บทบาทของยีนเดี่ยวในวิวัฒนาการการวิ่งของมนุษย์

ความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งระหว่างมนุษย์กับชิมแปนซีอาจช่วยให้พวกโฮมินิดส์โบราณ และปัจจุบันเป็นมนุษย์สมัยใหม่ ประสบความสำเร็จในระยะทางไกล เพื่อให้เข้าใจว่าการกลายพันธุ์ทำงานอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบกล้ามเนื้อของหนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้เกิดการกลายพันธุ์ ในสัตว์ฟันแทะที่มีการกลายพันธุ์ ระดับออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นเป็นกล้ามเนื้อทำงาน เพิ่มความทนทานและลดอาการเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อโดยรวม นักวิจัยแนะนำว่าการกลายพันธุ์สามารถทำงานได้ในทำนองเดียวกันในมนุษย์ 

การปรับตัวทางสรีรวิทยาหลายอย่างช่วยให้มนุษย์แข็งแรงขึ้นในการวิ่งระยะไกล: วิวัฒนาการของขายาว ความสามารถในการขับเหงื่อ และการสูญเสียขนล้วนมีส่วนทำให้ความอดทนเพิ่มขึ้น นักวิจัยเชื่อว่าพวกเขาได้ "พบพื้นฐานโมเลกุลแรกสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติเหล่านี้ในมนุษย์" นักวิจัยทางการแพทย์และผู้เขียนนำการศึกษา Ajit Warki กล่าว

ยีน CMP-Neu5 Ac Hydroxylase (เรียกสั้น ๆ ว่า CMAH) กลายพันธุ์ในบรรพบุรุษของเราเมื่อประมาณสองหรือสามล้านปีก่อนเมื่อ hominids เริ่มออกจากป่าเพื่อหาอาหารและล่าสัตว์ในทุ่งหญ้าสะวันนาอันกว้างใหญ่ นี่เป็นหนึ่งในความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เก่าแก่ที่สุดที่เรารู้เกี่ยวกับมนุษย์และชิมแปนซีสมัยใหม่ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา Varki และทีมวิจัยของเขาได้ระบุยีนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการวิ่ง แต่ CMAH เป็นยีนแรกที่บ่งบอกถึงหน้าที่ที่ได้รับและความสามารถใหม่

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักวิจัยทุกคนที่เชื่อมั่นในบทบาทของยีนในการวิวัฒนาการของมนุษย์ นักชีววิทยา Ted Garland ซึ่งเชี่ยวชาญด้านสรีรวิทยาวิวัฒนาการที่ UC Riverside เตือนว่าการเชื่อมต่อยังคงเป็น "การเก็งกำไรล้วนๆ" ในขั้นตอนนี้

“ฉันสงสัยมากเกี่ยวกับด้านมนุษย์ แต่ฉันไม่สงสัยเลยว่ามันจะทำอะไรกับกล้ามเนื้อ” การ์แลนด์กล่าว

นักชีววิทยาเชื่อว่าการดูลำดับเวลาที่เกิดการกลายพันธุ์นี้ไม่เพียงพอที่จะบอกว่ายีนตัวนี้มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของการวิ่ง 

การกลายพันธุ์ของ CMAH ทำงานโดยการเปลี่ยนพื้นผิวของเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกายมนุษย์

"ทุกเซลล์ในร่างกายเต็มไปด้วยน้ำตาลมหาศาล" วาร์กิกล่าว

CMAH ส่งผลกระทบต่อพื้นผิวนี้โดยการเข้ารหัสกรดเซียลิก เนื่องจากการกลายพันธุ์นี้ มนุษย์จึงมีกรดเซียลิกเพียงชนิดเดียวในป่าน้ำตาลของเซลล์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ อีกมากมาย รวมทั้งชิมแปนซี มีกรดสองประเภท การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของกรดบนพื้นผิวของเซลล์ส่งผลต่อวิธีการส่งออกซิเจนไปยังเซลล์กล้ามเนื้อในร่างกาย

การ์แลนด์คิดว่าเราไม่สามารถสรุปได้ว่าการกลายพันธุ์นี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมนุษย์ในการวิวัฒนาการไปสู่การวิ่งระยะไกล ในความเห็นของเขา แม้ว่าการกลายพันธุ์นี้จะไม่เกิดขึ้น แต่ก็มีการกลายพันธุ์อื่นๆ เกิดขึ้น เพื่อพิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่าง CMAH กับวิวัฒนาการของมนุษย์ นักวิจัยจำเป็นต้องพิจารณาความเข้มแข็งของสัตว์อื่นๆ การทำความเข้าใจว่าร่างกายของเราเชื่อมโยงกับการออกกำลังกายอย่างไร ไม่เพียงแต่ช่วยให้เราตอบคำถามเกี่ยวกับอดีตของเรา แต่ยังค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการปรับปรุงสุขภาพของเราในอนาคตอีกด้วย โรคต่างๆ เช่น โรคเบาหวานและโรคหัวใจ สามารถป้องกันได้ด้วยการออกกำลังกาย

เพื่อให้หัวใจและหลอดเลือดของคุณทำงาน American Heart Association แนะนำให้ออกกำลังกายในระดับปานกลาง 30 นาทีทุกวัน แต่ถ้าคุณรู้สึกมีแรงบันดาลใจและต้องการทดสอบขีดจำกัดทางร่างกาย รู้ว่าชีววิทยาอยู่ข้างคุณ 

เขียนความเห็น