Berapa lama waktu yang diperlukan untuk suatu sifat yang berhubungan dengan makanan untuk berkembang?

Sering dalam diskusi tentang gizi Paleolitik, dan buku-buku tentang subjek, kita melihat spekulasi tentang berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk populasi untuk beradaptasi dengan jenis makanan tertentu. Banyak spekulasi yang jauh dari sasaran; beberapa berpikir bahwa bahkan 10.000 tahun tidak cukup bagi evolusi terjadi.

Posting ini membahas pertanyaan: Berapa lama waktu yang diperlukan untuk suatu sifat yang berhubungan dengan makanan untuk berkembang?

Kami membutuhkan sedikit Genetika 101 pertama, dibahas di bawah. Untuk lebih jelasnya lihat, misalnya, Hartl & Clark, 2007; dan salah satu favorit saya: Maynard Smith, 1998. referensi lengkap disediakan pada akhir posting ini.

Gen yang diinduksi sifat baru, termasuk sifat-sifat yang mempengaruhi gizi, muncul dalam populasi melalui proses tampak sederhana. Sebuah mutasi genetik baru muncul dalam populasi, biasanya dalam satu individu, dan salah satu dari dua hal terjadi: (a) mutasi genetik menghilang dari populasi; atau (b) mutasi genetik menyebar dalam populasi. Evolusi adalah istilah yang umumnya digunakan untuk merujuk kepada suatu sifat gen yang diinduksi menyebar dalam suatu populasi.

Sifat dapat berkembang melalui dua proses utama. Salah satunya adalah penyimpangan genetik, di mana sifat-sifat netral berevolusi secara kebetulan. Proses ini mendominasi pada populasi yang sangat kecil (misalnya, 50 orang). Yang lain adalah seleksi, di mana sifat kebugaran-meningkatkan berevolusi dengan meningkatkan keberhasilan reproduksi individu yang memiliki mereka. Kebugaran, dalam konteks ini, diukur sebagai jumlah yang masih hidup keturunan (atau grand-anak) dari seorang individu.

Ya, sifat dapat berkembang secara kebetulan, dan sering melakukannya dalam populasi kecil.

Mengatakan sekelompok 20 nenek moyang manusia menjadi terisolasi untuk beberapa alasan; misalnya, melakukan perjalanan ke sebuah pulau dan mendapat terdampar di sana. Mari kita asumsikan bahwa kelompok memiliki arti umum termasuk setidaknya beberapa wanita di dalamnya; idealnya lebih dari laki-laki, karena perempuan yang benar-benar hambatan reproduksi penduduk apapun.

Dalam generasi baru satu individu mengembangkan gigi manis, yang merupakan mutasi netral karena pulau ini tidak memiliki supermarket. Atau, apa yang akan menjadi lebih mungkin, salah satu dari 20 orang yang sudah memiliki mutasi sebelum mencapai pulau. (Variabilitas genetik biasanya tinggi di antara kelompok individu yang tidak berhubungan, sehingga mutasi netral yang berbeda biasanya hadir.)

Secara kebetulan saja, bahwa sifat baru dapat menyebar ke seluruh (lebih besar sekarang) penduduk di 80 generasi, atau sekitar 1.600 tahun; asumsi generasi baru yang muncul setiap 20 tahun. Bahwa seluruh penduduk kemudian tumbuh lebih jauh, dan akan agak bercampur dengan kelompok-kelompok lain dalam populasi yang lebih besar (mereka menemukan jalan keluar dari pulau). Keturunan dari penduduk pulau asli semua memiliki gigi manis. Yang menyebabkan peningkatan diabetes di antara mereka, dibandingkan dengan kelompok lain. Mereka menemukan bahwa masalahnya adalah genetik, dan bertanya-tanya bagaimana evolusi bisa membuat mereka seperti itu.

Panel di bawah ini menunjukkan formula untuk perhitungan jumlah waktu yang diperlukan untuk suatu sifat berevolusi untuk fiksasi dalam suatu populasi. Hal ini diambil dari satu set slide I digunakan dalam presentasi (file PowerPoint di sini). Berevolusi untuk fiksasi berarti menyebar ke semua individu dalam populasi. Hasil beberapa simulasi juga ditampilkan. Misalnya, suatu sifat yang menyediakan menit keuntungan selektif dari 1% pada populasi 10.000 orang mungkin akan berkembang untuk fiksasi di 1.981 generasi, atau 39.614 tahun. Bukan jutaan tahun sering disebutkan dalam diskusi tentang evolusi.



