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人類近親 60 萬年前已食大量澱粉質 助大腦容量擴張

2021/5/12 — 23:41

一直以來,人類都以為已滅絕近親尼安德特人 (Neanderthal) 只吃肉。不過最新刊於《美國國家科學院期刊 (PNAS) 》的研究指,在尼人牙齒上發現的細菌顯示,這些人類近親在至少 60 萬年前已吃很多根、堅果或其他澱粉質食物,大大改變其口腔中細菌的種類,顯示他們已適應了進食大量澱粉;這時間與他們需要更多糖份來促進大腦大幅擴張相約。

無参與研究的哈佛大學演化生物學家 Rachel Carmody 指,研究表明智人和尼人至少在 60 萬年前,即在農業發明之前 10,000 年,已烹煮大量澱粉類食物,並適應了食用更多高澱粉的植物。

在 200–70 萬年前期間,人類祖先大腦容量增加一倍。主流學者一直認為更好的石器工具和合作狩獵與之有關:隨著早期人類越來越擅長殺死動物和加工肉食,其飲食質素更高使他們更快攝取到更多能量讓大腦發展得更快。

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不過,學者對肉如何發揮作用感到困惑。哈佛大學分子考古學家 Christina Warinner 指,人類祖先要有效地成長出一個更大的大腦,需要能量高的食物,當中要含大量葡萄糖,但肉並非葡萄糖的好來源;而許多現存的狩獵採集部落會收集的高澱粉植物,是葡萄糖的極好來源。

其中一隻團隊所用的尼人牙齒。
Credit: Werner Siemens Foundation/Felix Wey

其中一隻團隊所用的尼人牙齒。
Credit: Werner Siemens Foundation/Felix Wey

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為了弄清楚口腔細菌能否追踪飲食或環境的變化, Warinner 的團隊研究了 124 顆生活在至少 10,000 年前尼人、黑猩猩、大猩猩與吼猴 (howler monkey) 等的牙齒上所附著的細菌。其中一個樣本來自塞爾維亞 Pešturina 洞穴、有 10 萬年歷史的尼人牙齒,當中所檢得的口腔細菌基因組是迄今最古老的。

團隊指,農業發明前的人類和尼人口腔中的細菌群落非常相似。特別是兩者的口腔大量含有一組不尋常鏈球菌 (Streptococcus) ,該些微生物具有與人類唾液中一種稱為澱粉酶 (amylase) 的酵素結合的特殊能力,可將澱粉類食品中的糖份釋放出來。團隊的結論是,在尼人和智人牙齒上有這些細菌,而其他靈長類沒有,證明他們有吃更多高澱粉食物。

發現也表明,尼人和智人從 60 萬年前的共同祖先繼承了該些細菌。雖然此前有研究發現尼人會吃草、塊莖和煮熟的大麥,但新研究表明他們吃大量澱粉,從而大大改變了口腔細菌的組成。

Carmody 指,由於澱粉酶能有效地消化熟澱粉,研究也顯示在 60 萬年前,煮熟食物也很普遍。學界一直爭論,當大腦在將近 200 萬年前開始變大時,煮食是否會變得普遍,抑或是在大腦容量第二次增長後才逐漸普及。

來源:
Science, Neanderthals carb loaded, helping grow their big brains, 10 May 2021

報告:
Yates, J.A., Velsko, I.M., Aron, F. & et al. (2021). The evolution and changing ecology of the African hominid oral microbiome. PNAS May 18, 2021 118 (20) e2021655118. doi: 10.1073/pnas.2021655118

文/Alan Chiu 

 

 

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