Технология консервирования продуктов питания могла спровоцировать рост человеческого мозга

Исследователи предполагают, что вкус к ферментированным кусочкам мог вызвать удивительный скачок в скорости роста мозга наших предков. Новое исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.

Фактически, согласно перспективному исследованию эволюционного нейробиолога Кэтрин Брайант из Университета Экс-Марсель во Франции, переход от сырой диеты к диете, включающей продукты, уже частично расщепленные микробами, мог стать решающим событием в эволюции нашего мозга.

За последние два миллиона лет эволюции человеческий мозг увеличился в три раза, а толстая кишка сократилась примерно на 74 процента, что указывает на снижение потребности в расщеплении растительной пищи внутри организма.

Мы знаем сроки и масштабы расширения человеческого мозга, но механизмы, позволяющие направлять энергию на это расширение, более сложны и несколько спорны.

Авторы исследования излагают свою «гипотезу внешнего брожения», которая показывает, что метаболические условия наших предков, способствующие избирательному расширению мозга, могли быть приведены в действие путем перемещения кишечной ферментации на внешний процесс, возможно, даже экспериментируя с консервированными продуктами, мало чем отличающимися от кимчи, йогурта, квашеной капусты и других солений, которые мы едим до сих пор.

Микробиом кишечника человека действует как машина для внутренней ферментации, которая повышает усвоение питательных веществ во время пищеварения. Органические соединения ферментируются в спирт и кислоты с помощью ферментов, обычно вырабатываемых бактериями и дрожжами, которые живут в некоторых частях нашей пищеварительной системы, таких как толстая кишка.

Ферментация — это анаэробный процесс, то есть для него не требуется кислород, поэтому он настолько похож на процесс в нашем кишечнике, что может происходить в герметичном контейнере. Этот процесс производит энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ), который является важным источником химической энергии, обеспечивающей наш метаболизм.

Исследователи утверждают, что, возможно, культурно переданные способы обработки и хранения продуктов питания способствовали экстернализации этой функции.

Продукты внешнего брожения легче перевариваются и содержат больше доступных питательных веществ, чем их сырые эквиваленты. А поскольку толстой кишке нечем заняться, если пища уже ферментирована, размер органа может со временем уменьшиться, но при этом потенциально останется энергия, доступная для роста мозга.

Размеры мозга наших предков, австралопитеков, были аналогичны размерам мозга шимпанзе (Pan troglodytes) и бонобо (Pan paniscus). Расширение человеческого рода ускорилось с появлением Homo и продолжилось через Homo sapiens и Homo neanderthalensis.

Как нашим предкам, обладавшим мозгом размером с шимпанзе, удавалось использовать силу внешнего брожения?

Брайант и ее команда предполагают, что человекообразные с более низкими когнитивными способностями и меньшим мозгом, возможно, адаптировались к ферментации гораздо раньше, чем предлагались альтернативные объяснения этого перенаправления энергии из кишечника в мозг, такие как охота на животных и приготовление пищи на огне.

Ферментация имеет множество преимуществ, связанных с приготовленными продуктами, таких как более мягкая текстура, повышенная калорийность, улучшенное усвоение питательных веществ и защита от вредных микроорганизмов.

Ему нужны только простые места для хранения, такие как яма, пещера или даже яма в земле, и, по сути, это простой и свободный от стресса путь к полноценному питанию. Как отмечают исследователи, «на это можно наткнуться, вместо того, чтобы требовать планирования и использования инструментов.

«Охота, добыча мусора от крупных хищников и использование огня несут в себе свои риски. Возможно, риски брожения были более предсказуемыми и, следовательно, более надежно смягчаемыми посредством индивидуального и культурного обучения», - пишут авторы исследования.

Помимо увеличения биодоступности питательных веществ, внешняя ферментация также может сделать ядовитые продукты съедобными, например, путем удаления цианида из обычного основного продукта питания маниоки (Manihot esculenta).

«Предусмотрительность и механистическое понимание не являются необходимыми условиями для первоначального возникновения внешнего брожения», — пишут исследователи. «Наши ранние предки, возможно, просто приносили еду в обычное место, оставляли ее там, периодически съедали и добавляли еще».

Микробы из предыдущих продуктов питания могли заразить новые продукты, что привело к ферментации. Поскольку мозг стал больше, люди, возможно, стали лучше понимать процесс ферментации.

Команда подчеркивает необходимость эмпирических исследований для подтверждения или опровержения своей гипотезы, таких как микробиологические исследования, сравнительный анализ, а также генетические и геномные исследования.

«Вынос кишечного брожения во внешнюю культурную практику, возможно, был важной инновацией среди гомининов, которая заложила метаболические условия, необходимые для отбора, способствующего расширению мозга», - резюмировали ученые.