Saya katakan mungkin di atas karena sifat juga dapat menghilang dari populasi secara kebetulan, dan sering melakukannya pada tahap awal evolusi, bahkan jika mereka meningkatkan keberhasilan reproduksi individu yang memiliki mereka. Misalnya, mutasi metabolik baru yang menguntungkan muncul, tetapi tuan rumah yang fatal jatuh dari tebing oleh kecelakaan, kontrak penyakit yang tidak terkait dan mati dll, sebelum meninggalkan keturunan apapun.

Kenapa catatan fosil menunjukkan bahwa evolusi biasanya memakan waktu jutaan tahun? Alasannya adalah bahwa hal itu biasanya memakan waktu lama untuk sifat kebugaran-meningkatkan baru muncul dalam suatu populasi. Kebanyakan ilmu pelet mutasi genetik yang baik netral atau merugikan, dalam hal keberhasilan reproduksi. Ini juga membutuhkan waktu untuk situasi yang tepat untuk datang ke tempat untuk pergeseran genetik terjadi misalnya, kepunahan besar-besaran, meninggalkan anggota yang masih hidup beberapa. Setelah elemen yang tepat berada di tempat, evolusi dapat terjadi dengan cepat.

Jadi, apa implikasi untuk sifat yang mempengaruhi gizi? Atau, lebih khusus, bisa populasi yang dimulai mengkonsumsi jenis makanan tertentu berevolusi menjadi diadaptasi untuk itu dalam waktu singkat?

Jawabannya adalah ya. Dan adaptasi yang dapat mengambil jumlah yang sangat singkat waktu untuk terjadi, relatif berbicara.

Mari kita berasumsi bahwa semua anggota populasi yang terisolasi mulai pada diet tertentu, yang tidak diet optimal untuk mereka. Pengecualian adalah satu individu beruntung tunggal yang memiliki mutasi genetik khusus, dan untuk siapa diet adalah salah optimal atau quasi-optimal. Mari kita juga menganggap bahwa mutasi menyebabkan individu dan nya keturunan untuk memiliki, rata-rata, dua kali lebih banyak anak-anak yang masih hidup sebagai individu yang tidak terkait lainnya. Yang diterjemahkan menjadi keuntungan selektif (s) dari 100%. Akhirnya, mari kita konservatif menganggap bahwa populasi relatif besar, dengan 10.000 orang.

Dalam hal ini, mutasi akan menyebar ke seluruh penduduk di sekitar 396 tahun.

Keturunan dari individu dalam populasi itu (misalnya, keturunan dari Yanomam) mungkin dimiliki sifat tersebut, bahkan setelah beberapa pencampuran adil dengan keturunan populasi lain, karena sifat yang masuk ke fiksasi memiliki peluang bagus yang terkait dengan alel dominan. (Alel adalah varian yang berbeda dari gen yang sama.)

Spreadsheet Excel ini (link ke file .xls) adalah bagi mereka yang ingin bermain sedikit dengan angka, menggunakan rumus di atas, dan mungkin berspekulasi tentang apa yang mereka bisa diwarisi dari nenek moyang yang tidak begitu jauh mereka. Men-download file, dan membukanya dengan Excel atau sistem spreadsheet yang kompatibel. Rumus yang sudah ada; mengubah hanya sel ditandai dengan warna kuning.

Referensi:

Hartl, D.L., & Clark, A.G. (2007). Prinsip genetika populasi. Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Maynard Smith, J. (1998). Genetika evolusi. New York, NY: Oxford University Press.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Kadar vitamin D: Sinar matahari, usia, dan toksisitas

Calcidiol adalah pra-hormon yang diproduksi berdasarkan vitamin D3 dalam hati. Konsentrasi darah dari calcidiol dianggap indikator yang dapat diandalkan dari status vitamin D. Dalam literatur penelitian, calcidiol biasanya disebut sebagai 25-hydroxyvitamin atau 25 (OH) D. Calcidiol dikonversi dalam ginjal menjadi calcitriol, yang merupakan bentuk aktif dari vitamin D.

Tabel di bawah ini (dari: Vieth, 1999; referensi penuh pada akhir posting ini, klik di atasnya untuk memperbesar), menunjukkan kadar vitamin D darah rata-rata orang yang tinggal atau bekerja di lingkungan yang kaya Ming Untuk ilmu pelet jarak jauh mengkonversi dari nmol / L untuk ng / mL, membagi dengan 2,496. Sebagai contoh, 100 nmol / L = 100 / 2,496 ng / mL = 40,1 ng / mL. Pada saat penulisan ini, Vieth (1999) memiliki 692 kutipan di Google Scholar, dan mungkin lebih dari itu di Web of Science. Artikel ini telah memiliki, dan terus memiliki, dampak tinggi di antara para peneliti.



