科學(xué)家說(shuō),食物保存技術(shù)可能引發(fā)了人類大腦的生長(zhǎng)

研究人員提出,對(duì)發(fā)酵食品的口味可能引發(fā)了我們祖先大腦生長(zhǎng)速度的驚人跳躍。

事實(shí)上,從生食到包括已經(jīng)被微生物部分分解的食物的轉(zhuǎn)變可能是我們大腦進(jìn)化中的一個(gè)關(guān)鍵事件,根據(jù)一項(xiàng)透視研究由法國(guó)艾克斯-馬賽大學(xué)的進(jìn)化神經(jīng)科學(xué)家凱瑟琳·布萊恩特(Katherine Bryant)和兩位美國(guó)同事撰寫。

在過(guò)去的200萬(wàn)年進(jìn)化中,人類大腦的體積增加了兩倍,而人類結(jié)腸縮小了約74%,這表明在內(nèi)部分解植物源性食物的需求減少了。

我們知道人類大腦擴(kuò)張的時(shí)間線和程度,但允許能量被引導(dǎo)的機(jī)制這種擴(kuò)展更加復(fù)雜,并且有些爭(zhēng)論。

研究作者布局他們的“外部發(fā)酵假說(shuō)”表明,我們祖先選擇性大腦擴(kuò)張的代謝環(huán)境可能是通過(guò)將腸道發(fā)酵轉(zhuǎn)移到外部過(guò)程,甚至可能是實(shí)驗(yàn)性的腌制食品與我們今天仍然吃的葡萄酒、辛奇、酸奶、酸菜和其他泡菜沒(méi)有什么不同.

外部發(fā)酵假說(shuō)的圖示。(布萊恩特等人,通信生物學(xué), 2023)

人類腸道微生物組就像一臺(tái)內(nèi)部發(fā)酵機(jī)器,在消化過(guò)程中促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收。有機(jī)化合物發(fā)酵通過(guò)酶進(jìn)入酒精和酸,通常由生活在我們消化系統(tǒng)部分(如結(jié)腸)中的細(xì)菌和酵母產(chǎn)生。

發(fā)酵是一個(gè)厭氧過(guò)程,這意味著它不需要氧氣,因此類似于我們腸道中的過(guò)程,它可以在密封容器中進(jìn)行。該過(guò)程以以下形式產(chǎn)生能量三磷酸腺苷(ATP),它是為我們的新陳代謝提供動(dòng)力的重要化學(xué)能來(lái)源。

研究人員認(rèn)為,文化上流傳下來(lái)的處理或儲(chǔ)存食物的方式可能鼓勵(lì)了這種功能被外化。

外部發(fā)酵的食物比原始食品更容易消化,并且含有更多的可用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而且,如果食物已經(jīng)發(fā)酵,結(jié)腸的作用就會(huì)減少,因此器官的大小可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而減小,同時(shí)仍有可能為大腦生長(zhǎng)留下能量。

我們祖先的大腦大小,南方古猿,與黑猩猩相似(泛穴居人)和倭黑猩猩(倭黑猩猩).人類譜系的大腦擴(kuò)張加速了同性戀者的出現(xiàn)并持續(xù)到智人尼安德特人.

我們的祖先,擁有黑猩猩大小的大腦,如何設(shè)法利用外部發(fā)酵的力量?

布萊恩特和她的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,認(rèn)知能力較低、大腦較小的原始人可能已經(jīng)適應(yīng)發(fā)酵,比這種腸道到大腦能量重定向的替代解釋要早得多,比如動(dòng)物狩獵和基于火的烹飪。

估計(jì)一個(gè) 65 公斤的典型現(xiàn)代西方人的主要器官質(zhì)量比例。左圖:如果人類像其他類人猿一樣,預(yù)期的比率。右:實(shí)際比率。(布萊恩特等人,通信生物學(xué), 2023)

發(fā)酵具有許多與熟食相關(guān)的優(yōu)點(diǎn),例如質(zhì)地更柔軟、熱量含量增加、營(yíng)養(yǎng)吸收改善以及抵御有害微生物。

它只需要簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)空間,如空洞、洞穴,甚至是地面上的一個(gè)洞,基本上是一張低入口、無(wú)壓力的營(yíng)養(yǎng)品門票。正如研究人員指出的那樣,“它可以被偶然發(fā)現(xiàn),而不是需要計(jì)劃和工具的使用。

“狩獵、從大型食肉動(dòng)物身上拾荒和用火都有其自身的風(fēng)險(xiǎn);”布萊恩特及其同事,“也許發(fā)酵的風(fēng)險(xiǎn)更可預(yù)測(cè),因此通過(guò)個(gè)人和文化學(xué)習(xí)可以更可靠地減輕。

除了增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度外,外部發(fā)酵還可以使有毒食物可食用,例如去除氰化物從常見(jiàn)的主食木薯(Manihot esculenta).

“深思熟慮和機(jī)理理解是外發(fā)酵初期出現(xiàn)的要求,”研究人員?!拔覀兊脑缙谧嫦瓤赡苤皇前咽澄飵Щ匾粋€(gè)共同的地方,留在那里,間歇性地吃一些,然后添加更多。

以前食物中的微生物可能已經(jīng)接種了新的食物,導(dǎo)致發(fā)酵。隨著大腦變大,人類可能已經(jīng)發(fā)展出更好地了解發(fā)酵.

該團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)需要實(shí)證研究來(lái)支持或反駁他們的假設(shè),例如微生物學(xué)研究、比較分析以及遺傳和基因組調(diào)查。

“將腸道發(fā)酵轉(zhuǎn)移到外部文化實(shí)踐中可能是人類的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新,”作者結(jié)束,“這為大腦擴(kuò)張的選擇奠定了基礎(chǔ)。

該研究已發(fā)表在通信生物學(xué).

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