Одна з найдавніших відомих генетичних відмінностей між людьми та шимпанзе, можливо, допомогла стародавнім гомінідам, а тепер і сучасним людям, досягти успіху на великих відстанях. Щоб зрозуміти, як працює мутація, вчені досліджували м’язи мишей, які були генетично модифіковані для перенесення мутації. У гризунів із мутацією рівень кисню збільшувався до працюючих м’язів, підвищуючи витривалість і зменшуючи загальну втому м’язів. Дослідники припускають, що мутація може працювати подібним чином у людей.
Багато фізіологічних адаптацій допомогли зробити людей сильнішими в бігу на довгі дистанції: еволюція довгих ніг, здатність потіти та втрата шерсті сприяли підвищенню витривалості. Дослідники вважають, що вони «знайшли першу молекулярну основу для цих незвичайних змін у людей», — говорить медичний дослідник і провідний автор дослідження Аджит Варкі.
Ген CMP-Neu5 Ac Hydroxylase (скорочено CMAH) мутував у наших предків приблизно два-три мільйони років тому, коли гомініди почали залишати ліси, щоб харчуватися та полювати у величезній савані. Це одна з найперших відомих нам генетичних відмінностей між сучасною людиною та шимпанзе. За останні 20 років Варкі та його дослідницька група виявили багато генів, пов’язаних із бігом. Але CMAH є першим геном, який вказує на похідну функцію та нову здатність.
Однак не всі дослідники впевнені в ролі гена в еволюції людини. Біолог Тед Гарленд, який спеціалізується на еволюційній фізіології в Каліфорнійському університеті в Ріверсайді, попереджає, що на даному етапі зв’язок все ще є «чисто спекулятивним».
«Я дуже скептично ставлюся до людської сторони, але я не сумніваюся, що це щось робить для м’язів», — каже Гарленд.
Біолог вважає, що просто дивитися на часову послідовність, коли виникла ця мутація, недостатньо, щоб сказати, що саме цей ген відіграв важливу роль в еволюції бігу.
Мутація CMAH діє шляхом зміни поверхні клітин, з яких складається людське тіло.
«Кожна клітина в організмі повністю вкрита масивним лісом цукру», — каже Варкі.
CMAH впливає на цю поверхню, кодуючи сіалову кислоту. Через цю мутацію люди мають лише один тип сіалової кислоти в цукровому лісі своїх клітин. Багато інших ссавців, включаючи шимпанзе, мають два типи кислоти. Це дослідження показує, що ця зміна кислот на поверхні клітин впливає на те, як кисень доставляється до м’язових клітин тіла.
Гарленд вважає, що ми не можемо припустити, що ця конкретна мутація була важливою для того, щоб люди еволюціонували до бігунів на дистанцію. На його думку, навіть якщо цієї мутації не відбулося, відбулася якась інша мутація. Щоб довести зв’язок між CMAH та еволюцією людини, дослідникам потрібно подивитися на витривалість інших тварин. Розуміння того, як наше тіло пов’язане з фізичними вправами, може не тільки допомогти нам відповісти на запитання про наше минуле, але й знайти нові способи покращити своє здоров’я в майбутньому. Багатьом захворюванням, таким як діабет і хвороби серця, можна запобігти за допомогою фізичних вправ.
Американська кардіологічна асоціація рекомендує 30 хвилин помірної активності щодня, щоб підтримувати роботу серця та кровоносних судин. Але якщо ви відчуваєте натхнення і хочете випробувати свої фізичні можливості, знайте, що біологія на вашому боці.