Sie sind nicht genau das, was Sie essen. Aber über viele Generationen hinweg prägt das, was wir essen, unseren Evolutionspfad. "Diät", sagt der Anthropologe John Hawks von der University of Wisconsin-Madison, "war eine grundlegende Geschichte in unserer Evolutionsgeschichte." In den letzten Millionen Jahren gab es Veränderungen in der menschlichen Anatomie, den Zähnen und dem Schädel, die wir für wahrscheinlich im Zusammenhang mit Ernährungsumstellungen halten. “
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Im weiteren Verlauf unserer Entwicklung ist die entscheidende Rolle der Ernährung nicht verschwunden. Genetische Studien zeigen, dass sich der Mensch noch weiterentwickelt. Der natürliche Selektionsdruck auf Gene wirkt sich auf alle Bereiche von der Alzheimer-Krankheit über die Hautfarbe bis zum Menstruationsalter aus. Und was wir heute essen, wird die Richtung beeinflussen, die wir morgen einschlagen werden.
Erhaltene Milch?
Wenn Säugetiere jung sind, produzieren sie ein Enzym namens Lactase, um die in der Muttermilch enthaltene zuckerhaltige Lactose zu verdauen. Aber sobald die meisten Säugetiere erwachsen sind, verschwindet die Milch von der Speisekarte. Das bedeutet, dass Enzyme, die es verdauen, nicht mehr benötigt werden, sodass erwachsene Säugetiere diese normalerweise nicht mehr produzieren.
Dank der jüngsten Entwicklung trotzen jedoch einige Menschen diesem Trend.
Rund zwei Drittel der erwachsenen Menschen sind laktoseintolerant oder haben nach dem Säuglingsalter eine verminderte Laktosetoleranz. Die Toleranz ist jedoch je nach geografischer Lage sehr unterschiedlich. In einigen ostasiatischen Gemeinden kann die Intoleranz 90 Prozent erreichen. Menschen westafrikanischer, arabischer, griechischer, jüdischer und italienischer Abstammung sind auch besonders anfällig für Laktoseintoleranz.
Nordeuropäer hingegen scheinen ihre Laktose zu lieben - 95 Prozent von ihnen sind tolerant, was bedeutet, dass sie im Erwachsenenalter weiterhin Laktase produzieren. Und diese Zahlen nehmen zu. "In mindestens fünf verschiedenen Fällen haben die Bevölkerungsgruppen das Gen, das für die Verdauung dieses Zuckers verantwortlich ist, so angepasst, dass es auch bei Erwachsenen aktiv bleibt", sagt Hawks und merkt an, dass es bei Menschen in Europa, im Nahen Osten und in Ostafrika am häufigsten vorkommt.
Alte DNA zeigt, wie neu diese adulte Laktosetoleranz in evolutionären Begriffen ist. Vor zwanzigtausend Jahren existierte es nicht. Heute hat etwa ein Drittel aller Erwachsenen Toleranz.
Diese blitzschnelle Entwicklung deutet darauf hin, dass der direkte Milchkonsum einen ernsthaften Überlebensvorteil gegenüber Menschen darstellte, die Milch zu Joghurt oder Käse fermentieren mussten. Während der Fermentation bauen Bakterien Milchzucker einschließlich Laktase ab, verwandeln ihn in Säuren und erleichtern die Verdauung bei Menschen mit Laktoseintoleranz. Mit diesen Zuckern ist jedoch ein guter Teil des Kaloriengehalts des Lebensmittels verschwunden.
Hawks erklärt, warum die Fähigkeit, Milch zu verdauen, in der Vergangenheit so ein Segen gewesen wäre: „Sie befinden sich in einer ernährungsbedingten Umgebung, außer Sie haben Rinder, Schafe, Ziegen oder Kamele, und das verschafft Ihnen Zugang zu einem Hoch Energie-Lebensmittel, die Säuglinge verdauen können, Erwachsene jedoch nicht “, sagt er. "Es ermöglicht den Menschen, 30 Prozent mehr Kalorien aus der Milch zu gewinnen, und Sie haben nicht die Verdauungsprobleme, die durch den Milchkonsum entstehen."
Eine kürzlich durchgeführte genetische Studie ergab, dass erwachsene Laktosetoleranz im römischen Großbritannien weniger verbreitet war als heute, was bedeutet, dass sich die Entwicklung in der gesamten in Europa aufgezeichneten Geschichte fortgesetzt hat.
