Zetmeel bepaalde de menselijke mondflora, ook al vóór de landbouw

Paleontologie Mensen aten al vroeg zetmeel. Dat had invloed op de bacteriehuishouding in hun mond, blijkt uit onderzoek aan tandsteen.

Een gebittengalerij, van linksboven naar rechtsonder: menselijke tanden, tanden van Homo neanderthalensis, chimpanseetanden, gorillatanden, brulaaptanden.
Een gebittengalerij, van linksboven naar rechtsonder: menselijke tanden, tanden van Homo neanderthalensis, chimpanseetanden, gorillatanden, brulaaptanden. Foto’s Getty images /Sabena Jane Blackbird / Alamy / Dennis Jarvis (CC BY SA-2.0)

De bacteriepopulatie die bij primaten in de mond leeft, is in de afgelopen veertig miljoen jaar nauwelijks veranderd. Dat blijkt uit een grote vergelijking van het ‘orale microbioom’ bij mensapen, prehistorische en nu levende mensen, neanderthalers en brulapen (als vertegenwoordigers van de kleine aapjes, wier laatste gemeenschappelijke voorouder met mensen en mensapen veertig miljoen jaar geleden leefde).

Bij alle primaten is er volgens de onderzoekers in de mond een onveranderlijke ‘kern’ in het microbioom te vinden van tien bacteriegeslachten, zoals Streptococcus, Actinomyces, Fusobacterium en Corynebacterium. Opvallend is dat neanderthalers en mensen afwijken, door aanwezigheid van orale streptokok-bacteriën die indirect profiteren van een zetmeelrijk dieet. Ze kunnen leven van het zetmeelverterende enzym amylase dat volop aanwezig is in menselijk speeksel, en veel minder bij apen.

Dit is nieuw bewijs tegen de simplistische ‘paleodieet’-stelling dat vóór de uitvinding van de landbouw mensen, en ook neanderthalers, vooral eiwitten (vlees) aten. Zetmeelrijk voedsel, zoals knollen en zaden, vormde kennelijk al sinds de laatste gemeenschappelijke voorouder van neanderthalers en mensen (ca. 600.000 jaar geleden) een belangrijk onderdeel van het dieet, zo schrijft een groep onderzoekers onder leiding van Christina Warinner en James A. Fellows Yates (beiden Max Planck Institut für Menschheitsgeschichte in Jena) deze week in de PNAS.

Spuug

Bij prehistorische moderne mensen uit Europa (waar ook de neanderthalers leefden), vinden de onderzoekers zelfs zulke gedetailleerde overeenkomsten met het orale microbioom van de neanderthalers dat ze zeer nauwe contacten vermoeden tussen deze sterke verwante Homo-soorten. Primaten lopen namelijk de meeste van hun mondbacteriën op door contact met verzorgers in hun jeugd. Kennelijk namen neanderthalers en Homo sapiens een tijdlang elkaars spuug over. Overigens is al ruim een decennium bekend dat er ook seksuele contacten hebben bestaan: zelfs nu nog – veertigduizend jaar na het uitsterven van de neanderthalers – is nog altijd ongeveer 3 procent van het dna van niet-Afrikanen afkomstig van neanderthalers.

In het huidige onderzoek kon uit het tandsteen van in totaal 89 individuele primaten het dna van bacteriën worden geanalyseerd: vijf brulapen, 16 chimpansees, 14 gorilla’s, zeven neanderthalers, circa 100.000 à 50.000 jaar oud en in totaal 47 moderne mensen, van wie 18 uit de huidige tijd, 13 uit de achttiende en negentiende eeuw (pre-antibiotica) en 16 van voor de landbouw, tussen 30.000 en 8.000 jaar oud.

Tandbederf en ziekte

De laatste jaren is er steeds meer belangstelling voor bacteriën die in de mond leven, wegens het verband met tandbederf en infectieziekten. Maar of dit orale microbioom in de loop van de geschiedenis is veranderd door het eten van industrieel geproduceerd eten of de introductie van de antibiotica, was nog niet duidelijk. In tegenstelling tot de verwachting vonden de onderzoekers een zeer consistente structuur van het microbioom binnen het geslacht Homo (dus inclusief neanderthalers) ongeacht geografie, tijd of dieet. Dat is een groot verschil met de bacteriën in de darm, waarvan de samenstelling wel sterk beïnvloed wordt door dieet en leefwijze van de gastheer.

Bovenop die kern hebben chimpansees en Homo (wier gemeenschappelijke voorouder ongeveer zes à acht miljoen jaar geleden leefde) ook nog de geslachten Treponema en Porphyromonas gemeenschappelijk. Dat laatste geslacht is bij moderne mensen betrokken bij tandbederf, maar niet bij vroege mensen of chimpansees. Dat versterkt het vermoeden dat het hier niet gaat om ‘echte’ ziekteverwekkers, maar om bacteriën die net als de andere bacteriegeslachten een diepe evolutionaire relatie met hun gastheer hebben en alleen tot problemen leiden onder evolutionair gezien ongewone omstandigheden.

Gemeenschappelijke voorouder

De grote stabiliteit van het orale microbioom bij primaten kan mogelijk verklaard worden doordat de verschillende bacteriesoorten sterk van elkaar afhankelijk zijn, waardoor de structuur en het evenwicht tussen hen moeilijk te veranderen is. Een andere oorzaak kan zijn dat ze zich vooral voeden met eiwitten uit het spuug, waarvan de samenstelling ook niet erg veranderd lijkt te zijn sinds veertig miljoen jaar geleden de laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en brulaap leefde.

Lees ook: Al vroeg gericht op zetmeelvertering