wijn-resize

Bijna iedereen drinkt wel eens graag een glaasje alcohol. Maar sinds wanneer kan de mens alcohol verwerken? Wetenschappers zochten het uit en ontdekten dat alcohol mogelijk een belangrijke rol gespeeld heeft in de evolutie van de mens.

Op het internet staan vele filmpjes van dieren die dronken worden door het eten van gefermenteerd fruit. Zo is de vrucht van de Marula of Olifantenboom een ware delicatesse onder diverse Afrikaanse fijnproevers (zie onderstaand filmpje). In tegenstelling tot vele dieren, kunnen mensen alcohol verwerken met dank aan een verzameling enzymen. Maar wanneer ontstond deze eigenschap? Wetenschappers maken onderscheid tussen twee historische modellen. Het eerste model stelt dat alcohol in het dieet werd opgenomen toen de mens voedsel begon te fermenteren, ongeveer 9000 jaar geleden. Het alternatieve model gaat ervan uit dat primaten alcohol opnamen via hun fruitdieet tot zo’n 80 miljoen jaar geleden. Om uitsluitsel te bieden in dit debat besloot Matthew Carrigan van het Santa Fe College om samen met enkele collega’s het ADH4-enzym te bestuderen. Dit enzym speelt een belangrijke rol in het verwerken van alcohol.

Experiment
Eerst werd de evolutionaire geschiedenis van ADH4 in kaart gebracht. Deze analyse toonde aan dat er ongeveer 10 miljoen jaar geleden een belangrijke verandering plaatsvond in het enzym, namelijk een mutatie op positie 294 waardoor één aminozuur in de lange keten veranderde (voor de nieuwsgierige lezers: Alanine vervangen werd door Valine). Vervolgens voerden de onderzoekers een ingenieus experiment uit. Zij synthetiseerden het enzym van voor de mutatie met behulp van bacteriën en vergeleken de capaciteit van dit enzym om alcohol te verwerken met het huidige enzym. En wat bleek? Het huidige enzym functioneerde maar liefst 40 keer beter dan het enzym voor de mutatie! De verandering van één aminozuur had duidelijk een positief effect op ADH4.

Evolutie
Maar wat betekent deze ontdekking nu in de menselijke evolutie? De mutatie vond ongeveer 10 miljoen jaar geleden plaats. Op dat moment was er een grote klimaatverandering die bekend staat als de Middel Mioceen Klimaatovergang. Ecologische veranderingen zorgden ervoor dat de bossen in Oost-Afrika vervangen werden door graslanden en savannes. Primaten die toen leefden, ruilden mogelijk hun leven in de bomen in voor een leven op de grond. Fruit dat op de grond valt, fermenteert veel sneller, waardoor deze primaten blootgesteld werden aan hogere concentraties alcohol. Individuen met het verbeterde ADH4-enzym konden beter omgaan met deze extra alcoholconsumptie. Het enzym biedt op deze manier een adaptief voordeel en zal steeds algemener worden in de populatie. Dus dankzij enkele primaten die 10 miljoen jaar geleden hun vertrouwde boom verlieten en gefermenteerd fruit aten, kan u nu genieten van een frisse pint of een glaasje wijn.