Одно из старейших известных генетических различий между людьми и шимпанзе, возможно, помогло древним гоминидам, а теперь и современным людям, преуспевать на больших расстояниях. Чтобы понять, как работает мутация, ученые исследовали мышцы мышей, которые были генетически модифицированы для переноса мутации. У грызунов с мутацией уровень кислорода в работающих мышцах увеличился, что повысило выносливость и снизило общую мышечную утомляемость. Исследователи предполагают, что мутация может работать аналогичным образом и у людей.
Многие физиологические адаптации помогли людям стать сильнее в беге на длинные дистанции: появление длинных ног, способность потеть и потеря шерсти – все это способствовало повышению выносливости. Исследователи полагают, что они «нашли первую молекулярную основу для этих необычных изменений в организме человека», — говорит медицинский исследователь и ведущий автор исследования Аджит Варки.
Ген CMP-Neu5 Ac гидроксилазы (сокращенно CMAH) мутировал у наших предков около двух или трех миллионов лет назад, когда гоминиды начали покидать лес, чтобы кормиться и охотиться в обширной саванне. Это одно из самых ранних известных нам генетических различий между современными людьми и шимпанзе. За последние 20 лет Варки и его исследовательская группа выявили множество генов, связанных с бегом. Но CMAH — первый ген, указывающий на производную функцию и новую способность.
Однако не все исследователи убеждены в роли гена в эволюции человека. Биолог Тед Гарланд, специализирующийся на эволюционной физиологии в Калифорнийском университете в Риверсайде, предупреждает, что на данном этапе эта связь все еще является «чисто умозрительной».
«Я очень скептически отношусь к человеческой стороне, но не сомневаюсь, что она что-то делает для мышц», — говорит Гарланд.
Биолог считает, что простого взгляда на временную последовательность, когда возникла эта мутация, недостаточно, чтобы сказать, что именно этот ген сыграл важную роль в эволюции бега.
Мутация CMAH работает, изменяя поверхность клеток, составляющих человеческое тело.
«Каждая клетка тела полностью покрыта огромным сахарным лесом», — говорит Варки.
CMAH влияет на эту поверхность, кодируя сиаловую кислоту. Из-за этой мутации в сахарном лесу клеток человека имеется только один тип сиаловой кислоты. У многих других млекопитающих, включая шимпанзе, есть два типа кислоты. Это исследование предполагает, что это изменение кислот на поверхности клеток влияет на то, как кислород доставляется к мышечным клеткам организма.
Гарланд считает, что мы не можем предполагать, что именно эта конкретная мутация была необходима для того, чтобы люди превратились в бегунов на длинные дистанции. По его мнению, даже если эта мутация не произошла, произошла какая-то другая мутация. Чтобы доказать связь между CMAH и эволюцией человека, исследователям необходимо изучить выносливость других животных. Понимание того, как наше тело связано с физическими упражнениями, может не только помочь нам ответить на вопросы о нашем прошлом, но и найти новые способы улучшить свое здоровье в будущем. Многие заболевания, такие как диабет и болезни сердца, можно предотвратить с помощью физических упражнений.
Чтобы ваше сердце и кровеносные сосуды работали, Американская кардиологическая ассоциация рекомендует ежедневно заниматься 30 минутами умеренной активности. Но если вы чувствуете вдохновение и хотите проверить свои физические возможности, знайте, что биология на вашей стороне.