Tingkat rata-rata maksimum darah (serum atau) vitamin D yang ditunjukkan dalam tabel adalah 163 nmol / L (65 ng / mL). Mengingat bahwa tubuh manusia memproduksi vitamin D secara alami dari sinar matahari, adalah wajar untuk menganggap bahwa mereka kadar vitamin D darah belum di kisaran beracun. Bahkan, salah satu individu, seorang petani di Puerto Rico, memiliki tingkat 225 nmol / L (90 ng / mL). Individu yang tidak memiliki tanda-tanda toksisitas.

Beberapa studi menunjukkan bahwa paparan seluruh tubuh pra-sengatan matahari sinar matahari setara dengan asupan vitamin D oral sekitar 250 g (10.000 IU).

Terlepas dari klaim yang bertentangan, produksi vitamin D berdasarkan sinar matahari tidak berhenti setelah 40 tahun atau lebih. Studi ditinjau oleh Vieth menunjukkan bahwa di kalangan orang tua (yaitu, mereka yang berusia 65 atau di atas) paparan seluruh tubuh pra-sengatan matahari sinar matahari setara dengan asupan vitamin D oral 218 g (8.700 IU).

Produksi vitamin D sinar matahari-diinduksi tampaknya menurun dengan usia, tapi tidak secara dramatis.

Paparan sinar matahari pasca-terbakar sinar matahari tidak meningkatkan produksi vitamin D. Karena setiap orang berbeda, aturan praktis yang baik untuk memperkirakan jumlah menit dari paparan sinar matahari yang diperlukan untuk memaksimalkan produksi vitamin D adalah jumlah menit sebelumnya sengatan matahari. Untuk orang berkulit terang, ini bisa sesedikit 7 menit.

Akumulasi vitamin D dalam tubuh mengikuti pola baterai seperti, peningkatan dan penurunan secara bertahap. Gambar di bawah ini, dari artikel Vieths, menunjukkan peningkatan bertahap dalam konsentrasi vitamin D darah setelah mulai suplemen harian. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat mulai dataran tinggi sekitar 1 bulan, dengan tingkat yang lebih tinggi mencapai dataran tinggi setelah 2 bulan.



Sementara paparan sinar matahari tidak menyebabkan kadar racun dari vitamin D, asupan oral mungkin. Di bawah ini adalah sosok, juga dari Vieths artikel, bahwa plot kadar vitamin D terhadap jumlah asupan oral. The Xs menunjukkan titik di mana gejala keracunan diamati. Sementara biasanya keracunan dimulai pada 50.000 IU tingkat asupan, satu individu ditampilkan tanda-tanda keracunan pada 10.000 IU. Individu yang menerima dosis tinggi yang seharusnya memberikan vitamin D untuk jangka waktu.



Tingkat non-toksik dari 10.000 IU dicapai secara alami melalui paparan sinar matahari. Hal ini berlaku untuk manusia modern dan mungkin nenek moyang kita Paleolitik. Namun, manusia modern biasanya membatasi paparan sinar matahari dan asupan vitamin D untuk tingkat (400 IU) yang hanya efektif untuk menghindari osteomalacia, pelunakan tulang karena mineralisasi miskin.

Sangat mungkin produksi alami 10.000 IU berdasarkan sinar matahari adalah adaptif di masa lalu evolusi kita, dan juga diperlukan untuk kesehatan yang baik hari ini. Ini konsisten dengan banyak laporan dari penyakit yang berhubungan dengan kekurangan vitamin D kronis, bahkan pada tingkat yang menghindari osteomalacia. Di antara penyakit yaitu: hipertensi, TBC, berbagai jenis kanker, radang gusi, multiple sclerosis, peradangan kronis, gangguan afektif musiman, dan penuaan dini.

Referensi:

Reinhold Vieth (Mei 1999). Suplemen vitamin D, konsentrasi 25-hydroxyvitamin D, dan keamanan. American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 69, No. 5, 842-856.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya

Apa tingkat vitamin D yang wajar?

Sosok dan tabel di bawah ini adalah dari Vieth (1999); salah satu artikel yang paling banyak dikutip di vitamin D. Angka ini menunjukkan peningkatan bertahap dalam konsentrasi darah dari 25-hydroxyvitamin, atau 25 (OH) D, setelah mulai suplementasi vitamin D3 harian 10.000 IU / hari. Tabel menunjukkan tingkat rata-rata untuk orang yang hidup dan / atau bekerja di lingkungan yang kaya matahari; vitamin D3 diproduksi oleh kulit berdasarkan paparan sinar matahari.

