Не мясом единым: как сахар и фрукты увеличили человеческий мозг в 5 раз за 4 миллиона лет

Международная группа исследователей из Сиднейского университета и Университета Глазго представила концепцию, пересматривающую традиционные взгляды на антропогенез: именно простые углеводы, а не мясной рацион, могли послужить ключевым катализатором эволюционного скачка в развитии головного мозга. За последние 4 миллиона лет объем мозга гоминид увеличился почти в пять раз — с 300 граммов у ранних предков вроде Australopithecus afarensis до полутора килограммов у современного Homo sapiens. Результаты работы опубликованы в авторитетном научном журнале Science.

Несмотря на то, что мозг взрослого человека составляет лишь около 2% от общей массы тела, в состоянии покоя он расходует примерно пятую часть всей энергии организма, а в раннем детском возрасте эта цифра достигает двух третей. Главным метаболическим топливом для него служит глюкоза. Человеческий организм способен синтезировать ее самостоятельно, однако этот путь энергозатратен и ограничен по объему, в связи с чем древние гоминиды остро нуждались в стабильном экзогенном источнике углеводов.

«Глюкоза выступает фундаментальным субстратом для функционирования мозга, и на протяжении подавляющей части эволюционной истории человек получал ее из углеводной пищи — в первую очередь из спелых плодов и дикого меда», — отметила ведущий автор публикации, профессор Дженни Брэнд-Миллер из Сиднейского университета.

Авторы провели расчеты суточных потребностей в глюкозе для мозговой ткани, почек, эритроцитов и репродуктивных органов на ключевых этапах эволюции, сопоставив их с потенциальным составом рационов: от преимущественно растительного меню, аналогичного диете шимпанзе, до смешанного питания современных популяций охотников-собирателей тропических широт. Моделирование показало, что взрослому гоминиду требовалось от 150 до 250 граммов глюкозы ежедневно, а растущему организму ребенка — порядка 125 граммов.

Согласно оценкам, ранние представители нашей ветви получали более 65% суточной энергии за счет углеводов растительного происхождения. Позднее, с освоением термической обработки пищи на огне, рацион обогатился термообработанными крахмалами, дополнившими простые сахара и протеины.

Свои выводы авторы подкрепляют комплексом междисциплинарных свидетельств: морфологией ископаемых зубов, изотопным составом находок, наличием тонкого цветового зрения, оптимизированного для поиска спелых плодов, а также генетическими адаптациями в метаболизме углеводов и восприятии сладкого вкуса. Сезонная доступность сахаров не только задавала динамику пищевого поведения, но и могла приводить к исчезновению целых популяций, не сумевших компенсировать критический дефицит глюкозы.

Полученные результаты не умаляют вклада мясной пищи, однако заставляют по-новому взглянуть на значение углеводов в истории нашего вида и на истоки современных метаболических нарушений. «Наше исследование показывает, что доступность сахаров и крахмалов во многом предопределила эволюцию человеческого мозга и сформировала видовые признаки, сделавшие нас людьми», — заключила профессор Брэнд-Миллер.

Источник: iXBT