Einer der ältesten bekannten genetischen Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen hat möglicherweise alten Hominiden und jetzt modernen Menschen geholfen, über große Entfernungen erfolgreich zu sein. Um zu verstehen, wie die Mutation funktioniert, untersuchten die Wissenschaftler die Muskeln von Mäusen, die genetisch verändert wurden, um die Mutation zu tragen. Bei Nagetieren mit der Mutation stieg der Sauerstoffgehalt der arbeitenden Muskeln, was die Ausdauer erhöhte und die allgemeine Muskelermüdung verringerte. Die Forscher vermuten, dass die Mutation beim Menschen ähnlich funktionieren könnte.
Viele physiologische Anpassungen haben dazu beigetragen, den Menschen beim Langstreckenlauf stärker zu machen: Die Entwicklung langer Beine, die Fähigkeit zu schwitzen und der Fellverlust haben alle zu einer erhöhten Ausdauer beigetragen. Die Forscher glauben, dass sie „die erste molekulare Grundlage für diese ungewöhnlichen Veränderungen beim Menschen gefunden haben“, sagt der medizinische Forscher und Hauptautor der Studie, Ajit Warki.
Das CMP-Neu5-Ac-Hydroxylase-Gen (kurz CMAH) mutierte bei unseren Vorfahren vor etwa zwei oder drei Millionen Jahren, als Hominiden begannen, den Wald zu verlassen, um sich in der weiten Savanne zu ernähren und zu jagen. Dies ist einer der frühesten genetischen Unterschiede, die wir zwischen modernen Menschen und Schimpansen kennen. In den letzten 20 Jahren haben Varki und sein Forschungsteam viele Gene identifiziert, die mit dem Laufen zusammenhängen. Aber CMAH ist das erste Gen, das auf eine abgeleitete Funktion und eine neue Fähigkeit hinweist.
Allerdings sind nicht alle Forscher von der Rolle des Gens in der menschlichen Evolution überzeugt. Der Biologe Ted Garland, der an der UC Riverside auf Evolutionsphysiologie spezialisiert ist, warnt davor, dass die Verbindung zu diesem Zeitpunkt noch „rein spekulativ“ ist.
„Ich bin sehr skeptisch, was die menschliche Seite betrifft, aber ich zweifle nicht daran, dass es etwas für die Muskeln tut“, sagt Garland.
Der Biologe glaubt, dass ein Blick auf die zeitliche Abfolge dieser Mutation nicht ausreicht, um zu sagen, dass dieses spezielle Gen eine wichtige Rolle in der Evolution des Laufens gespielt hat.
Die CMAH-Mutation verändert die Oberflächen der Zellen, aus denen der menschliche Körper besteht.
„Jede Zelle im Körper ist vollständig mit einem riesigen Zuckerwald bedeckt“, sagt Varki.
CMAH beeinflusst diese Oberfläche, indem es Sialinsäure kodiert. Aufgrund dieser Mutation hat der Mensch nur eine Art von Sialinsäure im Zuckerwald seiner Zellen. Viele andere Säugetiere, einschließlich Schimpansen, haben zwei Arten von Säure. Diese Studie legt nahe, dass diese Veränderung der Säuren auf der Zelloberfläche die Art und Weise beeinflusst, wie Sauerstoff zu den Muskelzellen im Körper transportiert wird.
Garland glaubt, dass wir nicht davon ausgehen können, dass diese bestimmte Mutation für die Entwicklung von Menschen zu Langstreckenläufern unerlässlich war. Selbst wenn diese Mutation nicht auftrat, trat seiner Meinung nach eine andere Mutation auf. Um einen Zusammenhang zwischen CMAH und der menschlichen Evolution nachzuweisen, müssen Forscher die Winterhärte anderer Tiere untersuchen. Zu verstehen, wie unser Körper mit Bewegung verbunden ist, kann uns nicht nur helfen, Fragen zu unserer Vergangenheit zu beantworten, sondern auch neue Wege finden, um unsere Gesundheit in der Zukunft zu verbessern. Viele Krankheiten, wie Diabetes und Herzkrankheiten, können durch Bewegung verhindert werden.
Damit Ihr Herz und Ihre Blutgefäße funktionieren, empfiehlt die American Heart Association täglich 30 Minuten moderate Aktivität. Aber wenn Sie sich inspiriert fühlen und Ihre körperlichen Grenzen testen möchten, wissen Sie, dass die Biologie auf Ihrer Seite ist.