Секрет слюны: пища и микробы помогли человеку стать уникальным среди человекообразных обезьян

Два миллиона лет употребления мяса и приготовленной пищи могли помочь человеку отдалиться от других человекообразных обезьян на эволюционном древе. Свидетельство этого — в нашей слюне, согласно новому исследованию Университета в Буффало.

Исследование показало, что рацион человека — результат увеличения потребления мяса, приготовления пищи и земледелия — привел к резким различиям в слюне человека по сравнению с другими приматами.

Человеческая слюна уникальна: она более водянистая и содержит другой набор белков. Результаты стали большим сюрпризом для исследователей, поскольку генетически человек является близким родственником человекообразных обезьян — шимпанзе и горилл.

"Белки слюны у человека и других приматов могут быть упущенными из виду очагами эволюционной активности", — говорит ведущий исследователь Стефан Руль. "Мы уже знали, что эволюционные адаптации к специфической для человека диете привели к очевидным изменениям челюстей, зубов и орального микробиома. Наши открытия теперь позволяют предположить, что пищевые различия и патогенное давление также могли сформировать отличную слюну у человека".

Исследование опубликовано 15 октября в журнале Molecular Biology and Evolution.

Ключевые отличия

Исследователи сравнили белковый состав слюны человека и наших ближайших родственников: горилл и шимпанзе. Также были изучены макаки, имеющие более далекого общего предка с человеком и человекообразными обезьянами.

Основные выводы:

• Слюна человека более водянистая. Общее содержание белка в человеческой слюне было менее половины от количества, обнаруженного в слюне шимпанзе, гориллы и макаки.
• Слюна человека лучше расщепляет крахмал, модифицирует жиры и улавливает ключевые вкусы. У человека обнаружено большее количество амилазы (фермента для переваривания крахмала в сахара) и карбоангидразы VI (фермента, участвующего в восприятии вкуса), чем у человекообразных обезьян. Слюна человека и шимпанзе также содержала больше белка цинк-альфа-2-гликопротеина, способствующего метаболизму жиров, чем слюна горилл.
• Потеря шерсти привела к отсутствию латерина в человеческой слюне. Латерин, моюще-подобный белок, делающий жидкости пенистыми, был найден только в слюне человекообразных обезьян. Исследователи полагают, что человек, утративший шерстный покров и не практикующий социальный груминг, потерял необходимость производить этот белок.
• Все основные белки, обнаруженные в слюне человека, присутствовали и в слюне шимпанзе и горилл. Однако обнаружены резкие различия в количестве и структуре белков, что может быть частично связано с разными гликанами (сложными сахарными молекулами), присоединенными к белкам.

"Эволюционировали ли слюнные железы человека для производства более водянистой слюны, чтобы соответствовать диете, радикально отличающейся от диеты человекообразных обезьян?" — задается вопросом соавтор Супапорн "Нина" Тамадилок. "Человекообразные обезьяны и мартышковые жуют богатую клетчаткой пищу дольше, в то время как человек глотает пищу быстрее — способность, которую, несомненно, поддерживает приготовление пищи. Водянистая консистенция слюны может способствовать более быстрому перевариванию сухой пищи во рту и облегчению глотания".

Различия, сформированные болезнями

Различия между слюной человека и человекообразных обезьян также обнаружены в белках, участвующих в защите от болезней.

• Слюна шимпанзе, горилл и макак содержала больше паротидного секреторного белка, чем человеческая.
• Слюна человека и шимпанзе содержала более высокие уровни секреторных иммуноглобулиновых компонентов, чем слюна горилл.

"Помимо диеты, патогенное давление — еще одна важная движущая сила эволюционной адаптации", — говорит Руль. "Интересный вопрос, были ли какие-либо из белков слюны, демонстрирующих специфические для человека черты, вынуждены измениться из-за болезней, которые сопровождали эволюцию человека в высшего хищника, а затем переход к земледелию и разведению скота".

Соавтор Омер Гокджумен добавил: "Результаты исследования обеспечивают необходимую основу для будущих работ, чтобы оценить, были ли различия в человеческих белках слюны вызваны естественным отбором. Сложность будет заключаться в расшифровке генетической основы этих изменений и понимании эволюционных механизмов, которые их вызвали".