Mózg pozbawił nas siły?

Badania nad ewolucją naszego metabolizmu przyniosły bardzo intrygujące odkrycie.

Kulturyści

Nie ma się co napinać. Makakowi i tak nie zaimponujemy. Fot. istolethetv, Creative Commons

Międzynarodowy zespół naukowców z Niemiec, Chin, USA i Japonii starał się lepiej poznać zmiany, jakie zaszły podczas ewolucji w naszym metabolomie, a więc zestawie wszystkich metabolitów w organizmie. Metabolity to związki organiczne i nieorganiczne produkowane przez nasze komórki. Zalicza się do nich cukry, witaminy, aminokwasy i neuroprzekaźniki.

Naukowcy porównywali ze sobą metabolom ludzi, szympansów, makaków i myszy. Znając przybliżony czas rozdzielenia się przodków tych ssaków byli w stanie szacować szybkość ewolucji metabolomu w różnych tkankach badanych organizmów. – Metabolity są bardziej dynamiczne niż genom i mogą dać nam dużo więcej informacji o tym, co czyni nas ludźmi – tłumaczy cel takich badań dr Philipp Khaitovich z CAS-MPG Partner Institute for Computational Biology w Szanghaju (Chiny).

Okazało się, że metabolom naszego mózgu ewoluował cztery razy szybciej niż u szympansów. Nie jest to żadnym zaskoczeniem. Mózg człowieka jest zdecydowanie większy, niż u naszych najbliższych żyjących krewniaków, pochłania dużo więcej energii i zmiany w tym organie są powszechnie wskazywane jako przyczyna naszego sukcesu ewolucyjnego i cywilizacyjnego. Głównym celem badań było właśnie sprawdzenie, jakie procesy metaboliczne były związane z ewolucją ludzkiego mózgu.

Naukowców całkowicie jednak zaskoczyło to, co ujawniły analizy metabolomu tkanki mięśniowej. Badacze uwzględnili ją w analizach jako tkankę kontrolną dla mózgu, gdyż nie spodziewali się tutaj wielkich zmian. Tymczasem okazało się, że w naszych mięśniach zaszło 10 razy więcej metabolicznych zmian niż u szympansów!

Naukowcy nie byli pewni, czy czasem za wynik nie odpowiada nasz obecny kanapowy styl życia, więc wybrali grupę makaków, którym ograniczyli możliwości aktywności fizycznej i podawali bardziej śmieciowe jedzenie. Po kilku tygodniach okazało się jednak, że różnice w metabolizmie między nimi a bardziej aktywnymi i zdrowiej odżywianymi makakami nie były istotne.

Wygląda więc na to, że unikatowy jest nie tylko nasz mózg, ale też mięśnie, które w dodatku ewoluowały jeszcze szybciej.

Naukowcy szukali przyczyn tego stanu rzeczy i doszli do wniosku, że może to być spowodowane przesunięciem wydatków energetycznych w naszym organizmie. Duży mózg zużywa bardzo dużo energii i jest możliwe, że nasi przodkowie musieli zabrać mięśniom część „paliwa”, która trafiła do mózgu.

Za taką hipotezą przemawiają różnice w sile ludzi i innych naczelnych o podobnej masie ciała. Dość powszechnie wiadomo, że szympansy i inne duże małpy są zdecydowanie silniejsze od nas.

Aby zweryfikować tę tezę, naukowcy przeprowadzili eksperyment, w którym porównywali siłę koszykarzy, wspinaczy, makaków i szympansów. Aktywni sportowcy sromotnie przegrali z trzymanymi w niewoli i nie poddanymi żadnemu specjalnemu treningowi małpami, których wyniki były ponad dwa razy lepsze niż ludzi.

Wiele wskazuje więc na to, że ludzie rzeczywiście poświęcili siłę na rzecz rozumu. – Nasze wyniki sugerują wyspecjalizowane zarządzanie energią u ludzi, które pozwala nam wygospodarować energię dla naszych wyjątkowych możliwości kognitywnych kosztem siły – uważa dr Katarzyna Bozek z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maksa Plancka w Lipsku (Niemcy).

Sprawa nie jest jednak pewna. Część uczonych komentujących wyniki badań uważa, że mogliśmy też poświęcić siłę na rzecz wytrzymałości naszych mięśni na długotrwały wysiłek. – Świat ludzkiej metabolomiki dopiero zaczyna odsłaniać nam swe sekrety – przyznaje dr Patrick Giavalisco z Instytutu Molekularnej Fizjologii Roślin Maksa Plancka w Golm.

Wyniki badań ukazały się w PLoS Biology

Bozek K, Wei Y, Yan Z, Liu X, Xiong J, et al. (2014) Exceptional Evolutionary Divergence of Human Muscle and Brain Metabolomes Parallels Human Cognitive and Physical Uniqueness. PLoS Biol 12(5): e1001871. doi:10.1371/journal.pbio.1001871

Komunikat prasowy PLoS, artykuł Science.

NędzaUjdzie w tłumieŚrednieDobreBardzo dobreRewelacja (Oddanych głosów: 19, średnia ocen: 5,89 na 6)
Loading...