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mercoledì 18 febbraio 2015

I Neanderthal si sono estinti a causa delle loro mascelle deboli? Ai nostri antichi cugini mancavano i geni per masticare e digerire i duri farinacei, è quello che rivela uno studio.



  • I genetisti della Pennsylvania State University hanno analizzato il DNA di questi antichi parenti dell'Homo sapiens per cercare i geni che erano coinvolti nella masticazione e nel gusto.
  • Ai Neanderthal mancavano i geni presenti nelle specie con mascelle potenti come gli scimpanzé.
  • Avevano anche un gene unico coinvolto nella rilevazione di sostanze chimiche amare (potenzialmente pericolose) negli alimenti.
  • Ciò suggerisce che preferivano piante molto diverse da quelle che mangiamo oggi.
  • I loro geni suggeriscono che possono avere avuto dei problemi con l'amido degli ortaggi a radice.
  • Ai Neanderthal mancavano anche i geni necessari per digerire il lattosio presente nel latte vaccino.

I Neanderthal probabilmente cucinavano il cibo prima di mangiarlo, ma avrebbero avuto grossi problemi nel digerire le verdure a radice, è quello che emerge da un nuovo studio.
I genetisti hanno analizzato il DNA dai resti dei Neanderthal e di un altro antico parente degli uomini, i Denisoviani.
I ricercatori hanno scoperto che a questi preistorici antenati degli uomini moderni mancavano i geni chiave necessari a masticare i cibi duri - proprio come gli esseri umani che vivono oggi.
Gli scimpanzé, i primati nostri parenti viventi più vicini, hanno ancora questi geni della masticazione in quanto hanno bisogno di masticare cibo crudo e duro.

Gli scienziati hanno anche scoperto che i Neanderthal e i loro cugini Denisoviani possono aver avuto grossi problemi nel digerire gli alimenti amidacei come le verdure a radice.
Questo perché, come gli scimpanzé, avevano poche copie dei geni che rilasciano gli enzimi digestivi specifici nella saliva, enzimi che iniziano a digerire l'amido mentre viene masticato.
Gli esseri umani moderni hanno circa sei copie di questi geni, mentre i Neanderthal ne avevano solo due.
I Neanderthal inoltre, potrebbero aver mangiato il cibo in modo diverso da come facciamo noi oggi e forse gradivano piante che noi troviamo inappetibili.

I ricercatori hanno anche scoperto che i Neanderthal avevano una variante completamente unica di geni responsabili della degustazione di composti particolarmente amari.
Mancano anche altri due recettori del gusto presenti negli scimpanzé per quanto riguarda la degustazione dei cibi amari.

I risultati sollevano interrogativi interessanti sul fatto che le differenze nella dieta dei Neanderthal, rispetto a quella degli esseri umani moderni, abbia portato alla loro estinzione.
La mancanza di enzimi digestivi nella loro saliva potrebbe significare che hanno incontrato maggiori problemi nell'estrarre energia dai tuberi amidacei rispetto alle loro controparti Homo sapiens.
I cambiamenti della vegetazione nell'ambiente nel quale vivevano avrebbero significato anche che alcuni dei loro cibi preferiti sono scomparsi.

Mentre si sa che gli uomini di Neanderthal, vissuti da 280.000 a 40.000 anni fa, sono noti per aver imparato a controllare il fuoco, poco si sa circa il cibo che mangiavano.
L'analisi dei loro denti fossilizzati ha fornito alcuni indizi sul fatto che potrebbero aver usato il fuoco per cuocere il cibo.
Ora il nuovo studio ha fornito ulteriori prove che effettivamente cucinavano.
Il cucinare è visto come una innovazione fondamentale che ha guidato il corso dell'evoluzione umana in quanto rende più facilmente disponibili per l'organismo, durante la digestione, importanti sostanze nutritive e più elevati livelli di grassi.

