Die Menschen Hatten Die Gene, Alkohol Zu Trinken, Bevor Das Brauen Begann

Menschliche Vorfahren haben möglicherweise vor etwa 10 Millionen Jahren damit begonnen, das Talent für den Alkoholkonsum zu entwickeln, lange bevor moderne Menschen anfingen, Alkohol zu brauen, sagen Forscher.

Die Fähigkeit, Alkohol abzubauen, half wahrscheinlich menschlichen Vorfahren, das Beste aus verrottenden, fermentierten Früchten zu machen, die auf den Waldboden fielen, sagten die Forscher. Das Wissen, wann sich diese Fähigkeit entwickelt hat, könnte den Forschern helfen, herauszufinden, wann diese menschlichen Vorfahren anfingen, auf dem Boden zu leben, im Gegensatz zu hauptsächlich in Bäumen, wie frühere menschliche Vorfahren gelebt hatten.

"Viele Aspekte der modernen menschlichen Verfassung - von Rückenschmerzen bis zu zu viel Salz, Zucker und Fett - gehen auf unsere Evolutionsgeschichte zurück", sagte der leitende Studienautor Matthew Carrigan, Paläogenetiker am Santa Fe College in Gainesville, Florida. "Wir wollten mehr über den modernen menschlichen Zustand in Bezug auf Ethanol verstehen", sagte er und bezog sich auf die Art von Alkohol, der in verrottenden Früchten enthalten ist und der auch in Alkohol und Kraftstoff verwendet wird.

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Um mehr darüber zu erfahren, wie menschliche Vorfahren die Fähigkeit zum Abbau von Alkohol entwickelt haben, konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die Gene, die für eine Gruppe von Verdauungsenzymen namens ADH4-Familie kodieren. ADH4-Enzyme kommen in Magen, Rachen und Zunge von Primaten vor und sind die ersten alkoholmetabolisierenden Enzyme, die nach der Aufnahme auf Ethanol stoßen.

Die Forscher untersuchten die ADH4-Gene von 28 verschiedenen Säugetieren, darunter 17 Primaten. Sie sammelten die Sequenzen dieser Gene entweder aus genetischen Datenbanken oder aus gut erhaltenen Gewebeproben.

Die Wissenschaftler untersuchten die Stammbäume dieser 28 Arten, um zu untersuchen, wie eng sie miteinander verwandt waren, und um herauszufinden, wann ihre Vorfahren auseinander gingen. Insgesamt erforschten sie fast 70 Millionen Jahre Primatenentwicklung. Die Wissenschaftler nutzten dieses Wissen dann, um zu untersuchen, wie sich die ADH4-Gene im Laufe der Zeit entwickelt haben und wie die ADH4-Gene ihrer Vorfahren gewesen sein könnten.

Dann nahmen Carrigan und seine Kollegen die Gene für ADH4 von diesen 28 Spezies sowie die von ihnen modellierten Ahnengene und steckten sie in Bakterien, die die Gene lasen und die ADH4-Enzyme herstellten. Als nächstes testeten sie, wie gut diese Enzyme Ethanol und andere Alkohole abbauen.

Diese Methode, Bakterien zum Lesen von Ahnengenen zu verwenden, ist "eine neue Methode, um Veränderungen zu beobachten, die vor langer Zeit stattgefunden haben und nicht in Knochen versteinert sind", sagte Carrigan.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es vor 10 Millionen Jahren eine einzige genetische Mutation gab, die menschlichen Vorfahren eine verbesserte Fähigkeit zum Abbau von Ethanol verlieh. "Ich erinnere mich, dass ich diesen großen Unterschied in den Effekten dieser Mutation gesehen habe und wirklich überrascht war", sagte Carrigan.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass der Zeitpunkt dieser Mutation mit einer Verlagerung zu einem terrestrischen Lebensstil zusammenfiel. Die Fähigkeit, Ethanol zu konsumieren, hat möglicherweise menschlichen Vorfahren geholfen, sich von verrottenden, fermentierenden Früchten zu ernähren, die auf den Waldboden fielen, als andere Lebensmittel knapp waren.

"Ich vermute, Ethanol war ein Artikel zweiter Wahl", sagte Carrigan. "Wenn die Vorfahren von Menschen, Schimpansen und Gorillas die Wahl zwischen faulen und normalen Früchten hätten, würden sie sich für die normalen Früchte entscheiden. Nur weil sie für die Aufnahme geeignet waren, heißt das nicht, dass Ethanol ihre erste Wahl war, und das auch nicht." Sie waren perfekt angepasst, um es zu metabolisieren. Sie könnten von kleinen Mengen profitiert haben, aber nicht von übermäßigem Konsum."

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Bei Menschen von heute kann moderates Trinken Vorteile haben, aber übermäßiges Trinken kann definitiv gesundheitliche Probleme verursachen, sind sich Experten einig. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Probleme beim Trinken, wie Herzkrankheiten, Lebererkrankungen und psychische Gesundheitsprobleme, darauf zurückzuführen sind, dass Menschen keine Gene entwickelt haben, um Ethanol ausreichend zu verarbeiten. In ähnlicher Weise hat der Mensch keine Gene entwickelt, um mit großen Mengen Zucker, Fett und Salz umzugehen, was wiederum Fettleibigkeit, Diabetes, Bluthochdruck und vielen anderen Gesundheitsproblemen Platz gemacht hat.

Ein Modell für die Entwicklung des Alkoholkonsums legt nahe, dass Ethanol erst in die menschliche Ernährung aufgenommen wurde, nachdem die Menschen möglicherweise nach dem Aufkommen der Landwirtschaft begonnen hatten, zusätzliche Lebensmittel zu lagern, und dass der Mensch vor etwa 9.000 Jahren Wege entwickelte, um die Fermentation von Lebensmitteln absichtlich zu steuern. Die Theorie besagt daher, dass Alkoholismus als Krankheit entstanden ist, weil das menschliche Genom nicht genügend Zeit hatte, sich vollständig an Alkohol anzupassen.

Ein anderes Modell legt nahe, dass menschliche Vorfahren bereits vor 80 Millionen Jahren mit dem Alkoholkonsum begannen, als frühe Primaten gelegentlich verrottende fermentierte Früchte aßen, die reich an Ethanol waren. Dieses Modell legt nahe, dass die Anziehungskraft auf Alkohol zu einem Problem wurde, als moderne Menschen absichtlich damit begannen, Lebensmittel zu fermentieren, weil sie weitaus mehr Ethanol erzeugten, als normalerweise in der Natur zu finden war. Die neuen Erkenntnisse unterstützen dieses Modell.

In Zukunft wollen Carrigan und seine Kollegen untersuchen, wie hoch der Ethanolgehalt von gefallenen Früchten sein könnte, und herausfinden, ob Affen wie Schimpansen oder Gorillas bereit sind, fermentierte Früchte mit unterschiedlichem Ethanolgehalt zu konsumieren. "Wir wollen auch andere Enzyme untersuchen, die am Alkoholstoffwechsel beteiligt sind, um festzustellen, ob sie sich gleichzeitig mit ADH4 entwickeln", sagte Carrigan.

Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse online am 1. Dezember in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.