Un gen podría explicar por qué los humanos nacen para correr

Una sola mutación genética hizo que nuestros antepasados ​​freakishly buenos corredores de larga distancia.

Como alguien que ama las carreras de ultra-distancia y también es un gran fan de Bruce Springsteen, “Born to Run” siempre ha sido una de mis canciones favoritas. Sí, ya sé que es cliché. Pero, en cualquier momento, salgo a correr un rato y oigo a Bruce decir: “En el día, sudamos en las calles de un sueño americano desbocado”, no puedo evitar tener flashbacks para otra ocasión en nuestra evolución cuando nuestros antepasados ​​humanos estaban persiguiendo presas en la sabana africana.

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Fuente: rangizzz / Shutterstock

Hace más de una década, escribí por primera vez sobre algunas razones evolutivas por las que “Chimps Like Us Are Born to Run” en The Athlete’s Way: Sweat and the Biology of Bliss. Para esta sección de mi libro, hice referencia a los hallazgos de un artículo histórico, “Ejecución de la resistencia y la evolución del homo ” (2004) de Dennis Bramble y Daniel Lieberman, del Departamento de Biología Evolutiva de la Universidad de Harvard.

Durante su estudio de 13 años, Bramble y Lieberman identificaron 26 rasgos que hicieron que los humanos primitivos fueran corredores de larga distancia extraordinarios. Como explican los autores en el resumen del estudio:

“El bipedalismo es un comportamiento clave derivado de los homínidos que posiblemente se originó poco después de la divergencia de los linajes chimpancé y humano. Si bien las andanzas bípedas incluyen caminar y correr, se considera que correr no ha jugado un papel importante en la evolución humana porque los humanos, como los monos, son veloces en comparación con la mayoría de los cuadrúpedos. Aquí evaluamos el desempeño de los humanos en carreras de larga distancia sostenidas, y revisamos las bases fisiológicas y anatómicas de las capacidades de carrera de resistencia en humanos y otros mamíferos. A juzgar por varios criterios, los humanos se desempeñan notablemente bien en la carrera de resistencia, gracias a una amplia gama de características, muchas de las cuales dejan huellas en el esqueleto. “La evidencia fósil de estas características sugiere que la carrera de resistencia es una capacidad derivada del género Homo , que se originó hace unos 2 millones de años, y puede haber sido fundamental en la evolución de la forma del cuerpo humano”.

Ahora, un nuevo estudio (2018) sobre ratones de la Escuela de Medicina de la Universidad de California en San Diego ofrece un fascinante seguimiento de esta investigación pionera sobre la carrera de resistencia. El artículo, potencialmente innovador, “La inactivación de Cmah similar a los humanos en ratones aumenta la resistencia al correr y disminuye la fatiga muscular: implicaciones para la evolución humana”, se publicó en la edición del 12 de septiembre de Proceedings of the Royal Society B.

Para este primer estudio de este tipo, los investigadores de la UCSD pudieron identificar una mutación genética específica que pudo haber ayudado a nuestros primeros ancestros humanos a evolucionar de ser habitantes de árboles a convertirse en una de las mejores criaturas de larga distancia en el reino animal. .

Los primeros homínidos parecen haber evolucionado con biomecánica y fisiología esquelética específica para correr, como los músculos glúteos (glúteos) más fuertes, pies más grandes, cráneos con protección contra sobrecalentamiento, una articulación nucal para mantener la cabeza firme cuando se balancea hacia arriba y hacia abajo y una red expansiva de glándulas sudoríparas que enfriaron el cuerpo hasta un grado no visto en otros mamíferos grandes.

Entre los mamíferos, los humanos se encuentran entre los corredores de resistencia a distancia ultra más eficientes. Sólo los caballos, los perros y las hienas pueden superarnos en el largo plazo. Y nuestra capacidad de correr más lejos y más rápido sin fatiga nos hizo cazadores excepcionalmente buenos. Nuestros antepasados ​​podrían perseguir a sus presas en un calor abrasador durante la mitad del día, cuando otros carnívoros estaban dormidos. Y, fueron capaces de perseguir presas a distancias extremadamente largas que empujaron a cualquier mamífero con menos resistencia a un punto de ruptura de agotamiento. Esta técnica de supervivencia de los más aptos para desgastar presas se denomina “caza de persistencia”.

Como parte de la evolución humana, los científicos especulan que hace unos 2 o 3 millones de años, la eliminación funcional de un gen llamado “CMP-Neu5Ac hydroxylase (CMAH)” desencadenó una reacción en cadena en el género Homo que finalmente conduciría al moderno Homo sapiens . El género original Homo también incluía especies extintas como Homo habilis y Homo erectus .

Para el último estudio de UCSD sobre la carrera de resistencia, los investigadores diseñaron una cepa de ratones que carecían del gen CMAH y luego probaron su capacidad para correr largas distancias en comparación con un grupo control de ratones con este gen todavía intacto. El primer autor, Jon Okerblom, quien es un estudiante graduado, encabezó la construcción de máquinas similares a una cinta de correr junto con ruedas de larga distancia para ratones. “Evaluamos la capacidad de ejercicio (de ratones que carecen del gen CMAH), y observamos un mayor rendimiento durante las pruebas en cinta rodante y después de 15 días de funcionamiento voluntario de la rueda”, dijo Okerblom en un comunicado.

Después de este descubrimiento inicial, Okerblom y el autor principal Ajit Varki consultaron con su colega, Ellen Breen, investigadora científica en la división de fisiología de la Escuela de Medicina de la UC San Diego. Breen observó que los ratones que carecían del gen CMAH mostraban una mayor resistencia y menos fatiga, junto con una mejor respiración mitocondrial y fuerza muscular en las extremidades posteriores. En particular, también parecían tener más capilares para suministrar sangre y oxígeno a los músculos en ejecución.

Varki especula que estos hallazgos sugieren que la mutación del gen CMAH hace millones de años puede haber ayudado a los humanos primitivos a convertirse en excepcionalmente buenos corredores de resistencia de larga distancia.

Los autores resumen la importancia de esta investigación: “Tomados en conjunto, estos datos sugieren que la pérdida de CMAH contribuye a mejorar la capacidad del músculo esquelético para el uso de oxígeno. “Si se puede traducir a los humanos, la pérdida de CMAH podría haber proporcionado una ventaja selectiva para el Homo ancestral durante la transición de la morada forestal a un aumento de la exploración de recursos y el comportamiento del cazador / recolector en la sabana abierta”.

Referencias

Jonathan Okerblom, William Fletes, Hemal H. Patel, Simon Schenk, Ajit Varki, Ellen C. Breen. “La inactivación de Cmah de tipo humano en ratones aumenta la resistencia al correr y disminuye la fatiga muscular: implicaciones para la evolución humana”. Procedimientos de la Royal Society B. (Publicado por primera vez: 12 de septiembre de 2018) DOI: 10.1098 / rspb.2018.1656

Dennis Bramble y Daniel Lieberman. “La carrera de resistencia y la evolución del homo “. Naturaleza (Publicado por primera vez: 18 de noviembre de 2004) DOI: 10.1038 / nature03052