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发酵可能推动了人类大脑的进化

时间:2023-12-13 23:26来源:Medicalxpress 作者:泉水 点击: 144次

 

由 哈佛大学

发酵可能推动了人类大脑的进化
外部发酵假说。图片来源:通讯生物学(2023)。DOI:10.1038/s42003-023-05517-3

人类大脑容量大、能力强,是进化的奇迹,但它如何从较小的灵长类大脑进化成当今富有创造力的复杂器官却是一个谜。科学家们可以准确地确定我们的进化祖先“何时”进化出了更大的大脑,当人类祖先从被称为南方古猿的双足灵长类动物进化而来时,大脑的大小大约增加了两倍。但当它发生时,“为什么”会发生——是什么刺激了这种变化——仍然难以捉摸。

发表在《通讯生物学》上的《发酵技术作为人类大脑扩张的驱动力》一书的作者之一艾琳·赫克特说,了解我们的大脑如何生长的关键很可能植根于我们吃什么以及如何吃。

“脑组织的代谢成本很高,”人类进化生物学助理教授说。“它需要大量的卡路里来维持运转,对于大多数动物来说,拥有足够的能量来生存是一个持续存在的问题。”

因此,对于大脑较大的南方古猿来说,它们的饮食必须发生一些改变才能生存。提出的理论包括这些人类祖先消费的变化,或者最流行的是,烹饪的发现使他们能够从他们吃的任何东西中获得更多可用的卡路里。

但这个理论的问题在于,最早的证据表明火的使用大约在 150 万年前——明显晚于原始人类大脑的发育。

“我们祖先的脑容量在 250 万年前就开始增加,保守地说,我们的大脑容量增加与烹饪技术可能出现之间的时间间隔大约为 100 万年,”研究人员之一的凯瑟琳·L·布莱恩特 (Katherine L. Bryant) 解释道。该论文的合著者,目前是法国艾克斯-马赛大学语言、交流和大脑研究所的研究员。

“其他一些饮食变化肯定已经释放了对大脑大小的代谢限制,而发酵似乎可以满足要求。”

赫克特补充道,“无论他们的饮食发生什么变化,都必须在大脑开始变大之前发生。”

她继续指出,在过去几年中,研究人员提出了其他选择,例如食用腐烂的肉。在这篇新论文中,赫克特和她的团队提出了一个不同的假设:储存(或保存)的食物会发酵,而这种“预先消化”的食物提供了一种更容易获得的营养形式,为更大的大脑提供能量,让我们更大的大脑祖先通过自然选择生存并繁衍。

这次转变可能是一次愉快的意外。“这不一定是有意为之,”赫克特断言。“这可能是储存食物的意外副作用。也许,随着时间的推移,传统或迷信可能会导致促进发酵或使发酵更稳定或更可靠的做法。”

这一假设得到了以下事实的支持:人类大肠的比例比其他灵长类动物的大肠小,这表明我们适应了已经被化学发酵过程分解的食物。此外,发酵食品存在于所有文化和食品类别中,从欧洲的葡萄酒和奶酪到亚洲的酱油和纳豆(或大豆)。

赫克特建议,对大脑对发酵和非发酵食物的反应进行额外的研究可能会有用,嗅觉和味觉受体的反应也可能有用,也许可以使用古代 DNA。对于进化生物学家来说,这些都是其他研究人员可以探索的沃土。(赫克特的重点更多地是通过对活人和狗的研究,“大脑回路如何进化以支持复杂的行为”。)

随着研究的进展,布莱恩特看到了带来广泛好处的可能性。她说:“这一假设也为我们科学家提供了更多理由来探索发酵食品对人类健康和维持健康肠道微生物组的作用。” “近年来有许多研究将肠道微生物组不仅与身体健康联系起来,而且与心理健康联系起来。”


(责任编辑:泉水)
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