Наши предки пристрастились к алкоголю, как только слезли с деревьев
Историю взаимоотношений человека с алкоголем проследили ученые. Оказалось, эффективно расщеплять этиловый спирт научились еще наши далекие предки благодаря одной мутации, которая возникла 10 млн лет назад.
Человек пристрастился к алкоголю задолго до того, как стал его производить, даже задолго до того, как стал человеком. Способность перерабатывать алкоголь уходит корнями в очень далекое прошлое: она возникла у наших обезьяноподобных предков еще 10 млн лет назад, пишут ученые в статье в журнале PNAS.
В медицине есть такая тенденция – объяснять болезни цивилизации тем, что человек генетически не приспособлен к современному образу жизни. Например, у человека просто не было времени приспособить свой метаболизм к потреблению большого количества сахара. В результате за сладкую жизнь он расплачивается ожирением, гипертонией и диабетом. Казалось бы, болезни, вызванные алкоголем, могут возникать по той же причине – из-за генетической неприспособленности организма.
Согласно историческим представлениям, алкоголь не входил в «палеолитическую диету», не было его также и в рационе предков человека. Он появился тогда, когда человек освоил земледелие и встал перед необходимостью запасать пищу впрок.
Предполагают, что технология сбраживания пищи для ее сохранения появилась около 9тыс. лет назад.
По другой гипотезе, алкоголь могли перерабатывать приматы еще 80 млн лет назад. Они питаются плодами, а в переспелых плодах заводятся дрожжи, которые, так же как и при изготовлении вина, сбраживают сахар в спирт. Поедая переспелые плоды, приматы потребляют алкоголь.
Команда под руководством профессора Стивена Беннера, специалиста по синтетической жизни, создавшего Фонд прикладной молекулярной эволюции (FRAME), попыталась в этом разобраться и понять, сколько времени было у человека на то, чтобы его метаболизм адаптировался к потреблению алкоголя.
Этиловый спирт – этанол – расщепляется в печени. Основные ферменты его метаболизма – это алкогольдегидрогеназа, которая превращает молекулу этанола в молекулы ацетальдегида, и альдегиддегидрогеназа, расщепляющая ацетальдегид до уксуса и воды.
Чтобы найти ответ на вопрос,
ученые проследили судьбу фермента алкогольдегидрогеназы класса IV (ADH4) в эволюции приматов на протяжении 70 млн лет.
Они не просто изучили, как изменялся фермент, они протестировали его у современных приматов на эффективность по отношению к этанолу и вычислили его активность у древних вымерших видов. Оказалось, что почти все ферменты у приматов до какого-то момента их эволюции не могли расщеплять этанол, хотя могли расщеплять некоторые другие спирты.
Последний общий предок человека и орангутана был не способен перерабатывать этанол из пищи. Ситуация радикально меняется в момент отделения ветви орангутанов от ветвишимпанзе, гориллы и человека. У общего предка шимпанзе, гориллы и человека фермент ADH4, как показали ученые, расщеплял этанол в 40 раз эффективнее, чем у более ранних приматов.
Это радикальное усиление каталитической активности фермента произошло из-за одной аминокислотной замены в молекуле белка.
В эксперименте ученые проверили — именно замена аминокислоты в позиции 294 приводит к тому, что ADH4 начинает расщеплять этанол.
Так одна мутация привела к тому, что приматы стали перерабатывать этанол, содержащийся в переспелых плодах. Используя палеоантропологические данные, ученые утверждают, что по времени это случилось в период изменившихся экологических условий в раннем миоцене и олигоцене. Именно тогда предки человека стали слезать с деревьев и постепенно приспосабливались к наземному образу жизни.
Палеоантропологи находят такие приспособления у ранних гонинид типа оррорина (6 млн лет назад) и сахелантропа (7 млн лет назад).
Спустившись на землю, предки человека стали чаще собирать переспелые падающие плоды, которые содержат гораздо больше этанола, чем плоды, сорванные с веток.
Способность включать этанол в метаболизм и получать из него энергию способствовала выживанию.
Интересно, что современные человекообразные обезьяны отличаются по пищевым привычкам в зависимости от того, могут ли они расщеплять этанол. Орангутаны и гиббоны, которые не могут расщеплять этанол, питаются как спелыми, так и неспелыми плодами, а шимпанзе и гориллы, которые могут это делать, предпочитают спелые.
Что касается человека, то он со временем успешно освоил производство алкоголя. А полезная для выживания способность перешла у него в немалую проблему, которая называется алкогольной зависимостью. И тут уже оказались задействованы многие другие гены, которые ученые пытаются выяснить, чтобы с этой зависимостью бороться.
Так, специалисты из Техасского университета в журнале Molecular Psychiatry
описали целую сеть генов, вовлеченных в алкоголизм.
Они сравнили работу генов в ткани мозга, взятой посмертно у алкоголиков и независимых от алкоголя людей. Им удалось выявить пул генов, которые, работая вместе, отличают мозг алкоголиков.
Это позволило напрямую связать некоторые черты алкогольной зависимости с работой тех или иных генов. Ученые смогли построить генетическую модель алкоголизма. Они надеются, что эта модель позволит найти новые пути его лечения.
Свежие комментарии