科学家说,食物保存技术可能引发了人类大脑的生长

研究人员提出,对发酵食品的口味可能引发了我们祖先大脑生长速度的惊人跳跃。

事实上,从生食到包括已经被微生物部分分解的食物的转变可能是我们大脑进化中的一个关键事件,根据一项透视研究由法国艾克斯-马赛大学的进化神经科学家凯瑟琳·布莱恩特(Katherine Bryant)和两位美国同事撰写。

在过去的200万年进化中,人类大脑的体积增加了两倍,而人类结肠缩小了约74%,这表明在内部分解植物源性食物的需求减少了。

我们知道人类大脑扩张的时间线和程度,但允许能量被引导的机制这种扩展更加复杂,并且有些争论。

研究作者布局他们的“外部发酵假说”表明,我们祖先选择性大脑扩张的代谢环境可能是通过将肠道发酵转移到外部过程,甚至可能是实验性的腌制食品与我们今天仍然吃的葡萄酒、辛奇、酸奶、酸菜和其他泡菜没有什么不同.

外部发酵假说的图示。(布莱恩特等人,通信生物学, 2023)

人类肠道微生物组就像一台内部发酵机器,在消化过程中促进营养吸收。有机化合物发酵通过酶进入酒精和酸,通常由生活在我们消化系统部分(如结肠)中的细菌和酵母产生。

发酵是一个厌氧过程,这意味着它不需要氧气,因此类似于我们肠道中的过程,它可以在密封容器中进行。该过程以以下形式产生能量三磷酸腺苷(ATP),它是为我们的新陈代谢提供动力的重要化学能来源。

研究人员认为,文化上流传下来的处理或储存食物的方式可能鼓励了这种功能被外化。

外部发酵的食物比原始食品更容易消化,并且含有更多的可用营养物质。而且,如果食物已经发酵,结肠的作用就会减少,因此器官的大小可能会随着时间的推移而减小,同时仍有可能为大脑生长留下能量。

我们祖先的大脑大小,南方古猿,与黑猩猩相似(泛穴居人)和倭黑猩猩(倭黑猩猩).人类谱系的大脑扩张加速了同性恋者的出现并持续到智人尼安德特人.

我们的祖先,拥有黑猩猩大小的大脑,如何设法利用外部发酵的力量?

布莱恩特和她的团队认为,认知能力较低、大脑较小的原始人可能已经适应发酵,比这种肠道到大脑能量重定向的替代解释要早得多,比如动物狩猎和基于火的烹饪。

估计一个 65 公斤的典型现代西方人的主要器官质量比例。左图:如果人类像其他类人猿一样,预期的比率。右:实际比率。(布莱恩特等人,通信生物学, 2023)

发酵具有许多与熟食相关的优点,例如质地更柔软、热量含量增加、营养吸收改善以及抵御有害微生物。

它只需要简单的存储空间,如空洞、洞穴,甚至是地面上的一个洞,基本上是一张低入口、无压力的营养品门票。正如研究人员指出的那样,“它可以被偶然发现,而不是需要计划和工具的使用。

“狩猎、从大型食肉动物身上拾荒和用火都有其自身的风险;”布莱恩特及其同事,“也许发酵的风险更可预测,因此通过个人和文化学习可以更可靠地减轻。

除了增加营养物质的生物利用度外,外部发酵还可以使有毒食物可食用,例如去除氰化物从常见的主食木薯(Manihot esculenta).

“深思熟虑和机理理解是外发酵初期出现的要求,”研究人员。“我们的早期祖先可能只是把食物带回一个共同的地方,留在那里,间歇性地吃一些,然后添加更多。

以前食物中的微生物可能已经接种了新的食物,导致发酵。随着大脑变大,人类可能已经发展出更好地了解发酵.

该团队强调需要实证研究来支持或反驳他们的假设,例如微生物学研究、比较分析以及遗传和基因组调查。

“将肠道发酵转移到外部文化实践中可能是人类的一项重要创新,”作者结束,“这为大脑扩张的选择奠定了基础。

该研究已发表在通信生物学.

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