Σε κριτική που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Βιολογία της επικοινωνίαςΕρευνητές στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής περιέγραψαν τον πιθανό ρόλο και τα οφέλη των τροφίμων που έχουν υποστεί εξωτερική ζύμωση στην ενεργοποίηση της επέκτασης του εγκεφάλου των ανθρωποειδών. Συζήτησαν επίσης την επεξηγηματική δύναμη της «υπόθεσης εξωτερικής ζύμωσης» και εξέτασαν σχετικές διατροφικές πρακτικές σε διάφορους ανθρώπινους πολιτισμούς.
Πηγή εικόνας: Busker909 / Shutterstock
Ιστορικό
Ο όγκος του ανθρώπινου εγκεφάλου έχει τριπλασιαστεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Αν και η διεύρυνση του εγκεφάλου έχει μελετηθεί ως προς την έκταση και το χρόνο της, οι μηχανισμοί που διέπουν αυτήν την αλλαγή είναι ελάχιστα κατανοητοί. Για το σκοπό αυτό έχουν διατυπωθεί διάφορες υποθέσεις. Η «υπόθεση του ακριβού ιστού» υποδηλώνει ότι η αύξηση του μεγέθους του ανθρώπινου εγκεφάλου απαιτούσε ανακατανομή των πόρων από το πεπτικό σύστημα. Αυτό φαίνεται από το γεγονός ότι ο ανθρώπινος γαστρεντερικός σωλήνας είναι 60% μικρότερος σε σύγκριση με αυτόν των πρωτευόντων. Ωστόσο, επειδή το ίδιο το έντερο είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών, άλλες μελέτες υποδεικνύουν ότι ένας μεγαλύτερος εγκέφαλος θα μπορούσε να υποστηρίξει την καθαρή φυσική κατάσταση μόνο εάν το ενεργειακό κόστος προσαρμόστηκε μέσω διατροφικών αλλαγών, όπως η αυξημένη κατανάλωση κρέατος ή κονδύλων. Μια άλλη διατροφική αλλαγή μπορεί να ήταν το μαγείρεμα, το οποίο παρείχε επαρκείς θερμίδες και θρεπτικά συστατικά για να υποστηρίξει τη διεύρυνση του εγκεφάλου και τη μείωση του μεγέθους του εντέρου. Ωστόσο, η ελεγχόμενη χρήση της φωτιάς θα απαιτούσε ένα ορισμένο επίπεδο γνωστικής ικανότητας που μπορεί να μην υπάρχει σε ανθρωπίνες με χαμηλότερη αναλογία εγκεφάλου προς σώμα.
Δεδομένων των περιορισμών των παραπάνω υποθέσεων, παραμένει ένα κενό στην κατανόησή μας σχετικά με τα ερεθίσματα της αρχικής εγκεφαλοποίησης. Για την αντιμετώπιση αυτής της ανάγκης, στην παρούσα ανασκόπηση, οι ερευνητές πρότειναν την «υπόθεση εξωτερικής ζύμωσης» και συζήτησαν τα στοιχεία που την υποστηρίζουν.
Εσωτερική ζύμωση
Στον ανθρώπινο γαστρεντερικό σωλήνα, ιδιαίτερα στο παχύ έντερο, τα συμβιωτικά βακτήρια διασπούν τα οργανικά συστατικά των τροφίμων σε θρεπτικά συστατικά όπως τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας, μια διαδικασία που ονομάζεται εσωτερική ζύμωση. Παρέχει πρόσθετη ενέργεια από άπεπτες φυτικές ίνες, βελτιώνει την απορρόφηση βιταμινών και μετάλλων και επίσης επιτρέπει τη διάσπαση των αντιθρεπτικών παραγόντων (ANFs) που περιέχονται στη διατροφή.
Η εξωτερική ζύμωση και ο ρόλος της στην επέκταση του εγκεφάλου
Στην εξωτερική ζύμωση, από την άλλη, τα τρόφιμα διασπώνται λόγω βακτηρίων στο περιβάλλον ή στην επιφάνεια του φαγητού. Η εξωτερική ζύμωση προσφέρει παρόμοια οφέλη με την εσωτερική ζύμωση. Βελτιώνει την υγεία του εντέρου του ξενιστή συμβάλλοντας στη μικροχλωρίδα, βελτιώνοντας την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών, αυξάνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών με τη διάσπαση των ANFs και βοηθώντας στη μετατροπή των τοξικών ουσιών σε βρώσιμο υλικό. Επιπλέον, η εξωτερική ζύμωση βελτιώνει την ανοσία του ξενιστή καθώς τα προβιοτικά βακτήρια που καταπίνονται αποικίζουν το έντερο και εμποδίζουν τα παθογόνα να εγκατασταθούν στο περιβάλλον.
Μια σχηματική αναπαράσταση της υπόθεσης της εξωτερικής ζύμωσης.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, υπήρξε σημαντική μείωση στο μέγεθος του παχέος εντέρου κατά 74% κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, υποδηλώνοντας μειωμένη ανάγκη διάσπασης των φυτικών τροφών. Η υπόθεση της εξωτερικής ζύμωσης υποδηλώνει ότι αυτή η αλλαγή θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι μια προσαρμογή μετά την κατανάλωση τροφίμων που έχουν υποστεί εξωτερική ζύμωση.
