Dieterna påverkar generna

Evolutionen tar aldrig slut. Den är lika starkt nu som då, men den är långsam och den saknar mål. Evolutionen handlar om vilka gener som förs vidare till kommande generationer. Gener som ger fördelar, har en större chans att föras vidare och på sikt ger skillnader i sannolikheter resultat och konsekvenser. Denna mekanism har skapat människor av fiskar och ligger bakom de skillnader som vem som helst kan se mellan t ex en inuit och en masaj.

Dieten är en viktig urvalsegenskap. Den diet vi äter idag skiljer sig rejält från det fiskar äter och det vi åt för bara 10.000 år sedan. En ny studie från Cornell University beskriver hur förändringar i Europas dieter efter introduktionen av jordbruk för 10.000 år sedan ledde till genetiska anpassningar som gjorde jordbrukets skördar mer tillgängliga för människans magar.

Innan jordbruksrevolutionen (den neolitiska revolutionen), som började för omkring 10.000 år sedan, var människorna som levde i det vi idag kallar Europa jägare och samlare. De åt kött och skaldjur. Men jordbrukets utbredning i södra Europa för omkring 8000 år förändrade detta. Människorna blev i högre grad växtätare.

Den nya studien är den första som skiljer och jämför anpassningar som inträffade före och efter jordbrukets införande och visar att de olika dieterna påverkade européernas gener. Forskarna kunde se att jordbruket ledde till en ökad frekvens av en allel (en av flera alternativa versioner av en gen) i FADS1-genen som kodar för enzymer som förbättrar möjligheten att tillgodogöra sig näring från växter. Frekvensen av denna allel ökade till följd av det naturliga urvalet, eftersom jordbrukare med denna allel fick fördelar som ökade spridningen av denna genetiska variant av FADS1-genen.

FADS1-genen producerar enzymer som spelar en viktig roll i biosyntesen av omega-3 och omega-6. Dessa långkedjiga fleromättade fettsyror är avgörande för utvecklingen av hjärnan, kontroll av inflammation och för utvecklingen av immunförsvaret. Kött och skaldjur ger massor av omega-3 och omega-6, men det är svårare att få dessa fettsyror från grödor. Jordbrukarna behövde därför FADS1-enzymer för att biosyntetisera långkedjiga fleromättade fettsyror från kortkedjiga fettsyror som finns i växterna de odlade.

Analys av DNA från antiken avslöjade att före jordbruket favoriserade köttdieterna hos jägare och samlare den andra allelen (versionen) av samma gen, vilket begränsar aktiviteten hos FADS1-enzymer och är bättre lämpad för människor som äter kött och skaldjur.

Denna graf visar frekvensen av en vegetarisk allel och en köttallel, två versioner av samma gen, under de senaste 30 000 åren i europeiska befolkningar. Trenderna var motsatta för de två allelerna och båda förändrades efter den neolitiska revolutionen. Bild från Cornell av Kaixiong Ye.

Studien visar att förekomsten av allelen för växtbaserade dieter sjönk fram till jordbrukets införande, varefter den steg kraftigt. Samtidigt ökade den motsatta versionen av samma gen som hittades i jägare-samlare fram till tillkomsten av jordbruk, varefter den sjönk kraftigt.

Forskarna fann också en skillnad i frekvenserna av dessa alleler från norr till söder sen 8.000 år tillbaka ända in i modern tid. Bönder var beroende av växtbaserade dieter, men beroendet var starkare i söder än i norra europa - vars jordbrukare förfäder drack mer mjölk och inkluderade skaldjur i sin kost. Samerna längst upp i norr torde vara mer lika de tidiga jägarkulturerna. De äter helst kött och fisk och inte så mycket grönfoder.

"I want to know how different individuals respond differently to the same diet," säger studiens huvudförfattare Kaixiong Ye i pressmeddelandet från Cornell University. ”Future studies will investigate additional links between genetic variation, diets and health, so that in the future, we can provide dietary recommendations that are personalized to one's genetic background”.

Fördelar och nackdelar
Som jägare och samlare rörde sig människan över stora ytor och samlade in näringsämnen från olika jordar och från djur som åt från olika jordar. Det gav människan riklig och varierad näring. Jordbrukare valde ut några få djurarter och grödor och odlade dem på en begränsad yta och det ökade avkastningen till priset av variation och näringsinnehåll. Växtbaserade alleler reglerar kolesterolnivåer och har kopplats till IBS, hjärt-kärlsjukdom, artrit och bipolär sjukdom. Människan krympte, hjärnan blev mindre men vi förökade oss kraftigt. Utan jordbruk hade du sannolikt inte existerat.

I de italienska byarna lever många bönder som de levt i tusentals år.  Odlar grödor på branta sluttningar. Bild från Monterosso i vackra Cinque terre.

Som svensk på besök Italien är jag mer laktostolerant än italienarna. I norr var vi sannolikt tvungna att dricka komjölk för att överleva de långa mörka vintrarna. Det förändrade våra gener. De som hade kvar enzymet laktas i vuxen ålder kunde fortsätta dia komjölk och ökade därmed sin chans att sprida sina laktostoleranta gener. Den romerska statsmannen Julius Caesar besökte norra Europa i sin ungdom och förfasade sig över att germanerna drack komjölk till maten. Det var ett bevis för nordens barbari, tyckte han.

Läs mer om hälsa, vetenskap och löpning på Hjärnfysikbloggen.