituzten norbanakoek almidoia modu efizienteagoan digeritzea eta seme-alaba gehiago izatea. Beren leinuak hobeto garatu ziren eboluzio tarte luzeagoan, kopia gutxiago zituztenen aldean, AMY1 genearen kopia gehiago zabalduz”, erantsi du Gokcumenek. Bestetik, ikertzaileek babestu dute proteinak beharrean, karbohidratoak izan zirela garunaren tamaina handitzeko energia iturri nagusia.
Zientzialariek gogora ekarri dute ikerketa honetan ateratako emaitzak bat datozela berriki Nature aldizkarian argitaratutako beste ikerketa baten ondorioekin. Bertan erakutsi zuten azken 12.000 urteetan AMY1 genearen kopiak lau izatetik zazpi izatera pasa zirela, batez bestean.
Erreferentzia bibliografikoa:
Yılmaz, Feyza et al. (2024). Reconstruction of the human amylase locus reveals ancient duplications seeding modern-day variation. Science, eadn0609. DOI: 10.1126/science.adn0609
Egileaz:
Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.