Is de moderne mens slecht in roken?
Eigenlijk waren ze op zoek naar de genetische basis van vuurgebruik bij de mens, maar wetenschappers uit Leiden en Wageningen ontdekten iets heel anders: aanwijzingen in het DNA dat de moderne mens slechter kan omgaan met giftige stoffen in rook dan neanderthalers en zelfs mensapen.
Zowel vloek als zegen
De kunst van het maken en benutten van vuur is een van de grootste ontdekkingen ooit door de mens gedaan, schreef Charles Darwin. Niet alleen biedt vuur bescherming tegen kou, ook hebben het gebruik ervan bij voedselbereiding en de introductie van energierijke gekookte voedingswaren een grote invloed gehad op de ontwikkeling van de mens. Maar vuur heeft ook zijn nadelen. Blootstelling aan giftige bestanddelen in rook verhoogt het risico op afwijkingen van de ongeboren vrucht bij zwangere vrouwen, op een slechtere spermakwaliteit bij mannen, op longontsteking, staar, tuberculose, hartaandoeningen en chronische longziekten. Vuur is dus zowel een vloek als een zegen.
Debat
Deze tegenstelling zette wetenschappers van de Universiteit Leiden en Wageningen Universiteit aan tot een zoektocht naar genetische merkers voor het gebruik van vuur in prehistorische en moderne mensen. Het gebruik van vuur is notoir moeilijk vast te stellen voor archeologen. Daardoor bestaan er grote meningsverschillen over de geschiedenis van het gebruik van vuur. Harvard-primatoloog Richard Wrangham is bijvoorbeeld overtuigd van een zeer vroeg begin; hij betoogt dat onze voorouders van de soort Homo erectus al twee miljoen jaar geleden vuur gebruikten. Maar talloze opgravingen en intensief archeologisch onderzoek in Europa en het Nabije Oosten wijzen er volgens Leidse archeologen op dat mensen pas veel later vuur leerden gebruiken, ongeveer 350.000 jaar geleden.
Genetische merkers voor vuurgebruik
Om dit vurige debat te voorzien van nieuwe gegevens, bestudeerde het Leids/Wageningse team de biologische aanpassingen van prehistorische en recente mensen aan de giftige bestanddelen van rook. Mensen die vuur gebruiken stellen zich daarmee vaak bloot aan de gevaarlijke bestanddelen van rook en verhit voedsel. Dit zou resulteren in selectie van genvarianten die een verbeterde resistentie tegen deze giftige bestanddelen met zich meebrengen. Om vast te stellen of een dergelijke selectie daadwerkelijk heeft plaatsgevonden, onderzocht het team de genvarianten die voorkomen bij neanderthalers, Denisova-mensen (tijdgenoten van de neanderthalers en meer verwant met hen dan met moderne mensen) en moderne mensen.
Gezondheidseffecten van tabaksrook
De onderzoekers testten zogeheten single nucleotide variants – kleine variaties in de genetische code – in 19 genen die naar voren kwamen uit hedendaagse studies naar de schadelijke effecten van tabaksrook. Deze genen zijn ook betrokken bij een verhoogd risico op vruchtbaarheids- en reproductieve problemen bij mensen wanneer die zijn blootgesteld aan gevaarlijke bestanddelen die worden gevormd bij het stoken van vuur en het verhitten van voedsel. De genen werden vergeleken met varianten die voorkomen bij neanderthalers en Denisova-mensen. Ook werden ze bestudeerd bij chimpansees en gorilla’s, twee nauw aan de mens verwante soorten die geen vuur gebruiken en dus niet op een geregelde basis blootgesteld worden aan rook.
Konden neanderthalers beter omgaan met rook?
In een studie die nu wordt gepubliceerd in PLOS ONE laat het team zien dat neanderthalers en Denisova-mensen voornamelijk genvarianten bezaten die ze efficiënter maakten in het omgaan met de giftige bestanddelen van rook dan de meeste moderne mensen. Verrassend genoeg bleken ook chimpansees en gorilla’s over deze efficiënte genvarianten te beschikken. Die lijken dus evolutionair zeer oude, voorouderlijke varianten te zijn.
Plantentoxinen
De minder efficiënte varianten zijn aan te treffen vanaf de eerste moderne jager-verzamelaars van wie genetische informatie beschikbaar is, vanaf ongeveer 40.000 jaar geleden. De efficiënte verdediging tegen giftige bestanddelen in chimpansees en gorilla’s heeft mogelijk te maken met de toxinen in hun plantaardige voedsel. De verdedigingsmechanismen tegen giftige rookcomponenten bij mensen zijn blijkbaar meegelift met die aanpassingen, die diep in ons primatenverleden ontstonden. Onze prehistorische voorouders konden waarschijnlijk al goed omgaan met de giftige bestanddelen van rook lang voordat ze die zelf gingen produceren met hun kampvuurtjes. Welke factoren de minder efficiënte chemische-verdedigingsgenen bij de moderne mens deden ontstaan, blijft een vraag voor verder onderzoek.
Meer informatie
De onderzoekers hebben tevens een uitgebreider bericht (Engelstalig) opgesteld voor wetenschapsjournalisten.