인간이 달리기 위해 태어난 이유 한 가지 유전자가 설명 될 수 있습니다.
단일 유전자 돌연변이로 인해 우리 조상은 이상하게도 좋은 장거리 주자가되었습니다.
초고속 달리기를 좋아하고 거대한 Bruce Springsteen 팬인 “Born to Run”은 항상 내가 좋아하는 노래 중 하나입니다. 그래, 나는 그것이 진부하다는 것을 안다. 그러나 언제든지 긴 조깅을하고 브루스 벨트를 꺼내 들었을 때 “우리는 폭풍우 치는 미국의 꿈의 거리에서 땀을 흘리는 날을 보냈습니다.”라고 말하면서도 우리의 진화 과정에서 또 다른 시간으로 되돌아 갈 수밖에 없습니다. 우리의 인간 조상들은 아프리카 사바나에서 먹이를 쫓고있었습니다.
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10 년 전, 나는 먼저 ” 운동 선수의 길 : 땀과 행복의 생물학 “에서 “우리와 같은 침팬지가 출마하기 위해 태어났다”는 진화론 적 이유에 대해 썼습니다 . 내 책의이 섹션에서 나는 하버드 대학의 진화 생물학과 (Department of Evolutionary Biology)의 데니스 브래블 (Dennis Bramble)과 다니엘 리버만 (Daniel Lieberman)의 획기적인 논문 인 “인내력 실행과 호모 의 진화”(2004)를 인용했다.
13 년의 연구 기간 동안 Bramble과 Lieberman은 초 인간들에게 특별한 장거리 주자를 만든 26 가지 특성을 밝혀 냈습니다. 저자가 연구 요약서에서 설명하는 것처럼 :
“스트레칭 바이 페탈 리즘은 침팬지와 인간 혈통의 차이가 발생한 직후에 유래 된 유인원의 주요 파생 행동입니다. 양족 보행은 걷기와 달리기를 포함하지만 달리기는 일반적으로 인간의 원숭이와 같은 인간이 대부분의 사두개 동물에 비해 가난한 단거리이기 때문에 인간의 진화에서 중요한 역할을하지 않은 것으로 간주됩니다. 여기서 우리는 인간이 지속 된 장거리 달리기에서 얼마나 잘 수행하는지 평가하고, 인간 및 다른 포유 동물에서 지구력 실행 능력의 생리적, 해부학 적 기초를 검토합니다. 몇 가지 기준으로 판단 할 때 인간은 다양한 기능을 갖추고있어 인내력이 뛰어나고 뛰어난 성능을 발휘하며 그 중 많은 부분이 골격에 흔적을 남깁니다. 이러한 특징의 화석 증거는 지구력 달리기가 약 200 만 년 전의 기원 인 호모 (Homo ) 속의 파생 된 능력이며, 인체 형태의 진화에 도움이되었을 수도 있음을 시사합니다. ”
이제 캘리포니아 샌디에고 의과 대학 (University of San Diego School of Medicine)의 생쥐에 대한 새로운 연구 (2018)에서 인내력 측정에 대한이 선구적인 연구에 대한 매혹적인 후속 조치를 제공합니다. 잠재적 인 획기적인 논문 인 “인간과 유사한 Cmah 비활성화로 인내력이 증가하고 근육의 피로 회복 가능성이 감소한다 : 인간 진화에 대한 시사점”이 Royal Society Proceedings of the Royal Society B 의 9 월호에 발표되었다.
이 최초의 연구를 위해 UCSD 연구원은 우리 조상의 조상이 나무 거주자에서 동물계에서 가장 먼 거리의 달리기 생물 중 하나가되는 데 도움이되었을 수있는 특정 유전자 돌연변이를 정확하게 지적 할 수있었습니다 .
초기 hominids은 강한 대둔근 (엉덩이) 근육, 더 큰 발, 과열 보호 장치가있는 두개골, 위아래로 움직일 때 머리를 단단히 유지하기위한 목덜미 관절 및 광대 한 네트워크와 같은 달리기 관련 골격 생체 역학 및 생리학으로 진화 한 것 같습니다. 다른 큰 포유류에서 볼 수 없었던 정도로 몸을 식힌 땀샘.
