Het verlies van één enkel gen heeft mensen zeer waarschijnlijk tot optimale langeafstandslopers gemaakt. Tot deze conclusie kwamen onderzoekers nadat ze onze genen met die van chimpansees vergeleken en muizen aan een trainingsregime onderwierpen.
Niet iedereen die wel eens hijgend en puffend een rondje door het park loopt zal het misschien direct beamen, maar de mens behoort tot de beste langeafstandslopers in het dierenrijk. Miljoenen jaren geleden heeft dit een groot evolutionair voordeel opgeleverd toen onze voorvaderen, de jager-verzamelaars, vanuit bosrijk gebied naar de kale savannes in Afrika trokken. Doordat ze op het heetst van de dag grote afstanden konden afleggen zonder uitgeput te raken, konden ze net zo lang achter hun prooi aan blijven rennen tot deze van vermoeidheid bezweek.
Foto: Conor Lawless
Deze eigenschap is uniek voor de mens en niet aanwezig bij onze evolutionaire verwanten, zoals chimpansees. De onderzoekers van University of California, San Diego waren benieuwd hoe het komt dat wij zo’n unieke positie in het dierenrijk innemen. Ze vergeleken ons genoom met dat van verwante apensoorten en ontdekten een gen dat alle apen wel bezaten en de mens niet. Dit gen, CMAH genaamd, verdween twee tot drie miljoen jaar geleden uit ons genoom door een mutatie, waarschijnlijk uitgelokt door een prehistorische ziekteverwekker.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Evolutionair voordeel
Uit onderzoek van miljoenen jaren oude fossielen blijkt dat de verdwijning van dit gen samenviel met ingrijpende veranderingen in het lichaam van de vroege mensachtigen, die toen wel al rechtop liepen. Zo kregen zij lange, veerkrachtige benen, grote voeten, sterke bilspieren en verbeterde het zweetklierensysteem zodat zij warmte veel gemakkelijker kwijt konden dan andere grote zoogdieren. Dit gaf de soort een groot evolutionair voordeel – en stelt ons vandaag de dag in staat om marathons en zelfs ultramarathons te volbrengen.
Om te testen of de afwezigheid van het gen CMAH daadwerkelijk verantwoordelijk is voor al deze veranderingen die ons tot efficiënte langeafstandslopers hebben gemaakt, manipuleerden de onderzoekers muizen zodanig dat zij dit gen ook misten. De muizen mochten vervolgens geheel vrijwillig vijftien dagen lang op een tredmolen rennen (en deden dit ook fanatiek). Daarna namen zij het op tegen hun soortgenoten die hetzelfde hadden gedaan, maar het ‘anti-ren-gen’ nog wel bezaten.
Onvermoeibare muizen
De muizen waarbij het gen was verwijderd bleken beter bestand tegen vermoeidheid, hadden sterkere achterpoten en waren beter in staat zuurstof te vervoeren en verwerken. Als deze resultaten naar mensen te vertalen zijn, lijkt het er sterk op dat het verlies van het CMAH-gen inderdaad heeft geleid tot ons vermogen om lange afstanden te lopen.
Opvallend is dat het verlies van het gen heeft gezorgd voor een op het eerste gezicht minieme verandering. Een stofje dat dankzij het gen in ons lichaam aanwezig was verdween en maakte plaats voor een variant met één zuurstofatoom minder. Dit minieme verschil heeft invloed op bijna elk celtype in ons lichaam, zoals ook te zien is aan de grote veranderingen die het teweeg heeft gebracht. Naast een verbeterd loopvermogen heeft het ook tot een versterkte aangeboren immuniteit geleid, waardoor we van nature beter bestand zijn tegen ziektes.
Helaas is er ook een keerzijde aan het verlies van dit gen. Wetenschappers brengen het ‘nieuwe’ stofje (met één zuurstofatoom minder) in verband met een verhoogd risico op ontstekingen, diabetes type 2, en kanker geassocieerd met het eten van rood vlees – slecht nieuws als je net vijf uur lang achter je biefstukje aan hebt gerend.
Snelle Kenianen
De onderzoekers zitten voorlopig niet stil, er zijn nog genoeg vragen te beantwoorden. ‘Het zou mooi zijn als ze ook genetische variaties in menselijke populaties kunnen vinden, bijvoorbeeld in de Kenianen die goede marathonlopers zijn’, zegt hoogleraar evolutionaire genetica Leo Beukeboom van de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Daarnaast zou het interessant zijn als ze kunnen aantonen dat dit onafhankelijk ook in een andere diergroep is opgetreden, bijvoorbeeld bij paarden die ook van het bos naar de prairie zijn verhuisd, met allerlei daarbij behorende aanpassingen. Maar dit is op zichzelf een vernieuwend onderzoek, vooral omdat ze het effect van de mutatie hebben onderzocht in muizen.’
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: