医学进展
2013年02月号
医学进展
人物与学科

熟食促进人类大脑进化

    如果想提高智力,茹毛饮血是不行的。根据《美国国家科学院院刊》上一项新研究的计算,如果吃生食的话,人类需要每天进食9小时以上才能满足大脑的能量消耗。人类祖先的大脑神经元数量是大猩猩、黑猩猩和猩猩等类人猿的三倍,他们是怎样得到足够的能量来支持大脑的呢?答案是烹饪。

    巴西联邦大学的神经学家Suzana Herculano-Houzel说:“如果只吃生食,根本没有足够的时间获取能量来支持这样的大脑,幸亏有了烹饪,我们才能承担得起这么多神经元的消耗。”

    人类大脑的神经元数量有860亿之巨,而大猩猩约为330亿,黑猩猩约为280亿。这些额外的神经元赋予了人类很多好处,但代价也是高昂的——在休息时,人类大脑占全身能量消耗的20%,而其他灵长类只占9%。因此,当我们的祖先身体和大脑还和黑猩猩一样大小时,是从哪得到额外的能量来扩脑,从而与它们在进化之路上分道扬镳的呢?

    20世纪90年代,哈佛大学的灵长类动物学家Richard Wrangham给出了一个答案。他提出160万年~180万年前,我们祖先直立人的大脑迅速扩大是因为他们学会了在火上烤肉和蔬菜。Wrangham认为,烹饪是对食物的预消化,使我们的肠道吸收能量更为快速有效。他和同事们还在实验室用老鼠和蟒蛇开展了研究,发现喂熟肉的动物比喂生肉的长得更快更大,因为消化熟肉需要的能量更少。

    在验证这个假设的一项新研究中,Herculano-Houzel和她的研究生Karina Fonseca-Azevedo想看看生食可以使灵长类的大脑长到什么限度。首先,她们测量了13种灵长类的大脑神经元数量,发现两件事:一、大脑体积与神经元数量直接相关;二、神经元数量与所需能量直接相关。

    对体重进行校正后,她们计算出每种动物每天需要多少进食时间来给大脑“加油”:大猩猩8.8小时、红毛猩猩7.8小时、黑猩猩7.3小时、我们人类9.3小时。

    这些数字表明,从生食获取能量是有上限的。从野外获取的生食不像现代这种,可以用搅拌机在食物中添加蛋白质等营养,野外的猿类除非减小身体的尺寸,否则不能进化出更大的脑,因为它们每天的进食时间只有7、8个小时。但是人类用烹饪解除了这一限制,Herculano-Houzel说:“我们比任何其他物种的神经元都多,原因是烹饪使大脑体积产生了质的飞跃,我们绕过了进食时间的限制。”

    芝加哥菲尔德博物馆的古人类学家Robert Martin同意这项研究中阐明的生食对灵长类动物大脑或身体尺寸的代谢限制。他认为这可以解释为什么有些类人猿尽管身躯庞大但脑袋很小。但在人类进化过程中,大脑的首次飞跃是否因为烹饪还没有定论。Martin说,也许我们祖先是直到60万年前,大脑的第二次飞跃期才开始烹饪的。考古资料显示,80万年前炉床才开始出现,而烹饪直到更晚的年代才开始变得普遍。(作者:程明)

参考文献:《Proceedings of the National Academy of Sciences》2012;109:18571-18576

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