Heutzutage haben viele Menschen Zugang zu zahlreichen alternativen Nahrungsmitteln sowie zu laktosefreien Milch- oder Laktasepillen, die ihnen helfen, normale Milchprodukte zu verdauen. Mit anderen Worten, wir können einige Auswirkungen der natürlichen Selektion umgehen. Das bedeutet, dass Merkmale wie die Laktosetoleranz möglicherweise nicht mehr die gleichen direkten Auswirkungen auf das Überleben oder die Fortpflanzung haben wie früher - zumindest in einigen Teilen der Welt.
„Soweit wir wissen, spielt es für Ihr Überleben und Ihre Fortpflanzung in Schweden keine Rolle, ob Sie Milch verdauen können oder nicht. Wenn Sie außerhalb eines Supermarkts essen (Ihre Milchverträglichkeit hat keinen Einfluss auf Ihr Überleben). In Ostafrika macht es dennoch einen Unterschied “, sagt Hawks.
Weizen, Stärke und Alkohol
Heutzutage ist es nicht ungewöhnlich, ein ganzes Lebensmittelgeschäft zu finden, das glutenfreien Keksen, Brot und Crackern gewidmet ist. Die Schwierigkeit, Gluten zu verdauen - das Hauptprotein in Weizen -, ist ein weiterer, relativ neuer Haken in der menschlichen Evolution. Die Menschen begannen erst vor etwa 20.000 Jahren, Getreide regelmäßig zu lagern und zu essen, und die Domestizierung von Weizen begann erst vor etwa 10.000 Jahren.
Seitdem Weizen und Roggen ein Grundnahrungsmittel für den Menschen geworden sind, ist die Häufigkeit von Zöliakie relativ hoch. "Sie sehen sich das an und sagen, wie es passiert ist?", Fragt Hawks. "Das ist etwas, was natürliche Auslese nicht hätte tun dürfen."
Die Antwort liegt in unserer Immunantwort. Ein System von Genen, bekannt als menschliche Leukozyten-Antigene, ist am Kampf gegen Krankheiten beteiligt und produziert häufig neue Variationen, um sich ständig ändernden Infektionen entgegenzuwirken. Unglücklicherweise verwechselt dieses System bei Personen mit Zöliakie das menschliche Verdauungssystem mit einer Krankheit und greift die Darmschleimhaut an.
Trotz der offensichtlichen Nachteile der Zöliakie scheint die anhaltende Evolution sie nicht weniger häufig zu machen. Die genetischen Varianten der Zöliakie scheinen heute genauso verbreitet zu sein wie seit Beginn des Weizenkonsums.
„Dies ist ein Fall, in dem eine Auswahl, bei der es wahrscheinlich um Krankheiten und Parasiten geht, eine Nebenwirkung hat, die bei einem kleinen Teil der Menschen Zöliakie hervorruft. Das ist ein Kompromiss, den die jüngste Entwicklung uns genommen hat, und es war keine Anpassung an die Ernährung - es war eine Anpassung trotz der Ernährung “, sagt Hawks. Unbeabsichtigte Kompromisse sind in der Evolution weit verbreitet. Beispielsweise kann die genetische Mutation zu roten Blutkörperchen, die dem Menschen hilft, Malaria zu überleben, auch die tödliche Sichelzellenkrankheit hervorrufen.
Andere Beispiele für unsere ständige Weiterentwicklung durch Ernährung sind faszinierend, aber ungewiss. Beispielsweise ist Amylase ein Enzym, das bei der Verdauung von Stärke im Speichel hilft. In der Vergangenheit haben landwirtschaftliche Völker aus West-Eurasien und Mesoamerika mehr Kopien des zugehörigen Gens. Wurden sie ausgewählt, um Stärken besser zu verdauen? „Das macht eine überzeugende Geschichte aus und es mag wahr sein. Aber die Biologie ist kompliziert und es ist nicht ganz klar, was am Werk ist oder wie wichtig es ist “, sagt Hawks.
Mehr als ein Drittel der Ostasiaten - Japaner, Chinesen und Koreaner - reagieren schnell auf den Alkoholabbau, da bei diesem Vorgang ein Überschuss an giftigen Acetaldehydenzymen entsteht. Es gibt starke genetische Beweise dafür, dass dies kürzlich in den letzten 20.000 Jahren ausgewählt wurde, bemerkt Hawks.
