Estudo revela que o consumo de hidratos de carbono pode ser anterior ao Homo sapiens, o que sugere uma adaptação antiga à digestão de amido
A origem do longo caso de amor dos humanos modernos com os hidratos de carbono pode ser anterior à nossa existência como espécie, de acordo com um novo estudo.
O estereótipo, outrora prevalecente, de que os humanos primitivos se alimentavam de bifes de mamute e outros pedaços de carne, ajudou a fomentar a ideia de uma dieta rica em proteínas, necessária para alimentar o desenvolvimento de um cérebro grande.
Mas as provas arqueológicas recolhidas nos últimos anos contestam este ponto de vista, sugerindo que os humanos desenvolveram há muito tempo o gosto pelos hidratos de carbono, assando coisas como tubérculos e outros alimentos ricos em amido que foram detetados através da análise de bactérias alojadas nos dentes.
A nova investigação, publicada na revista Science, oferece a primeira prova hereditária da existência de dietas primitivas carregadas de hidratos de carbono. Os cientistas analisaram a evolução de um gene que permite aos seres humanos digerir mais facilmente o amido, decompondo-o em açúcares simples que o nosso corpo pode utilizar para obter energia. O estudo revelou que estes genes se duplicaram muito antes do aparecimento da agricultura.
Esta expansão pode ter ocorrido há centenas de milhares de anos, muito antes do surgimento da nossa espécie, Homo sapiens, ou mesmo dos Neandertais como linhagens humanas distintas.
Investigadores do Laboratório Jackson em Farmington, Connecticut, e da Universidade de Buffalo, no estado de Nova Iorque, analisaram os genomas de 68 humanos primitivos. A equipa de estudo centrou-se num gene chamado AMY1, que permite aos humanos identificar e começar a decompor o amido de hidratos de carbono complexos na boca, através da produção da enzima amilase. Sem a amilase, os seres humanos não seriam capazes de digerir alimentos como batatas, massas, arroz ou pão.
Atualmente, os seres humanos têm múltiplas cópias desse gene, e o número varia de pessoa para pessoa. No entanto, tem sido difícil para os geneticistas perceberem como e quando o número destes genes se expandiu - um indicador de quando comer amido provavelmente se tornou vantajoso para a saúde humana.
"A principal questão a que estávamos a tentar responder era: quando é que esta duplicação ocorreu? Foi por isso que começámos a estudar genomas antigos", diz a principal autora do estudo, Feyza Yilmaz, uma cientista do Laboratório Jackson.
"Estudos anteriores mostram que existe uma correlação entre o número de cópias de AMY1 e a quantidade de enzima amilase que é libertada na nossa saliva. Queríamos perceber se esta é uma ocorrência que corresponde ao aparecimento da agricultura. Esta é... uma questão importante”, explica.
Uma oportunidade genética
A equipa descobriu que, há 45.000 anos, os caçadores-coletores - cujo modo de vida era anterior à agricultura - tinham uma média de quatro a oito cópias do gene AMY1, o que sugere que o Homo sapiens já tinha gosto pelo amido muito antes de a domesticação das culturas ter moldado as dietas humanas.
A investigação também revelou a existência de duplicações do gene AMY1 nos genomas dos Neandertais e dos Denisovanos, um hominídeo extinto descoberto pela primeira vez em 2010, sobre o qual se sabe relativamente pouco. A presença de várias cópias do gene em três espécies humanas sugere que se tratava de uma caraterística partilhada por um antepassado comum, antes da divisão das diferentes linhagens, segundo o estudo.
Esta descoberta significa que os humanos arcaicos tinham mais do que uma cópia do AMY1 desde há 800.000 anos.
Não se sabe exatamente quando ocorreu a duplicação inicial do AMY1, mas é provável que tenha acontecido por acaso. A presença de mais do que uma cópia criou uma oportunidade genética que deu aos humanos uma vantagem para se adaptar a novas dietas, especialmente as ricas em amido, à medida que iam encontrando diferentes ambientes.
A análise também mostrou que o número de cópias do gene AMY1 que uma pessoa possui aumentou acentuadamente nos últimos 4.000 anos - provavelmente favorecido pela seleção natural, à medida que os humanos se adaptavam às dietas ricas em amido resultantes da mudança de um estilo de vida de caçador-coletor para a agricultura e o cultivo de grãos.
O estudo "forneceu provas convincentes" de como a maquinaria molecular para converter amidos difíceis de digerir em açúcares facilmente acessíveis evoluiu nos seres humanos, afirma Taylor Hermes, professor assistente no departamento de antropologia da Universidade do Arkansas, que não esteve envolvido na investigação.
Além disso, a nova investigação reforça a teoria emergente de que foram os hidratos de carbono, e não as proteínas, que forneceram a energia necessária para o aumento do tamanho do cérebro humano ao longo do tempo, refere.
"Os autores descobriram que um número maior de cópias do gene da amilase, que resulta numa maior capacidade de decompor o amido, pode ter surgido centenas de milhares de anos antes dos Neandertais ou Denisovanos, o que dá maior credibilidade à ideia de que os amidos estavam a ser metabolizados em açúcares simples para alimentar o desenvolvimento rápido do cérebro durante a evolução humana", diz Hermes.
"Embora considere que são necessários mais testes com genomas humanos antigos de maior qualidade, fiquei surpreendido com o facto de os autores terem conseguido detetar várias cópias de genes da amilase nos genomas dos Neandertais e dos Denisovanos que foram publicados anteriormente", acrescenta Hermes. "Isto mostra a importância de continuar a explorar os genomas dos nossos antepassados para obter dados médicos e fisiológicos importantes."
É um desafio compreender como os genes individuais variaram ao longo do tempo nas populações, e o estudo é "extremamente impressionante", diz Christina Warinner, professora associada de Ciências Sociais e Antropologia na Universidade de Harvard.
"Sabemos que as mudanças alimentares desempenharam um papel central na evolução humana... mas reconstruir estes acontecimentos que tiveram lugar há milhares, centenas de milhares e mesmo milhões de anos é assustador", afirma Warinner, que não esteve envolvida na investigação.
"A investigação genómica deste estudo está a ajudar a datar alguns desses marcos importantes e está a revelar pistas surpreendentes sobre o longo caso de amor da humanidade com o amido."
