El experimento de carrera a larga distancia puede revelar los orígenes genéticos de la humanidad

Durante meses, un equipo de investigadores en San Diego ha estado observando cómo funcionan los ratones genéticamente modificados.

Los científicos están tratando de descubrir los efectos de un pequeño gen que no ha funcionado adecuadamente en los seres humanos durante millones de años. Los ratones recientemente terminaron sus entrenamientos y los resultados, publicados en Actas de la Royal Society B Sugiera que este detalle genético no solo hace que los humanos sean grandes corredores, sino que podría jugar un papel importante en nuestra propia evolución.

Hay muchas teorías sobre qué características diferenciaron a los antepasados ​​humanos de la manada. Incluso se dice que usaron hongos mágicos y descubrieron qué herramientas usar. La distancia recorrida a un ritmo moderado (también llamada "hipótesis de la carrera de resistencia") es otra teoría, porque es una de las pocas cosas físicas en las que los humanos parecen ser buenos, explica Ajit Varki, Ph.D., el autor principal del estudio y profesor de medicina celular y molecular en la Universidad de California, San Diego.

El artículo de Varki presenta una teoría centrada alrededor de uno: un cambio genético crucial que él cree que le dio a nuestros músculos el poder de recorrer esas distancias y colonizar gran parte del mundo. No es un gen, sino una eliminación de algún ADN crucial que nos hace inútiles. Este artículo sugiere que este gen lisiado, llamado CMAH, ocurrió hace aproximadamente dos millones de años, aproximadamente lo mismo cuando algunos de los primeros ancestros humanos comenzaron a abandonar África.

“Hace dos millones de años surge este linaje llamado Homo Eso eventualmente nos dio origen. "Probablemente tenían músculos fuertes como los humanos modernos tempranos, y probablemente comenzaron a correr y cazar, y a hacer todo tipo de cosas", dice Varki. Inverso. "Así que notamos la coincidencia: que nuestra mutación probablemente ocurrió casi al mismo tiempo".

El origen genético de Homo ?

Hoy en día, los humanos modernos todavía no tienen un gen CMAH en funcionamiento, pero muchas otras criaturas, desde vacas hasta chimpancés, sí las tienen. Cuando Varki eliminó CMAH de este gen en ratones con distrofia muscular, notó que presentaban síntomas de la enfermedad inusualmente humanos. Pero también eran buenos en otro rasgo claramente humano: correr a distancia.

"Así que un estudiante de posgrado tomó una cinta de correr y lo intentamos", dice. "Bajo y mira, los ratones salieron directamente de la caja. Incluso sin entrenamiento, ya eran mejores para correr que los ratones originales ".

Los ratones sin CMAH tenían un 30% más de resistencia al correr que la población de control. En promedio, corrieron 20 por ciento más, y 12 por ciento más rápido.

También notó otro aspecto importante que cree que refuerza su argumento de que perder CMAH ayudó a consolidar la importancia de la carrera a distancia en la evolución humana. Los ratones con CMAH noqueados vieron la fertilidad disminuye Con ratones que aún tenían el gen. En resumen, tuvieron mucho más éxito en la reproducción con otros ratones sin CMAH. Si este efecto hubiera ocurrido en humanos hace millones de años, podría haber ayudado a corregir la eliminación en la población, creando un cambio genético sostenido que existe hasta el día de hoy.

"Si juntamos esas dos cosas, pero todavía estamos buscando pruebas exactas de esto, esto sugiere que este es el origen del género homo", agrega."

Pero hoy, Vary agrega que esta eliminación es una espada de doble filo. Aunque los ratones con deleciones de CMAH eran atletas excelentes, también eran propensos a la diabetes a una enfermedad común que afecta a los humanos en la actualidad. Incluso al inicio del estudio, estos ratones tenían niveles elevados de glucosa en la sangre, uno de los principales factores de riesgo de la enfermedad.

"Resulta que estos ratones son más propensos a la diabetes tipo II", dice. Todos piensan que la diabetes es algo realmente malo. Pero si está pasando por un período de inanición, no es una mala idea mantener sus niveles de glucosa altos ".

En estos días, ese ya no es el caso pero la eliminación permanece, tal vez una antigua ventaja evolutiva que se ha convertido en una maldición moderna.

Una pista en la cadena de azúcar celular

La pérdida funcional de CMAH en estos ratones y humanos crea un cambio en la forma en que los músculos procesan el oxígeno, haciéndolos más resistentes a la fatiga. El experimento de Varki demostró esto: los ratones con CMAH alcanzaron fatiga muscular tres minutos después de una prueba de ejecución forzada, mientras que los que no tenían el gen duraron en promedio siete minutos.

Pero también señala que CMAH tiene efectos sobre cada célula en el cuerpo No solo las células musculares. En particular, afecta a un "bosque denso" de cadenas de azúcar que se encuentran en cada célula. Formando el último eslabón de estas cadenas están los ácidos siasálicos. Muchas criaturas en el mundo producen dos tipos de ácidos siasálicos porque pueden convertir un tipo a otro a través de una enzima (un trabajador molecular que hace que sucedan cosas en el cuerpo) producida por el gen CMAH. Pero los humanos hipocresía hace que esta conversión suceda.

"En los seres humanos hemos perdido la capacidad de convertir el primer tipo al segundo tipo", explica. "Así que estamos en exceso de un tipo, y carecemos del otro tipo. Y eso suena como algo sutil, pero estos ácidos siálicos que estoy tan seguro tienen muchas funciones ".

Esta pequeña diferencia bioquímica no afecta directamente la forma en que nuestros músculos procesan el oxígeno, sino que es la forma en que el equipo de Varki buscará evidencia para respaldar su hipótesis de que este gen es una base del género. Homo En el registro fósil. Este ácido siasalico que los humanos tienen abundantemente deja un rastro molecular: un metabolito que puede sobrevivir en los fósiles. El siguiente paso es ver cuándo en el registro de fósiles comenzamos a ver niveles más altos de esa arenilla roja molecular.

Es un juego simple de trabajo de detectives, si puede obtener de los pocos especímenes preciosos que tenemos y realizar esta investigación en una investigación de manera no destructiva. Tha dijo que este experimento también tendrá que ser replicado: la versión para ratón de CMAH podría diferir de la humana, después de todo.

"Es solo una de esas corazonadas donde todo encaja", agrega. "Pero la prueba tiene que venir de mirar realmente fósiles".

Incluso si él no puede confirmar su hipótesis evolutiva, sus resultados experimentales han revelado un hecho importante: incluso si odias correr, tus genes indican que es mejor que lo que piensas.