포유류 중에서도 인간은 가장 효율적인 초강력 지구력 주자 중 하나입니다. 말, 개, 하이에나 만이 우리를 장거리 우승 할 수 있습니다. 그리고 피곤함이없이 더 멀리 더 빨리 달리는 우리의 능력은 우리를 유난히 좋은 사냥꾼으로 만들었습니다. 우리의 조상은 다른 육식 동물이 잠 들어 있던 낮의 한창 때 뜨거운 열기를 먹으면서 먹이를 쫓을 수있었습니다. 그리고 그들은 극도의 장거리에서 먹이를 쫓아 포유 동물을 덜 지구력으로 밀어 내고 피로를 극복 할 수있었습니다. 먹이를 입는 가장 생존하는 생존 기술은 “지속성 사냥 (persistence hunting)”이라고합니다.
인간 진화의 일환으로, 과학자들은 약 2 ~ 3 백만 년 전 “CMP-Neu5Ac hydroxylase (CMAH)”유전자의 기능적 결실이 호모 속에서 연쇄 반응을 일으켜 결국 현대의 호모 사피엔스 로 이끌 것이라고 추측했다. Homo habilis 와 Homo erectus 와 같은 멸종 된 종도 포함되어 있습니다.
최신 내한성 UCSD 연구에서 CMAH 유전자가 결핍 된 마우스를 조작 한 후이 유전자가 손상되지 않은 마우스 대조군에 비해 장거리 달리기 능력을 테스트했습니다. 대학원생 인 Jon Okerblom은 마우스 용 장거리 달리기 바퀴와 함께 디딜 방아와 같은 기계의 건설을 주도했습니다. “우리는 CMAH 유전자가없는 생쥐의 운동 능력을 평가했으며, 러닝 머신 테스트와 자발적인 바퀴 달리기 15 일 후에 성능이 향상됨을 주목했다”고 Okerblom은 성명서에서 밝혔다.
이 초기 발견 후 Okerblom과 수석 저자 Ajit Varki는 UC San Diego School of Medicine의 생리학 연구 과학자 인 Ellen Breen과 상담했습니다. Breen은 CMAH 유전자가 결핍 된 쥐가 더 나은 내구성과 더 적은 미토콘드리아 호흡 및 뒷다리 근육 힘과 함께 피로를 덜 보였다. 주목할 만하게, 그들은 또한 달리기 근육에 혈액과 산소 공급을위한 모세 혈관이 더 많은 것처럼 보였다.
Varki는 이러한 결과가 수백만 년 전 CMAH 유전자의 돌연변이가 초기 인류가 예외적으로 좋은 장거리, 지구력 주자가 될 수 있었다는 것을 암시한다고 추측합니다.
저자들은이 연구의 중요성을 요약했다. “이 데이터는 CMAH 손실이 산소 사용을위한 골격근 용량 향상에 기여한다는 것을 의미합니다. 인간에게 번역 가능하다면, CMAH의 손실은 삼림 거주에서 열린 사바나에서의 자원 탐사 및 사냥꾼 / 채집자 행동으로의 전환 과정에서 조상의 호모 에게 선택적 이점을 제공 할 수있었습니다. ”
참고 문헌
Jonathan Okerblom, William Fletes, Hemal H. Patel, Simon Schenk, Ajit Varki, Ellen C. Breen. “생쥐에서의 인간과 유사한 Cmah 비활성화는 내구 수명을 늘리고 근육의 피로 감도를 감소시킵니다. 인간의 진화에 대한 함의” 왕립 학회 회보 B. (처음 게시 된 날짜 : 2018 년 9 월 12 일) DOI : 10.1098 / rspb.2018.1656
Dennis Bramble과 Daniel Lieberman. “인내의 실행과 호모 의 진화” Nature (2004 년 11 월 18 일 초판 발행) DOI : 10.1038 / nature03052