L’origine de la longue histoire d’amour des humains modernes avec les glucides pourrait être antérieure à notre existence en tant qu’espèce, selon une nouvelle étude.
Un stéréotype autrefois dominant selon lequel les anciens humains se régalaient de steak de mammouth et d’autres morceaux de viande a contribué à promouvoir l’idée d’un régime riche en protéines, nécessaire au développement d’un gros cerveau.
Mais les preuves archéologiques de ces dernières années ont remis en question cette vision, suggérant que les humains ont développé il y a longtemps un goût pour les glucides, en rôtissant des aliments tels que des tubercules et d’autres aliments riches en amidon, détectés en analysant les bactéries logées dans les dents.
La nouvelle recherche, publiée jeudi dans la revue Science, offre la première preuve héréditaire de régimes précoces riches en glucides. Les scientifiques ont retracé l’évolution d’un gène qui permet aux humains de digérer plus facilement l’amidon en le décomposant en sucres simples que notre corps peut utiliser comme source d’énergie. L’étude a révélé que ces gènes étaient dupliqués bien avant l’avènement de l’agriculture.
Cette expansion pourrait même remonter à des centaines de milliers d’années, bien avant que notre espèce, Homo sapiens ou même les Néandertaliens, n’émergent en tant que lignées humaines distinctes.
Des chercheurs basés au laboratoire Jackson à Farmington, dans le Connecticut, et à l’université de Buffalo, dans l’État de New York, ont analysé le génome de 68 humains anciens. L’équipe d’étude s’est concentrée sur un gène appelé AMY1, qui permet aux humains d’identifier et de commencer à décomposer l’amidon glucidique complexe dans la bouche en produisant l’enzyme amylase. Sans amylase, les humains ne seraient pas capables de digérer des aliments comme les pommes de terre, les pâtes, le riz ou le pain.
Les humains possèdent aujourd’hui plusieurs copies de ce gène, et leur nombre varie d’une personne à l’autre. Cependant, il a été difficile pour les généticiens de déterminer comment et quand le nombre de ces gènes a augmenté – ce qui reflète le moment où la consommation de féculents est probablement devenue avantageuse pour la santé humaine.
« La principale question à laquelle nous essayions de répondre était la suivante : quand cette duplication s’est-elle produite ? C’est pourquoi nous avons commencé à étudier les génomes anciens », a déclaré Feyza Yilmaz, première auteure de l’étude et chercheuse informatique associée au Jackson Laboratory.
« Des études antérieures montrent qu’il existe une corrélation entre le nombre de copies d’AMY1 et la quantité d’enzyme amylase libérée dans notre salive. Nous voulions comprendre s’il s’agissait d’un événement qui correspondait à l’avènement de l’agriculture. C’est… une question brûlante », a-t-elle déclaré.
Une opportunité génétique
L’équipe a découvert qu’il y a 45 000 ans déjà, les chasseurs-cueilleurs – dont le mode de vie était antérieur à l’agriculture – possédaient en moyenne quatre à huit copies d’AMY1, ce qui suggère que l’Homo sapiens avait un goût pour l’amidon bien avant la domestication des cultures façonnées. régimes humains.
La recherche a également révélé qu’une duplication du gène AMY1 existait dans les génomes des Néandertaliens et des Dénisoviens, un hominine éteint découvert pour la première fois en 2010 et dont on sait relativement peu de choses. La présence de plusieurs copies du gène chez trois espèces humaines suggère qu’il s’agissait d’un trait partagé par un ancêtre commun, avant la séparation des différentes lignées, selon l’étude.
Cette découverte signifie que les humains archaïques possédaient plus d’une copie d’AMY1 il y a 800 000 ans.
On ne sait pas exactement quand la duplication initiale d’AMY1 a eu lieu, mais elle s’est probablement produite de manière aléatoire. La présence de plus d’une copie a créé une opportunité génétique qui a donné aux humains un avantage pour s’adapter à de nouveaux régimes, en particulier ceux riches en amidon, lorsqu’ils rencontraient des environnements différents.
L’analyse a également montré que le nombre de copies d’AMY1 qu’une personne porte a fortement augmenté au cours des 4 000 dernières années – probablement favorisé par la sélection naturelle alors que les humains se sont adaptés aux régimes riches en amidon résultant du passage d’un mode de vie de chasseurs-cueilleurs à l’agriculture et à la culture de céréales. .
L’étude «a fourni des preuves irréfutables» de la façon dont la machinerie moléculaire permettant de convertir les amidons difficiles à digérer en sucres facilement accessibles a évolué chez l’homme, a déclaré Taylor Hermes, professeur adjoint au département d’anthropologie de l’Université de l’Arkansas, qui n’a pas été informé. impliqués dans la recherche.
De plus, la nouvelle recherche renforce la théorie émergente selon laquelle ce sont les glucides, plutôt que les protéines, qui fournissent l’énergie nécessaire à l’augmentation de la taille du cerveau humain au fil du temps, a-t-il noté.
«Les auteurs ont découvert qu’un nombre accru de copies du gène de l’amylase, qui se traduit par une plus grande capacité à décomposer L’amidon, peut-être apparu des centaines de milliers d’années avant que les Néandertaliens ou les Dénisoviens accordent davantage de crédit à l’idée selon laquelle les amidons étaient métabolisés en sucres simples pour alimenter le développement rapide du cerveau au cours de l’évolution humaine », a déclaré Hermès.
«Bien que je pense que davantage de tests avec des génomes humains anciens de meilleure qualité soient justifiés, j’ai été surpris que les auteurs aient pu détecter plusieurs copies de gènes d’amylase dans les génomes de Néandertal et de Dénisovien qui ont été précédemment publiés», a ajouté Hermes. «Cela montre l’intérêt de continuer à exploiter les génomes de nos ancêtres humains pour obtenir des dossiers médicaux et physiologiques importants.»
Il est difficile de comprendre comment les gènes individuels ont varié au fil du temps dans les populations, et l’étude est « extrêmement impressionnante », a déclaré Christina Warinner, professeur agrégé John L. Loeb de sciences sociales et d’anthropologie à l’Université Harvard.
«Nous savons que les changements alimentaires ont joué un rôle central dans l’évolution humaine… mais reconstituer ces événements qui se sont produits il y a des milliers, des centaines de milliers, voire des millions d’années est intimidant», a déclaré Warinner, qui n’a pas participé à la recherche. .
«Les recherches génomiques de cette étude aident enfin à dater certaines de ces étapes majeures, et elles révèlent des indices alléchants sur la longue histoire d’amour de l’humanité avec l’amidon.»
