Voordat het een gebakken bijgerecht, aardappelpuree, gnocchi, chips en avondredding werd als de koelkast huilde, was de aardappel een kwestie van overleven. In de Andes, tussen harde plateaus, koude, hooggelegen velden en te beschermen gewassen, heeft deze knol duizenden jaren lang hele populaties gevoed. In Amerika was het al in de oudheid bekend en in de Andes-gemeenschappen, en vervolgens ook in het Inca-dieet, nam het een centrale plaats in. Vanuit Peru brachten de Spaanse conquistadores het naar Europa, waardoor ook de keukens van het oude continent veranderden. Een landbouwverhaal natuurlijk. Nu ook een verhaal geschreven in het lichaam.
Een nieuwe studie gepubliceerd in Nature Communications analyseerde het aantal kopieën van het AMY1-gen bij 3.723 mensen uit 85 verschillende populaties en vond een buitensporig cijfer in de inheemse Peruaanse Andes: zij bezitten het hoogste aantal kopieën van dit gen dat wereldwijd is waargenomen. AMY1 is gekoppeld aan de productie van speekselamylase, het enzym dat zetmeel begint af te breken terwijl we kauwen. Simpel gezegd begint de vertering van zetmeelrijk voedsel in de mond, voordat het voedsel zelfs maar de maag bereikt.
De gegevens zijn opvallend omdat de bestudeerde Andespopulaties gemiddeld ongeveer 10 exemplaren van AMY1 hebben, terwijl de mondiale mediaan die in het onderzoek wordt waargenomen rond de 7 ligt. In sommige vergelijkingen zijn er twee, drie of vier exemplaren meer dan veel andere geanalyseerde populaties. Ongeveer 60% van het monster uit de Peruaanse Andes bevat ten minste tien exemplaren van het gen, een zeer hoge frequentie voor een eigenschap die verband houdt met de vertering van zetmeel.
Hier doet het woord ‘superkracht’ je glimlachen, maar het geeft je ook een idee. Voor degenen die op grote hoogte leefden en een stabiele bron van calorieën in hun knollen hadden, zou het beter verteren van zetmeel kunnen betekenen dat ze meer energie zouden halen uit wat ze aten. De aardappel, gedomesticeerd in het Andesgebied in een periode die naar schatting zo’n 6.000 tot 10.000 jaar geleden werd geschat, leverde een resistent voedsel op, geschikt voor een omgeving waar de teelt al vóór de landbouwromantiek praktische intelligentie vereiste.
Het interessante is het mechanisme. De aardappel creëerde uit het niets nieuwe genen. Het fungeerde als een filter. Sommige mensen hadden al genetische varianten met meerdere exemplaren van AMY1; in een context waarin zetmeel zo aanwezig was in het dieet, hadden die mensen misschien een klein concreet voordeel. Meer vermogen om knollen te verwerken, meer beschikbare energie, misschien een betere gezondheid, meer kans om de reproductieve leeftijd te bereiken en nakomelingen achter te laten.
Een klein duwtje
Het onderzoek schat een selectiecoëfficiënt van 0,0124, oftewel ongeveer 1,24%. Het lijkt op een kruimel. Gedurende één leven verdwijnt het bijna. Over honderden generaties heen kan die kruimel echter een platgetreden pad worden. Als een eigenschap ook maar een klein beetje helpt, en millennia lang blijft helpen in dezelfde voedselomgeving, neemt de frequentie ervan toe. Het genetische profiel dat verband houdt met AMY1 verspreidde zich dus onder de Andespopulaties en werd een van de sterkste signalen van lokale voedingsaanpassing die in het onderzoek werd waargenomen.
De onderzoekers verduidelijkten ook een belangrijke stap: de hoge kopieën van AMY1 lijken gedeeltelijk voort te komen uit varianten die al aanwezig waren in voorouderlijke populaties en vervolgens werden begunstigd door natuurlijke selectie. Vervolgens zijn er mogelijk nieuwe variaties toegevoegd, via recombinatiemechanismen die typisch zijn voor dit complexe gebied van het genoom. Het resultaat, zoals we dat vandaag de dag zien, is een genetische signatuur die consistent is met een zeer zetmeelrijk dieet en een lange geschiedenis van aardappelconsumptie.
Een bruikbare vergelijking komt uit Europa en melk. Lactosetolerantie bij volwassenen heeft zich verspreid, waar het fokken en consumeren van melk het voordelig heeft gemaakt om deze ook na de kindertijd te blijven verteren. Iets biologisch soortgelijks gebeurde in de Andes, met een ander voedsel en een andere geografie: de aardappelteelt bevoordeelde degenen die het zetmeel beter konden exploiteren. Als voedsel lang genoeg binnen een cultuur blijft, kan het niet langer alleen maar een gewoonte zijn en een evolutionaire druk worden.
Metabolisme houdt het geheugen in stand
Het delicate punt betreft de vereenvoudigingen. Meer exemplaren van AMY1 betekenen over het algemeen meer speekselamylase en een snellere vertering van zetmeel, maar de effecten op het hele organisme blijven complex. De auteurs van de studie wijzen erop dat de metabolische gevolgen afhankelijk zijn van voeding, omgeving, microbioom en genetische geschiedenis. Een variant die nuttig is in een oude context, bestaande uit knollen, fysiek werk en verschillende voedselbeschikbaarheid, kan minder lineaire effecten hebben binnen moderne diëten.
Het onderzoek haalt ook een ander element aan: in Andespopulaties zijn al selectiesignalen waargenomen in andere genen die betrokken zijn bij het koolhydraatmetabolisme, zoals MGAM, gekoppeld aan de vertering van suikers afgeleid van zetmeel. Dit versterkt het idee van een bredere aanpassing, gericht op het vermogen om zetmeelrijke voedingsmiddelen om te zetten in energie. Kortom, de aardappel heeft mogelijk samengewerkt met andere delen van het Andesdieet, waardoor sporen zijn achtergelaten op meerdere punten van het spijsverteringskanaal.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
