尼安德特人通过摄入碳水化合物帮助大脑发育

作者: Ann

来源: Science AAAS

发布日期: 2022

一项新的研究表明,尼安德特人通过大量食用含淀粉的食物,显著改变了他们口腔中细菌的类型,这表明我们的祖先至少在60万年前就已经适应了大量摄入淀粉,这与他们大脑需要更多糖分以支持大脑扩张的时间大致相同。

尼安德特人并不是我们通常认为的粗野的肉食者,一项新的研究颠覆了这一形象。通过对尼安德特人牙齿中收集的细菌的研究,科学家发现他们食用了大量的根、坚果或其他含淀粉的食物,这显著改变了他们口腔中细菌的类型。这一发现表明,我们的祖先至少在60万年前就已经适应了大量摄入淀粉,这与他们大脑需要更多糖分以支持大脑扩张的时间大致相同。

哈佛大学进化生物学家Rachel Carmody表示,这项研究是“开创性的”。研究显示,人类和尼安德特人的祖先至少在60万年前就开始大量烹饪含淀粉的食物,并且早在农业发明前1万年就已经适应了食用更多的淀粉类植物。

在200万年到70万年前,我们祖先的大脑体积翻了一番。长期以来,研究人员认为更好的石器工具和合作狩猎是主要原因:随着早期人类在猎杀动物和处理肉类方面变得更加熟练,他们的饮食质量提高,这为他们提供了更多的能量,从而促进了他们饥饿大脑的生长。

然而,研究人员一直对肉类如何起到这一作用感到困惑。哈佛大学和马克斯·普朗克人类历史科学研究所的分子考古学家Christina Warinner表示,“为了有效增长大脑,人类祖先需要含有葡萄糖的高能量食物——一种糖类。肉类并不是葡萄糖的良好来源。”

许多现存的狩猎采集者收集的淀粉类植物是葡萄糖的极佳来源。为了确定口腔细菌是否跟踪饮食或环境的变化,Warinner和她的团队研究了尼安德特人、农业前现代人类、黑猩猩、大猩猩和吼猴牙齿上的口腔细菌。研究人员分析了124个个体的牙齿上保存的数十亿个已灭绝细菌的DNA片段。

研究团队在《美国国家科学院院刊》上报告称,农业前人类和尼安德特人口腔中的细菌群落非常相似。特别是,人类和尼安德特人口腔中存在一种不寻常的链球菌。这些微生物有一种特殊的能力,可以结合人类唾液中一种称为淀粉酶的丰富酶,这种酶可以从淀粉类食物中释放糖分。研究人员的结论是,尼安德特人和古代现代人类牙齿上的链球菌的存在表明他们摄入了更多的淀粉类食物。

在古代人类和尼安德特人的牙齿上发现链球菌也表明他们从共同的祖先那里继承了这些微生物,这些祖先生活在60多万年前。尽管早期的研究表明尼安德特人食用了草和块茎并烹饪了大麦,但新的研究表明他们摄入了如此多的淀粉,以至于显著改变了他们口腔微生物组的组成。

Warinner表示,“这进一步将淀粉在饮食中的重要性推回到人类大脑仍在扩张的时期。”因为淀粉酶在消化煮熟的淀粉时比生淀粉更有效,这一发现也表明烹饪在60万年前就已经很普遍了。研究人员一直在争论烹饪是否在大脑开始扩张近200万年前就变得普遍,或者是在第二次增长期间传播的。

明尼苏达大学双城分校的遗传学家Ran Blekhman表示,这项研究提供了一种检测饮食重大变化的新方法。对于尼安德特人来说,它揭示了他们对植物的依赖程度。

亚利桑那州立大学坦佩分校的人类遗传学家Anne Stone表示,“我们有时会低估饮食中植物成分的重要性。正如我们从现代狩猎采集者那里知道的那样,往往是采集活动最终提供了大部分的卡路里。”

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