Aunque ahora se reniegue de ellos en muchas dietas, los carbohidratos desempeñaron un papel fundamental en la alimentación de tus antepasados. Fueron una fuente de calorías más que valiosa cuando el ser humano tenía que luchar por alimentarse.
Algo de aquello ha llegado hasta ti. Tu pasión por el pan, las patatas, la pasta o los bollos podría ser consecuencia de aquella primera alimentación. El gen responsable de la digestión del almidón en la saliva se duplicó cuando aún habitábamos en cavernas, como encontró un estudio publicado en Science.
Este gen, conocido como gen de la amilasa salival (AMY1), no solo puede haber ayudado a dar forma a la adaptación humana a los alimentos ricos en almidón, sino que puede haber ocurrido hace más de 800.000 años, mucho antes del desarrollo de la agricultura.
Como demuestra la investigación las duplicaciones tempranas de este gen prepararon el terreno para la amplia variación genética que existe aún hoy en día, influyendo en la eficacia con la que los humanos digieren los alimentos ricos en almidón.
“La idea es que cuantos más genes de amilasa tengas, más amilasa podrás producir y más almidón podrás digerir eficazmente”, matiza Omer Gokcumen, profesor del departamento de ciencias biológicas de la Universidad de Buffalo y uno de los autores.
Varias copias de AMY1 para cazadores-recolectores
Gokcumen y su equipo, incluido el coautor principal Charles Lee, profesor y presidente del Laboratorio Jackson (JAX), utilizaron técnicas novedosas como el mapeo óptico del genoma y la secuenciación de lectura larga para mapear la región del gen AMY1 con extraordinario detalle. Esto proporcionó una imagen más clara de cómo evolucionaron las duplicaciones de AMY1.
Al analizar los genomas de 68 humanos antiguos, incluida una muestra de Siberia de 45.000 años de antigüedad, los investigadores encontraron que los cazadores-recolectores preagrícolas ya tenían un promedio de cuatro a ocho copias de AMY1 por célula diploide, lo que sugiere que los humanos ya caminaban por Eurasia con una amplia variedad de números altos de copias de AMY1 mucho antes de que comenzaran a domesticar plantas y a comer cantidades excesivas de almidón.
El estudio encontró además que se produjeron duplicaciones del gen AMY1 en neandertales y denisovanos, parientes extintos de los humanos modernos que vivieron hace 50.000 años.
"Esto sugiere que el gen AMY1 puede haberse duplicado por primera vez hace más de 800.000 años, mucho antes de que los humanos se separaran de los neandertales y mucho antes de lo que se creía anteriormente", apunta en nota de prensa Kwondo Kim, uno de los autores principales del estudio del Laboratorio Lee en JAX.
Esto cambió nuestra especie
La duplicación inicial de AMY1 dio pie a una oportunidad genética que con el tiempo moldeó nuestra especie. A medida que los humanos se expandieron por otros territorios, la flexibilidad en el número de copias de AMY1 proporcionó una ventaja para adaptarse a nuevas dietas, en particular las ricas en almidón.
“Tras la duplicación inicial, que dio lugar a tres copias de AMY1 en una célula, el locus de la amilasa se volvió inestable y comenzó a crear nuevas variaciones”, añade Charikleia Karageorgiou, una de las de la Universidad de Buffalo y autora del estudio.
La investigación también destaca cómo la agricultura afectó la variación de AMY1. Mientras que los primeros cazadores-recolectores tenían múltiples copias de genes, los agricultores europeos vieron un aumento en el número promedio de copias de AMY1 durante los últimos 4.000 años, probablemente debido a sus dietas ricas en almidón.
“Es probable que los individuos con un mayor número de copias de AMY1 digirieran el almidón de manera más eficiente y tuvieran más descendencia”, afirma Gokcumen. “En última instancia, sus linajes se comportaron mejor a lo largo de un largo período evolutivo que aquellos con un menor número de copias, lo que propagó el número de copias de AMY1”.
Los hallazgos coinciden con un estudio dirigido por la Universidad de California en Berkeley y publicado el mes pasado en Nature que encontró que los humanos en Europa expandieron su número promedio de copias de AMY1 de cuatro a siete en los últimos 12.000 años.
“Dado el papel clave de la variación del número de copias de AMY1 en la evolución humana, esta variación genética presenta una oportunidad emocionante para explorar su impacto en la salud metabólica y descubrir los mecanismos involucrados en la digestión del almidón y el metabolismo de la glucosa”, añade Feyza Yilmaz, científica computacional asociada en JAX y autora principal del estudio. “Las investigaciones futuras podrían revelar sus efectos precisos y el momento de la selección, proporcionando información crítica sobre genética, nutrición y salud".
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