Peru'daki And yerlileri, yaklaşık 10.000 yıl önce patatesin evcilleştirilmesiyle başlayan evrimsel süreç sonucunda, nişasta sindiriminde kilit rol oynayan amilaz genlerinin diğer insan popülasyonlarından daha fazla kopyasına sahip olarak benzersiz bir adaptasyon geliştirmiştir. Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, bu genetik farklılık, And halklarının patates ve diğer nişastalı gıdaları dünyadaki herkesten daha verimli bir şekilde sindirebilmesini sağlamaktadır. Bilim insanları, tükürük bazlı amilaz enzimlerinin fazla kopyalarının, doğal seçilim yoluyla zamanla birikerek bu popülasyonlara önemli bir hayatta kalma ve üreme avantajı kazandırdığını belirtmektedir.
Amilaz Gen Kopyaları Neden Önemli?
İnsan tükürüğünde bulunan amilaz enzimi, karmaşık nişastayı basit şekerlere parçalayarak besinlerin daha kolay sindirilmesine olanak tanır. Dünya genelindeki popülasyonlar arasında amilazı kodlayan gen kopyalarının sayısında farklılıklar gözlemlenmektedir. Ancak, daha fazla gen kopyasına sahip olmak, daha fazla amilaz üretimi ve dolayısıyla nişasta sindiriminde belirgin bir iyileşme anlamına gelir. Buffalo Üniversitesi'nden biyolojik bilimler profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Ömer Gökçümen, bu sayısal artışın her ardışık kuşakta biriken "akıl almaz derecede yüksek" bir uyum avantajı olduğunu vurgulamaktadır. Gökçümen'e göre, nişastayı etkili bir şekilde sindirebilmek, sadece gaz çıkarmaktan çok daha fazlasını ifade eder; bu durum, güçlü bir hayatta kalma ve üreme avantajı sağlayarak, aslında bir "ölüm kalım meselesi" haline gelebilmektedir.
Bu Adaptasyon Nasıl Gelişti?
Yaklaşık 12.000 yıl öncesinden itibaren And Dağları'nda yaşayan eski halklar, yüksek rakımlarda yaşamaya ve yeni besin kaynaklarını sindirmeye yönelik bir dizi adaptasyon geliştirmiştir. Özellikle yerli Güney Amerikalı kökenli Peruluların genomları üzerinde yapılan önceki analizler, bağırsak nişasta sindirim enzimi için seçilim izlerini ortaya koymuştu. Bu genetik uyumun, And popülasyonlarının en geç 10.000 yıl önce patatesi evcilleştirmesinin doğrudan bir sonucu olduğu düşünülmektedir. Patatesin bölgedeki temel besin kaynaklarından biri haline gelmesiyle birlikte, doğal seçilim süreci, amilaz gen kopyalarının sayısındaki artışı teşvik ederek, bu popülasyonların nişasta ağırlıklı diyetlerine genetik olarak uyum sağlamasına yol açmıştır.
Araştırma Bulguları Nelerdir?
Profesör Gökçümen ve ekibi, 2024 yılında dünya genelindeki popülasyonlar arasında tükürük amilaz genlerinin yapısındaki çeşitliliği saptamıştı, ancak bu çeşitliliğin altında yatan nedenler belirsizdi. Yeni çalışmada, dünya genelindeki 85 farklı popülasyondan 3.723 bireye ait genom verileri kullanılarak tükürük amilaz gen kopya sayılarının detaylı bir haritası çıkarıldı. Bu analizler sonucunda, incelenen popülasyonlar arasında en yüksek ortalama tükürük amilaz gen sayısına Perulu And yerlilerinin ve güney Arizona ile kuzey Meksika'da yaşayan Akimel O’odham halkının sahip olduğu belirlendi.
Araştırmacılar, yaklaşık 10.000 yıl öncesinden başlayarak, tükürük amilaz geninin 10 veya daha fazla kopyasına sahip yerli And bireylerinin, daha az kopyaya sahip olanlara kıyasla yüzde 1,24 daha yüksek hayatta kalma ve üreme şansına sahip olduğunu tespit etti. Bu bulgu, örneklemlerindeki yerli And popülasyonlarında yüksek gen kopya sayısına doğal seçilimin yol açtığının güçlü bir kanıtı olarak değerlendirilmektedir. Akimel O'odham örneklerinde de yüksek kopya sayıları gözlemlenmesine rağmen, yeterli birey dahil edilmediği için bu popülasyonda doğal seçilim izlerini araştıran testler yapılamamıştır.
Daha fazla tükürük amilaz kopyasına sahip olmanın işlevsel avantajları hakkında henüz tüm detaylar bilinmemektedir. Profesör Gökçümen, bu durumun mikrobiyom, metabolizma ve bağışıklık sistemiyle ilişkili olabileceğini öne sürmektedir. Örneğin, genin daha fazla kopyasına sahip bireylerin pişmiş patatesten daha fazla kalori alması gibi olasılıklar üzerinde durulmaktadır. Gökçümen ve ekibi, bu potansiyel ilişkileri açıklığa kavuşturmak amacıyla şu anda yeni deneyler yürütmektedir.