25 (OH) D juga disebut sebagai calcidiol. Ini adalah pra-hormon yang diproduksi oleh hati berdasarkan vitamin D3. Untuk mengkonversi dari nmol / L untuk ng / mL, membagi dengan 2,496. Angka tersebut menunjukkan bahwa ilmu pelet jarak jauh tingkat mulai dataran tinggi di sekitar 1 bulan setelah awal suplementasi, mencapai titik jenuh setelah 2-3 bulan. Tanpa suplemen atau sinar matahari eksposur, tingkat harus turun pada tingkat yang sebanding. Tingkat rata-rata maksimum ditampilkan di atas meja adalah 163 nmol / L (65 ng / mL), dan mengacu pada sampel penjaga pantai.

Dari gambar kita dapat menyimpulkan bahwa orang rata-rata akan dataran tinggi sekitar 130 nmol / L, setelah berbulan-bulan 10.000 IU / d suplementasi. Itu adalah 52 ng / mL. Dengan asumsi distribusi normal dengan standar deviasi sekitar 20 persen dari kisaran tingkat rata-rata, kita bisa mengharapkan sekitar 68 persen dari populasi berada di 42-63 ng kisaran / mL.

Ini mungkin kisaran kebanyakan dari kita harus berharap untuk berada di pada asupan 10.000 IU / d. Ini adalah setara dengan bodys memiliki produksi alam melalui paparan sinar matahari.

Sekitar 32 persen dari populasi dapat diharapkan untuk berada di luar kisaran ini. Seseorang yang dua standar deviasi (SD) di atas rata-rata (yaitu, rata-rata) akan berada di sekitar 73 ng / mL. Tiga SD di atas rata-rata akan 83 ng / mL. Dua SD di bawah rata-rata akan 31 ng / mL.

Ada faktor lain yang dapat mempengaruhi tingkat. Misalnya, kelebihan berat badan cenderung menguranginya. Produksi kortisol yang berlebihan, stres, juga dapat mengurangi mereka.

Melengkapi luar 10.000 IU / d untuk mencapai tingkat yang jauh lebih tinggi daripada di kisaran 42-63 ng / mL mungkin tidak optimal. Menariknya, salah satu tidak bisa overdosis melalui paparan sinar matahari, dan gagasan bahwa orang tidak memproduksi vitamin D3 setelah 40 tahun adalah mitos.

Satu akan mengambil sekitar 14.000 IU / d vitamin D3 dengan menggabungkan paparan sinar matahari dengan dosis tambahan dari 4.000 IU / d. Tanda-tanda yang jelas dari toksisitas mungkin tidak terjadi sampai satu mencapai 50.000 IU / d. Namun, salah satu dapat mengembangkan komplikasi lain, seperti batu ginjal, pada tingkat signifikan di atas 10.000 IU / d.

Lihat posting ini oleh Chris Masterjohn, yang membuat argumen yang berbeda, namun dengan kesimpulan agak mirip. Chris menunjukkan bahwa ada titik jenuh di atas yang hati tidak mampu untuk benar hydroxylate vitamin D3 untuk menghasilkan 25 (OH) D.

Berapa besar kemungkinan itu adalah bahwa seseorang akan mengalami komplikasi seperti batu ginjal pada tingkat di atas 10.000 IU / d, dan apa ambang batas bahaya bisa, sulit ditebak. Insiden batu ginjal adalah ukuran sensitif kemungkinan masalah; tetapi, dengan sendirinya, ukuran tidak dapat diandalkan. Alasannya adalah bahwa hal itu disebabkan oleh faktor-faktor yang berkorelasi dengan tingkat tinggi vitamin D, di mana level tersebut mungkin tidak menjadi masalah.

Ada beberapa bukti bahwa batu ginjal berhubungan dengan yang tinggal di daerah cerah. Ini bukan, dalam pandangan saya, karena tingkat produksi yang tinggi vitamin D3 dari sinar matahari. Batu ginjal juga terkait dengan dehidrasi kronis, dan penduduk yang tinggal di daerah cerah mungkin berada pada risiko lebih tinggi dari rata-rata dehidrasi kronis. Hal ini terutama berlaku untuk daerah cerah yang juga sangat panas dan / atau kering.

Referensi

Vieth, R. (1999). Suplemen vitamin D, konsentrasi 25-hydroxyvitamin D, dan keamanan. American Journal of Clinical Nutrition, 69 (5), 842-856.

Dapatkan Sample GRATIS Produk sponsor di bawah ini, KLIK dan lihat caranya