Il professor George Perry, un antropologo della Pennsylvania State University, che ha guidato la ricerca, ha detto: “
Un certo numero di importanti transizioni alimentari si sono verificate durante i sei milioni di anni di evoluzione degli ominidi, tra cui un sostanziale aumento del consumo di carne e di amido, la cottura del cibo, e la domesticazione di piante e animali. Noi ipotizziamo che la perdita funzionale di un gene che codifica per un'importante proteina funzionale dei muscoli masticatori potrebbe benissimo essere stata la conseguenza del controllo del fuoco ottenuto dagli ominidi e l'avvento di un comportamento coerente con la cottura dei cibi, che si traduce in un sostanziale ammorbidimento del cibo e riduce la necessità di un forte apparato masticatorio.

Il professor Perry, insieme con i colleghi della Cornell University e della University of Texas, ha analizzato le sequenze del genoma pubblicate ed ottenute dai resti fossili di Neanderthal e Denisovani.
Si pensa che i Denisovani fossero un gruppo di ominidi fratelli dei Neanderthal, che si scissero da un antenato comune circa 600.000 anni fa.
Si pensa che essi siano vissuti più a est rispetto agli uomini di Neanderthal e che si diffusero poi attraverso l'Europa; le due specie si sono poi estinte intorno allo stesso periodo.

Lo studio ha evidenziato che, come i loro cugini umani moderni, ad entrambi questi ominidi estinti mancava la proteina MYH16, che si trova nelle fibre muscolari dei grandi primati muniti di potenti mascelle.
A differenza dell'uomo moderno, tuttavia, non avevano i geni necessari per digerire il lattosio del latte vaccino. Questo si pensa si sia sviluppato con l'avvento dell'agricoltura, qualche tempo dopo.
Ai due antichi ominidi mancavano anche i geni necessari per la degustazione del cibo amaro che sono presenti negli scimpanzé - TAS2R62 e TAS2R64.
Tuttavia, l'uomo di Neanderthal aveva una versione unica di un altro gene, che permette di riconoscere il sapore amaro, chiamato TAS2R38.
Questo gene è noto per essere essenziale per percepire il sapore amaro di una sostanza chimica chiamata phenylthiocarbamide (PTC) e altre sostanze chimiche correlate.
Nel frutto dell'
Antidesma bunius (un tipo di alloro) si nota la presenza di sostanze chimiche simili alla PTC che possono essere percepite solo dalle persone con questo gene.
Circa il 70 per cento delle persone possono sentire la PTC, ma questo dato varia in funzione della popolazione - il 42 per cento degli aborigeni australiani e degli abitanti della Papua Nuova Guinea non possono percepirla.

Le nuove scoperte, pubblicate sul Journal of Human Evolution (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0047248414002644), suggeriscono che, mentre gli uomini di Neanderthal potrebbero essere stati in grado di sentire questo sapore amaro, probabilmente questa loro capacità era ristretta ad uno specifico sottogruppo di queste sostanze chimiche.
Ciò significa che forse avrebbero potuto evitare alcuni tipi di alimenti, potenzialmente velenosi, a causa del loro sapore amaro.

L'uomo di Neanderthal e i Denisoviani avevano inoltre solo due copie del gene che codifica per l'amilasi, che serve per digerire l'amido degli ortaggi a radice e che si trova nella saliva, molto meno rispetto agli esseri umani moderni.

Alcuni esperti hanno suggerito che i Neanderthal mangiassero grandi qualità di ortaggi a radice, che sono una ricca fonte di energia, utile nel loro stile di vita di cacciatori-raccoglitori.

Tuttavia, il professor Perry ha detto: “
Possiamo solo concludere che se i primi ominidi consumavano grandi quantità di alimenti ricchi di amido, come ipotizzato, allora lo stavano probabilmente facendo senza i benefici digestivi dovuti al successivo aumento della produzione di amilasi nella saliva.
Parlando al Mail Online, ha aggiunto: “
Credo che l'effetto sul benessere fisico di avere solo due copie funzionali per la produzione dell'amilasi nella saliva, fosse probabilmente relativamente piccolo rispetto a coloro che ne avevano di più.
Non è che io non creda nell'importanza di questo fatto. Ci sono stati probabilmente una serie di altri fattori che sono stati più importanti per il successo riproduttivo umano e dei Neanderthal e per la storia di queste popolazioni
”.