Da sein Auftreten im Genom in etwa mit der Domestizierung von Reis vor 10.000 Jahren zusammenfällt, schlagen einige Forscher vor, die Menschen daran zu hindern, sich mehr als nur Reiswein hinzugeben. Die Zeitlinien sind jedoch weder für die Mutation noch für die Domestizierung von Reis genau festgelegt. Es wurde auch vermutet, dass Acetaldehyd Schutz vor Parasiten bietet, die das Toxin nicht vertragen können.
"Es war in gewisser Weise wichtig für die Bevölkerung in der Vergangenheit, weil es nicht üblich war und jetzt ist", sagt Hawks. "Es ist eine große Veränderung, aber wir wissen wirklich nicht warum."
Wichtiger als wir denken?
Sogar die Farbe der menschlichen Haut kann sich zumindest teilweise als Reaktion auf die Ernährung verändern (andere Faktoren, wie Studien belegen, schließen sexuelle Selektion ein). Die derzeitige Vielfalt menschlicher Hautfarben ist eine relativ junge Entwicklung. Die Standardhypothese konzentriert sich auf die Prävalenz von UV-Strahlen in äquatorialen Breiten. Unser Körper braucht Vitamin D, unsere Haut produziert es also, wenn sie von UV-Strahlen durchnässt wird. Zu viel UV kann jedoch nachteilige Auswirkungen haben, und dunkle Hautpigmente blockieren diese wirksamer.
Als der Mensch in dunklere, kältere Breiten zog, brauchte seine Haut keinen Schutz mehr vor zu viel UV-Strahlung und wurde aufgehellt, damit sie mit weniger Sonnenlicht mehr nützliches Vitamin D produzieren konnte.
DNA-Studien, die moderne Ukrainer mit ihren prähistorischen Vorfahren vergleichen, zeigen jedoch, dass sich die Hautfarbe in Europa in den letzten 5.000 Jahren verändert hat. Um dies zu erklären, schlägt eine andere Theorie vor, dass die Pigmentierung der Haut unter dem Einfluss der Ernährung gestanden haben könnte, als die frühen Bauern unter einem Mangel an Vitamin D litten, das ihre Jäger-Sammler-Vorfahren einst aus Fisch- und Tierfutter bezogen hatten.
Nina Jablonski, eine Hautfarbenforscherin an der Penn State University, erklärte gegenüber Science, dass neue Forschungsergebnisse "Hinweise darauf liefern, dass der Verlust von regelmäßigem Vitamin D in der Nahrung als Folge des Übergangs zu einer stärkeren landwirtschaftlichen Lebensweise die Entwicklung hellerer Haut ausgelöst haben könnte".
Es ist schwierig, die Evolution in Aktion zu sehen. Dank neuer Technologien wie der Genomsequenzierung und der Rechenleistung, mit der große Datenmengen verarbeitet werden können, lassen sich jedoch winzige genetische Veränderungen feststellen, die sich über viele Generationen zu echten evolutionären Veränderungen summieren können. Zunehmend werden Datenbanken mit genetischen Informationen auch mit Informationen wie Krankengeschichten und Umweltfaktoren wie Ernährung gepaart, die es Wissenschaftlern ermöglichen können, die Art und Weise zu beobachten, in der sie interagieren.
Hakhamanesh Mostafavi, ein Evolutionsbiologe an der Columbia University, hat eine solche Genomstudie verfasst, in der DNA von 215.000 Menschen analysiert wurde, um zu sehen, wie wir uns in ein oder zwei Generationen weiterentwickeln. "Offensichtlich ändert sich unsere Ernährung heute radikal. Wer weiß, welche evolutionären Auswirkungen dies haben kann", sagt Mostafavi. "Es hat möglicherweise nicht unbedingt einen direkten Auswahleffekt, kann aber mit Genen interagieren, die ein Merkmal steuern."
Die genetische Untersuchung von Mostafavi ergab auch, dass einige Varianten, die tatsächlich das Leben des Menschen verkürzen, wie eine, die Raucher dazu veranlasst, ihren Konsum über die Rauchernormen hinaus zu steigern, immer noch aktiv ausgewählt werden.
"Wir sehen eine direkte Auswirkung dieses Gens auf das Überleben des Menschen heute", erklärt er. „Und möglicherweise können Sie sich vorstellen, dass eine Diät die gleiche Wirkung hat. Wir haben in letzter Zeit so viele Ernährungsumstellungen, wie zum Beispiel Fast Food, und wir wissen noch nicht, welche Auswirkungen sie haben können oder nicht. “
Glücklicherweise könnte es dank der Arbeit von Wissenschaftlern wie Mostafavi und Hawks nicht 20.000 Jahre dauern, bis sie es herausgefunden haben.