Η σκοπιμότητα της εξωτερικής ζύμωσης έχει συζητηθεί περαιτέρω, με την υπόθεση ότι οι πρώιμες ανθρωπίνες μπορεί να μετέφεραν και να είχαν αποθηκεύσει τρόφιμα, προκαλώντας έτσι ακούσια εξωτερική ζύμωση. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η πρακτική μπορεί να έχει εξελιχθεί σε ένα πολιτισμικά ενισχυμένο φαινόμενο, συμβάλλοντας στην επέκταση του εγκεφάλου και στη γνωστική ανάπτυξη των ανθρωπίνων.
Επεξηγηματικά πλεονεκτήματα της παρούσας υπόθεσης έναντι άλλων
Εντοπίστηκαν αρκετά επεξηγηματικά πλεονεκτήματα της υπόθεσης της εξωτερικής ζύμωσης έναντι των προηγούμενων υποθέσεων. Σε σύγκριση με διατροφικές αλλαγές, όπως η συγκομιδή κονδύλων, η κατανάλωση κρέατος και το μαγείρεμα, η κατανάλωση ξένων τροφών που έχουν υποστεί ζύμωση απαιτεί σημαντικά χαμηλότερες γνωστικές δεξιότητες. Τα τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση παρέχουν όλα τα οφέλη των μαγειρεμένων τροφίμων και δεν απαιτούν ιδιαίτερο σχεδιασμό, κοινωνικό συντονισμό ή προσοχή. Η ζύμωση φαίνεται να ανακαλύπτεται νωρίτερα από, για παράδειγμα, τη φωτιά που απαιτείται για το μαγείρεμα. Επιπλέον, οι πυρκαγιές πρέπει να διατηρούνται ενεργά, ενώ η ζύμωση είναι μια παθητική διαδικασία. Η ζύμωση είναι επίσης μια ευκολότερη εναλλακτική σε άλλες τεχνικές εντατικής συντήρησης τροφίμων. Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι οι ανθρωπίνοι με χαμηλότερες γνωστικές ικανότητες και μικρότερο εγκέφαλο μπορεί να έχουν πραγματοποιήσει τη ζύμωση πιο εύκολα από άλλες μεθόδους.
Τρέχουσες πρακτικές ζύμωσης
Η σημερινή τεχνολογία ζύμωσης είναι πολύπλοκη και διαδεδομένη. Οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο καταφέρνουν να ζυμώνουν όλα τα είδη τροφίμων από διαφορετικές πηγές κάτω από διαφορετικές κλιματικές συνθήκες και σε διαφορετικές χρονικές περιόδους. Οι ερευνητές συνέταξαν μια λίστα τέτοιων παραδειγμάτων και τα χρησιμοποίησαν ως απόδειξη της αληθοφάνειας, της πολιτισμικής αποδοχής και της καθολικότητας της ζύμωσης.
Έλεγχος της υπόθεσης
Για να ελέγξουν την υπόθεση της εξωτερικής ζύμωσης, οι ερευνητές προτείνουν διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της εξέτασης γενετικών αλλαγών που σχετίζονται με μεταβολικές, πεπτικές και ανοσολογικές διεργασίες που επηρεάζονται από την εξωτερική ζύμωση, ανάλυση γονιδίων οσφρητικού υποδοχέα για πιθανή θετική επιλογή που σχετίζεται με την ανίχνευση τροφών που έχουν υποστεί ζύμωση και τη μελέτη αλλαγών στην το ανθρώπινο μικροβίωμα εξωτερικής ζύμωσης σε σύγκριση με συγγενείς πιθήκων. Τονίζουν την ανάγκη για εμπειρική έρευνα, συμπεριλαμβανομένων μικροβιολογικών μελετών, συγκριτικών αναλύσεων και γενετικών και γονιδιωματικών μελετών, για να υποστηρίξουν ή να αντικρούσουν την υπόθεσή τους.
Δίπλωμα
Οι ερευνητές στην παρούσα ανασκόπηση προτείνουν την «υπόθεση εξωτερικής ζύμωσης», η οποία υποδηλώνει ότι η υιοθέτηση της τεχνολογίας ζύμωσης από τις πρώιμες ανθρωπίνες ήταν ένας βασικός μηχανισμός για την επέκταση του ανθρώπινου εγκεφάλου και τη συρρίκνωση του εντέρου. Υποδηλώνουν ότι η μετατροπή της εντερικής ζύμωσης σε εξωτερική πρακτική μπορεί να ήταν μια σημαντική καινοτομία που δημιούργησε τις μεταβολικές συνθήκες για την επιλογή της επέκτασης του εγκεφάλου. Η παρούσα ανασκόπηση παρέχει νέες γνώσεις για την εξέλιξη της ανθρώπινης διατροφής και την ανατομία του εντέρου και του εγκεφάλου και προσκαλεί σχόλια και πειραματικές δοκιμές για την περαιτέρω επικύρωση της υπόθεσης.