Indígenas andinos do Peru: 10,000 anos de evolução da amilase salivar para digerir batatas

Da próxima vez que você comer uma batata, vale pensar nisto: para algumas pessoas, esse gesto simples é resultado de 10,000 anos de evolução.

Segundo um estudo novo publicado em 5 de maio na revista Comunicações da Natureza, indígenas andinos do Peru podem ser os digestores de batata mais eficientes do mundo.

Os cientistas observaram que essas populações têm mais cópias do gene que codifica a amilase salivar - uma enzima que quebra amidos - do que qualquer outro grupo no planeta. Em média, o mundo tem sete cópias. Entre indígenas andinos, a média é dez.

E não se trata de uma diferença pequena. Esse traço foi gravado na história de sobrevivência dessas comunidades.

Uma vantagem de vida ou morte

A amilase salivar começa a transformar amidos complexos em açúcares simples antes mesmo de o alimento chegar ao estômago. Quando há mais cópias do gene, o corpo tende a produzir mais enzima - e isso se traduz em digestão mais eficiente.

A equipa concluiu que, a partir de cerca de 10,000 anos atrás, indivíduos indígenas andinos com 10 ou mais cópias do gene da amilase salivar tiveram uma probabilidade 1.24 percent maior de sobreviver e deixar descendentes do que aqueles com menos cópias - um sinal de que a seleção natural elevou esse número de cópias.

Omer Gokcumen, professor de ciências biológicas na Universidade de Buffalo e coautor do estudo, descreveu isso como uma vantagem adaptativa “absurdamente alta”.

Embora 1.24 percent pareça pouco, esse efeito se acumula a cada geração. Desde a domesticação da batata, uma margem assim, repetida por muitas gerações, acaba por remodelar a arquitetura genética de uma população.

“Na prática, é um tipo de situação de vida ou morte”, disse Gokcumen. Ele explicou que a grande vantagem de sobrevivência e reprodução sugere que ou um número considerável de bebés não sobreviveu porque as gestações não foram bem-sucedidas, ou que pessoas com mais cópias do gene têm mais filhos.

As batatas mudaram tudo

O enredo começa por volta de 12,000 anos atrás, quando povos antigos nos Andes desenvolveram um conjunto de adaptações notáveis. Aprenderam a viver em altitudes severas, onde o oxigénio é escasso. Domesticaram novas culturas agrícolas. E, aproximadamente 10,000 anos atrás, passaram a cultivar a batata.

Essa inovação agrícola, por si só, desencadeou uma sequência de mudanças genéticas. Análises anteriores do genoma de peruanos com ancestralidade indígena sul-americana já tinham apontado sinais de seleção em uma enzima intestinal ligada à digestão de amidos.

O estudo atual amplia esse cenário ao incluir a amilase salivar, mostrando que a seleção natural impulsionou a expansão do número de cópias em resposta direta a uma dieta fortemente baseada em batatas.

Em 2024, Gokcumen e o seu grupo já tinham descrito variações na estrutura dos genes de amilase salivar em populações de várias partes do mundo, mas a origem dessas diferenças ainda não era clara.

Para entender o que explicava essa variação, no novo trabalho a equipa mapeou o número de cópias do gene da amilase salivar usando dados genómicos de 3,723 pessoas, pertencentes a 85 populações globais.

Os andinos peruanos chamaram a atenção de imediato. Outro destaque foi o povo Akimel O’odham, do sul do Arizona e do norte do México, que também apresentou o maior número médio de genes de amilase salivar entre as populações analisadas.

Caminhos paralelos, perguntas em aberto

Os valores elevados de cópias do gene de amilase nos dados do povo Akimel O’odham abrem hipóteses interessantes. Os investigadores não conseguiram testar sinais de seleção natural nessa população porque poucos indivíduos Akimel O’odham estavam incluídos na amostra. Ainda assim, o padrão sugere que diferentes grupos indígenas das Américas podem ter evoluído, de forma independente, soluções genéticas parecidas para dietas ricas em amido.

Charles Lee, especialista em genómica humana no Laboratório Jackson de Medicina Genómica, no Connecticut, que não participou do estudo, disse que a pesquisa é “empolgante e importante”.

Sobre os Akimel O’odham, Lee afirmou que os resultados indicam que “diferentes grupos indígenas das Américas podem ter desenvolvido altos números de cópias de amilase de maneiras distintas, dependendo das suas dietas”.

Lee acrescentou que a variação no número de cópias do gene da amilase salivar dificilmente é o único exemplo de variação adaptativa na estrutura genética. “É simplesmente um dos melhores exemplos que temos hoje de como uma variação complexa no número de cópias pode cruzar dieta, cultura e evolução humana”, disse.

Fonte da imagem: nature.com – Três aglomerados de SNV estão associados ao número de cópias de AMY1.

O que ainda não está totalmente esclarecido é de que maneira, exatamente, cópias extras de amilase geram essa vantagem. Gokcumen disse que isso pode envolver o microbioma, o metabolismo ou o sistema imunitário.

Pessoas com mais cópias talvez consigam extrair mais calorias de batatas cozidas. A sua equipa agora conduz experiências para esclarecer essas possíveis relações.

Evolução escrita na saliva

Para indígenas andinos, o encontro entre dieta, cultura e evolução é algo concreto. Cada refeição com batatas liga essas pessoas a antepassados que sobreviveram porque os seus corpos conseguiam obter mais energia de um tubérculo simples.

A marca genética dessa vantagem continua presente na saliva, transmitida ao longo de centenas de gerações.

A seleção natural nem sempre se manifesta em transformações físicas chamativas. Às vezes, ela se esconde nas enzimas que desconstroem o seu jantar.

Perfil de Omer Gokcumen na Universidade de Buffallo.