Obecně se dá říci, že vnímání pachů a vůní slouží zvířatům k rozmanitým funkcím – od shánění potravy, přes páření po rozpoznání nebezpečí. U lidí a jejich předků je výrazně posíleno vnímání vůní a pachů spojených s jídlem, což se odráží v množství receptorů, které jsou k nim citlivé. Vědci se již dříve zabývali evolučními změnami v sekvencích pachových receptorů u lidí a zjistili, že k největším změnám docházelo vždy při proměnách způsobů obživy, jako byl přechod z pojídání mršin na lov; počátek konzumace mléka jiných zvířat; tepelná úprava pokrmů a samozřejmě zemědělství. Současná studie se však zaměřila na mnohem starší období naší evoluce.
Tým pod vedením profesorky z aljašské univerzity si kladl za cíl prozkoumat geny pro pachové receptory u Denisovanů, Neandrtálců a současných lidí. Denisované byli objeveni poměrně nedávno na Sibiři, jedná se o větev, která dále obývala oblast Tibetské náhorní plošiny, ale jejich ostatky byly nalezeny i na Papuy Nové Guinei anebo v Austrálii. Neandrtálce asi není nutné představovat, jejich výskyt byl geograficky omezen především na východní Evropu, Blízký východ a Asii. Společný předek obou opustil Afriku již před cca 700 000 lety, obě linie se potom oddělily před 300 000 lety. Předci současného člověka naproti tomu opustili kolébku civilizace až před cca 65 000 lety.
Vědci pro svůj výzkum použili tři různé genomy Neandrtálců, jeden genom Denisovana a pro zajímavost přidali ještě DNA jedince nazvaného Ust’-Ishim, jednoho z raně moderních lidí, který obýval oblast Altaje před cca 45 000 lety. Tyhle všechny porovnávali s DNA současných lidí z databáze 1000 Genomes. Nejprve se autoři studie publikované v časopise iScience zaměřili na zkoumání sekvencí DNA, podle nich následně syntetizovali receptory in vitro v laboratoři.
Stejný repertoár
Výzkumníci nalezli v jednotlivých genomech sekvence pro třicet různých pachových receptorů. První poznatek výzkumníci učinili už na základě samotných sekvencí. Zatímco u Neandrtálců a Denisovanů byla informace o podobě receptorů zapsaná v DNA poměrně konzervovaná, současní lidé mají mnohem variabilnější spektrum receptorů. Ta je přisuzovaná jeho většímu geografickému rozšíření.
Přestože se potvrdilo obecné pravidlo, že zrovna pachové receptory jsou v evoluci poměrně stálé, k mutacím v jejich sekvencích docházelo. Autoři studie se zaměřili právě na ty receptory, jejichž DNA byla u našich předků odlišná. Ze třiceti zkoumaných genů to bylo osm případů, kdy tyto mutace následně vedly ke vzniku jiných receptorů (u Neandrtálců tři, u Denisovanů pět). Pachové receptory altajského člověka Ust’-Ishim se od těch dnešních prakticky nelišily.
Při zkoumání receptorů in vitro vědce zajímalo, zda se liší také funkce nových receptorů. Celkem tak testovali jejich odezvu na sedm konkrétních aromat v sedmi různých koncentracích. Výsledky ukázaly, že rozdílnost receptorů nevede ke zvětšení repertoáru, který by čichové ústrojí bylo schopno zaznamenat, pravděpodobně tak vnímáme my i naši předci velmi podobné pachy a vůně. Nicméně pozorované rozdíly souvisely s citlivostí jednotlivých receptorů. Zdá se tedy, že pokud se v evoluci člověka změní pachový receptor, stojí za ním potřeba změnit intenzitu, se kterou vůni cítíme.
Cítím vůni medu
Odlišné receptory u Neandrtálců byly téměř necitlivé pro květinovou, kořeněnou a vůni zeleně. Pouze jediný receptor, díky kterému cítíme čerstvě posekanou trávu vykazoval alespoň nějakou senzitivitu. My si však můžeme tuhle vůni užívat mnohem více. Vysvětlení pro nižší citlivost nosů Neandrtálců vysvětlují autoři skutečností, že vnímání vůní je v mozku spjato s čichovým lalokem, který měli Neandrtálci pravděpodobně menší, na což se usuzuje z velikosti a tvaru lebky.
Naopak Denisované měli nepoměrně citlivější pachové receptory. To se týkalo především vůní spojených s jídlem, jako například kořeněné vůně, kterou vnímali 2x silněji než my. Citlivější než současní lidé byli Denisované také na některé pachy, jako je síra. Smrad síry vnímali dokonce 4x silněji. Obecně se ukázalo, že vnímali citlivě především sladká aromata, konkrétně vůni medu a vanilky. Senzitivitu ke včelímu produktu výzkumníci vysvětlují jako evoluční nutnost, jelikož Denisované se živili jako lovci a sběrači, pro něž byl příjem cukrů ze sbíraných plodů a medu naprosto klíčový pro přežití. Stejně tak vnímání vanilkového aromatu může dopomáhat při hledání sladkých plodů. Květinové vůně však cítili Denisované, narozdíl od nás, slaběji. To autoři vysvětlují tak, že není potřebná pro zahnání hladu, tudíž ji Denisované nemuseli mít tak silně vyvinutou.
Podobné výzkumy podávají mnohem plastičtější obrázek o našich předcích a díky moderním metodám molekulární biologie jsme schopni i z malého množství kosterních pozůstatků zjišťovat podrobnosti z každodenního života lidí, kteří chodili po téhle planetě dlouho před námi.
Citovaná studie: iScience, Cell Press (impakt faktor 5,7)
Úvodní foto: Steven Weeks, unsplash.com
Podobné články na Czechsight:
Vendula Lužná
Lenka Strnadová
Petr Kašík
Vstup do diskuze