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現代人大腦為何比祖先大很多

張佳欣
2024年12月04日08:57 | 來源:科技日報
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原標題:現代人大腦為何比祖先大很多

人類的遠古祖先露西,生活在300萬至400萬年前。盡管露西的外貌已初具現代人類的雛形,且掌握了直立行走的技能,但她與現代智人之間仍存在著一個顯著的鴻溝:現代人的大腦體積是露西大腦的3倍有余。

想象一下,一頭成年豬的大腦重量在80—180克之間,做成腦花一碗就能裝得下。而一個成年人大腦平均重量約為1300—1400克。這不得不讓人們想到進化史上的一個重大問題,即為何人類的大腦會進化得如此龐大?

科學家早已知曉,腦組織是人體中耗能最高的組織之一,因此,有更大腦容量的哺乳動物需要攝取更多的能量,以支持大腦的生長和日常運作。然而,隨著大腦逐漸變大,人類遠古祖先究竟是通過哪些生物變化來滿足這一能量需求的?這一直是個困擾科學界的謎團。

近日,美國西北大學科學家揭示了這一謎團——秘密或許就隱藏在腸道內的微生物世界中。這些微小的生物居住在人們的消化系統中,不僅能幫助分解食物,還能產生能量。同時,腸道微生物還能產生影響人體生物學特征的化合物。例如,它們能夠引發新陳代謝的變化,從而導致胰島素抵抗和體重增加等。

科學家展開了一項巧妙的實驗。他們將來自兩種腦容量較大的靈長類動物(人類和鬆鼠猴),以及一種腦容量較小的靈長類動物(獼猴)的腸道微生物植入無菌小鼠體內。

結果令人震驚,植入腦容量較大靈長類動物的腸道微生物的小鼠,產生並消耗了更多能量。植入腦容量較小物種的腸道微生物的小鼠,則將更多的能量以脂肪的形式儲存了起來。這表明,腸道微生物能影響宿主的能量代謝模式,進而對其生物學特征產生影響。

盡管人類和鬆鼠猴在進化上並非近親,但攜帶其腸道微生物的小鼠卻表現出相似的生物學特征。這暗示著,很可能是大腦容量較大的這一共性特征,使得這些小鼠出現了相似的特征。

這項研究為理解人類進化,特別是大腦為何會變得如此巨大提供了新視角。它揭示了腸道微生物在生物進化中的重要作用,為探索生命的奧秘提供了新線索。

(責編:羅知之、陳鍵)
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