Среда 21 Ноябрь 2018
Такси Тук Тук

Бег помог человеку эволюционировать?

Ваш организм готов пробежать марафон, даже если вы считаете иначе. Согласно данным недавних исследований, каждая клетка в человеческом теле несет мутацию, которая может помочь оптимизировать мышцы для бега на длинные дистанции.

Одно из самых старых известных генетических различий между людьми и шимпанзе, возможно, помогло древним гоминидам — и теперь современным людям — преуспеть в беге на большие расстояния. Ученые исследовали поведение специально генномодифицированных мышей. У грызунов мутация повышает уровень кислорода в работающих мышцах и выносливость и снижает общую мышечную усталость. Предполагается, что мутация может работать аналогично у людей. Результаты были опубликованы на этой неделе в
The Royal Society B.

Многие физиологические адаптации помогают людям научиться бегать большие дистанции – эволюция длинных ног, способность потеть и потеря меха – все это способствовало повышению нашей выносливости. С этим открытием исследователи считают, что они «нашли первую молекулярную основу для этого необычного изменения в организме человека», – говорит Аджит Варки, врач исследователь в области клеточной и молекулярной медицины в Университете Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) и ведущий автор исследования.

Ген CMP-Neu5Ac Hydroxylase (CMAH, для краткости) мутировал у наших предков около двух или трех миллионов лет назад, когда гоминиды начали покидать лес для пропитания и охотиться по обширной саванне. В течение последних 20 лет Варки и его исследовательская группа использовали мышей для соединения мутации с другими воздействиями на организм человека, включая более серьезные симптомы мышечной дистрофии и воспаления, которые могут увеличить риск развития рака от употребления красного мяса.

«Было выявлено много генов, имеющих отношение к бегу», — говорит Дэниел Либерман, палеоантрополог из Гарварда, давно изучающий человеческую эволюцию и бег. «Но это первый ген, указывающий на производную функцию, новую особенность, которая появляется примерно в то время, когда уже есть точные доказательства того, что первобытные люди могли бегать».
Но не все исследователи убеждены в роли гена в эволюции человека. Тед Гарланд, биолог, специализирующийся на эволюционной физиологии в UC Riverside, предупреждает, что эта связь по-прежнему «чисто умозрительна» на данном этапе. Просто глядя на временную последовательность, когда эта мутация возникла, нельзя с полной уверенностью сказать, что этот конкретный ген сыграл важную роль в эволюции бега.

Бег помог человеку эволюционировать?

Ген CMAH влияет на изменение кислот на поверхности клеток и на способ доставки кислорода в мышечные клетки в организме.

Для этого эксперимента Джонатан Окерблом, аспирант лаборатории Варки, использовал контрольную группу мышей с регулярным геном и группой мышей с человекоподобной мутацией. Исследователи сравнили, как мыши бегали на беговой дорожке до и после тренировки на колесе. С самого начала мыши с мутацией CMAH могли работать все быстрее и быстрее. И с тренировкой на колесе их конкурентное преимущество в беге было еще больше – на 12% быстрее и на 20% дальше, чем мыши без этой мутации.

После тестов на беговой дорожке Эллен Брин, ученый-физиолог в UCSD, исследовала мышцы мышей и обнаружила, что те, у кого мутация, не уставали так же быстро, как мышцы обычных мышей. Кроме того первая группа более эффективно использовала кислород на клеточном уровне и имела больше капилляров, подающих кислород в мышцы. Несмотря на это, по мнению Гарланд, нельзя утверждать наверняка, что именно эта конкретная мутация была «необходимой» для того, чтобы люди могли преодолевать длинные дистанции. Не было бы этой, была бы другая.

Чтобы доказать связь между CMAH и эволюцией человека, исследователям нужно будет посмотреть на выносливость у других животных – собак, оленей или страусов – есть ли в их генах подобные мутации. Гарланд также считает, что нужно специально разводить мышей с высоким уровнем выносливости, чтобы убедиться, что результат мутаций сохраняется.

«Понимание того, как наше тело связано с физическими упражнениями, может не только помочь нам ответить на вопросы о нашем прошлом, но и помочь нам найти новые способы укрепления здоровья в будущем», — говорит Либерман. Многие болезни, такие как диабет и сердечные заболевания, могут быть предотвращены посредством физических упражнений. «Нам нужно выяснить, как организовать эту борьбу с болезнями», — считает Либерман.

Необязательно прямо сейчас бежать марафон, чтобы максимально использовать возможности клеток. Для поддержания правильного общего сердечно-сосудистого состояния необходимо около 30 минут умеренно интенсивной активности в день. Но если вы чувствуете, что вы способны на большее, знайте, что биология на вашей стороне.

x

Посмотрите еще

8 технологий будущего, которые изменят мир

Вокруг технологий всегда шли шумные споры. Некоторые из великих умов убеждены в том, что технологии ...

EnglishRussianUkrainian