Технологія консервування їжі могла спричинити ріст людського мозку, кажуть вчені

Дослідники припускають, що смак до ферментованих шматочків міг спровокувати дивовижний стрибок у швидкості росту мозку наших предків.

Насправді, перехід від сирої дієти до дієти, яка включала продукти, вже частково розщеплені мікробами, міг стати вирішальною подією в еволюції нашого мозку, згідно з перспективним дослідженням еволюційного нейробіолога Кетрін Брайант з Університету Екс-Марсель у Франції та двох американських колег.

За останні два мільйони років еволюції людський мозок збільшився втричі, тоді як товстий кишечник людини скоротився приблизно на 74 відсотки, що свідчить про зменшення потреби у внутрішньому розщепленні рослинної їжі.

Ми знаємо хронологію і ступінь розширення людського мозку, але механізми, що дозволяють спрямовувати енергію на це розширення, є більш складними і дещо дискусійними.

Автори дослідження викладають свою “гіпотезу зовнішньої ферментації”, яка показує, що метаболічні обставини для вибіркового розширення мозку наших предків могли бути приведені в рух шляхом переміщення кишкової ферментації до зовнішнього процесу, можливо, навіть експериментуючи з консервованими продуктами, подібними до вина, кімчі, йогурту, квашеної капусти та інших солінь, які ми їмо й сьогодні.

Мікробіом кишківника людини діє як машина для внутрішнього бродіння, що прискорює засвоєння поживних речовин під час травлення. Органічні сполуки перетворюються на спирт і кислоти за допомогою ферментів, які зазвичай виробляються бактеріями та дріжджами, що живуть у таких частинах нашої травної системи, як товста кишка.

Ферментація – це анаеробний процес, тобто він не потребує кисню, тому, подібно до процесу в нашому кишечнику, він може відбуватися в закритому контейнері. В результаті процесу виробляється енергія у вигляді аденозинтрифосфату (АТФ), який є важливим джерелом хімічної енергії, що забезпечує наш метаболізм.

Дослідники стверджують, що цілком можливо, що культурно передані способи поводження з їжею або її зберігання сприяли тому, що ця функція була винесена назовні.

Зовнішньо ферментовані продукти легше перетравлюються і містять більше доступних поживних речовин, ніж їхні сирі аналоги. А оскільки товстому кишечнику залишається менше роботи, якщо їжа вже ферментована, розмір органу з часом може зменшитися, але при цьому потенційно залишатиметься енергія для росту мозку.

Розміри мозку наших предків, австралопітеків, були подібні до розмірів мозку шимпанзе (Pan troglodytes) та бонобо (Pan paniscus). З появою людини розумної розширення мозку прискорилося і продовжилося у вигляді Homo sapiens і Homo neanderthalensis.

Як наші предки, з мозком розміром з шимпанзе, зуміли використати силу зовнішньої ферментації?

Брайант та її команда припускають, що гомініди з нижчими когнітивними здібностями та меншим мозком могли пристосуватися до ферментації набагато раніше, ніж запропоновані альтернативні пояснення такого перенаправлення енергії з кишечника в мозок, як полювання на тварин та приготування їжі на вогні.

Ферментація має багато переваг, пов’язаних з приготованою їжею, таких як м’якша текстура, підвищена калорійність, покращене засвоєння поживних речовин і захист від шкідливих мікроорганізмів.

Воно потребує лише простих місць для зберігання, таких як дупло, печера або навіть яма в землі, і, по суті, є квитком до поживної користі без зайвих зусиль і стресів. Як зазначають дослідники, “на нього можна просто натрапити, а не планувати та використовувати інструменти.

“Полювання, здобич великих хижаків і використання вогню несуть свої ризики”, – пишуть Брайант і його колеги, – “можливо, ризики ферментації були більш передбачуваними і, таким чином, більш надійно пом’якшувалися завдяки індивідуальному і культурному навчанню”.

На додаток до підвищення біодоступності поживних речовин, зовнішня ферментація може також зробити отруйні продукти їстівними, наприклад, видаливши ціанід з маніоки (Manihot esculenta), яка є основним харчовим продуктом.

“Передбачливість і механістичне розуміння не є вимогами для початкового виникнення зовнішнього бродіння, – пишуть дослідники. “Наші ранні предки, можливо, просто приносили їжу до спільного місця, залишали її там і час від часу з’їдали частину і додавали ще”.

Мікроби з попередніх продуктів харчування могли заселяти нові продукти, що призводило до ферментації. У міру того, як мозок ставав більшим, люди, можливо, краще розуміли процес ферментації.

Команда наголошує на необхідності емпіричних досліджень, які б підтвердили або спростували їхню гіпотезу, таких як мікробіологічні дослідження, порівняльний аналіз, а також генетичні та геномні дослідження.

“Винесення кишкової ферментації у зовнішню культурну практику, можливо, було важливою інновацією гомінінів, – підсумовують автори, – яка створила метаболічні умови, необхідні для відбору для розширення мозку, щоб закріпитися”.

Дослідження опубліковане в журналі Communications Biology..