Il professor Perry ed i suoi colleghi sperano che, ottenendo più dati sul genoma dei Neanderthal, si conoscerà meglio l'influenza che i loro geni hanno avuto sulla loro dieta, e il tutto dovrebbe diventare più chiaro.

I ricercatori hanno anche detto che potrebbe essere eventualmente possibile svelare esattamente ciò che i Neanderthal sentivano quando assaggiavano i cibi esaminando i recettori coinvolti nel recepimento degli odori.
I ricercatori hanno aggiunto: “
La tempistica con la quale si sono acquisiti e persi i geni dei recettori olfattivi e le alterazioni funzionali di essi, sono in grado di fornire approfondimenti sull'evoluzione alimentare e sull'ecologia evolutiva di questi ominidi.
Questa analisi è attualmente rallentata dalla nostra limitata comprensione delle conseguenze funzionali di specifiche variazioni nei recettori olfattivi e dalle brevi sequenze ottenute solitamente dal DNA antico, che spesso non possono essere attribuite univocamente a specifici geni di recettori olfattivi molto simili. Siamo fiduciosi in un futuro progresso su tutti questi fronti
”.

Il professor Chris Stringer, esperto di evoluzione umana presso il
Natural History Museum di Londra, ha detto che gli uomini di Neanderthal potrebbero aver perso i geni legati alla presenza di potenti mascelle perché hanno cominciato a mangiare cibi più morbidi.
Egli ha detto: “
Una cosa che viene spesso lasciata fuori dal dibattito su cottura e digestione dei cibi è il fatto che mangiare il midollo osseo e il cervello delle prede in genere richiede molto meno masticazione rispetto alle fibre muscolari.
Sappiamo dalle tracce di macellazione preistoriche che i primi umani accedevano sicuramente a queste risorse alimentari altamente nutrienti delle carcasse, e probabilmente le consumavano crude, anche se conoscevano già l'uso del fuoco.
Laura Buck ed io stiamo ricercando quella che abbiamo chiamato '
gastrofagia', il consumo, cioè, degli stomaci degli animali e del loro contenuto.
Abbiamo scoperto che questo aspetto viene trascurato ma era in realtà un comportamento comune in questi cacciatori-raccoglitori, e sembra molto probabile che sia stato prevalente in ominidi come l'uomo di Neanderthal.
Se è così, sarebbero stati in grado di accedere alle parti predigerite delle piante rimaste nel chimo dello stomaco, risparmiando un sacco di tempo per la raccolta, e avrebbero beneficiato del foraggiamento e della predigestione effettuate delle loro prede.
'

Il dr. Simon Underdown, un antropologo della Oxford Brookes University, ha avvertito che, mentre il genoma potrebbe fornire alcune tracce di quello che gli uomini di Neanderthal e gli altri antichi antenati dell'uomo erano, allo stesso tempo potrebbe essere fuorviante.
Egli ha detto: “
Noi condividiamo qualcosa come il 40% del nostro DNA con le banane, quindi non è sorprendente che condividiamo quasi tutti i nostri geni con i Neanderthal.
Come spesso accade nell'evoluzione umana il diavolo è nei dettagli. Mentre abbiamo una sempre più sofisticata comprensione del genoma dei Neanderthal e dei Denisoviani non siamo nemmeno vicini ad avere un quadro completo.
Escludere la presenza di alcuni geni sulla base di questa forma di confronto è potenzialmente problematico - non possiamo dire se l'uomo di Neanderthal o i Denisoviani sono stati oggetto di strozzature genetiche o forse ciò è accaduto solo a piccole popolazioni su cui l'effetto della deriva genetica avrebbe potuto deformare l'immagine.
L'estrazione di genomi antichi potrà in futuro dirci molto sui nostri antenati estinti, ma abbiamo bisogno di tenere a mente che i geni sono solo una parte della storia - abbiamo bisogno dei fattori ambientali per capire bene il passato.


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