Люди - це людиноподібні мавпи з найвищою енергією, що робить нас розумнішими, але також і товстішими

Енн Гіббонс, травень. 4, 2016, 13:00

робить

Можливо, ми не шалемо поїхати в понеділок вранці, але люди - це Зайці-енергетики світу приматів. Це висновок нового дослідження, яке вперше точно визначає, скільки калорій спалюють люди та мавпи щодня. Порівняно з шимпанзе та іншими мавпами, наші оновлені внутрішні двигуни спалюють калорії на 27% швидше, за даними газети Nature, яка відбулася цього тижня. Цей вищий рівень метаболізму забезпечує швидке підживлення енергоємних клітин мозку, підтримуючи наш більший мозок. І щоб у нас не вистачало газу, коли їжі не вистачає, дослідження також виявило, що люди товстіші за інших приматів, що дає нам запаси енергії, які ми можемо використовувати в нежирний час.

"Чудова річ тут вперше показує, що у нас вищий рівень метаболізму, і ми використовуємо більше енергії", - говорить палеоантрополог Леслі Айелло, президент Фонду антропологічних досліджень Веннера-Грена в Нью-Йорку. "Люди під час еволюції ставали все більш і більш гіперметаболічними", - каже біологічний антрополог Карел ван Шайк з Цюріхського університету в Швейцарії. "Ми підняли термостат."

Протягом десятиліть дослідники припускали, що "не було ніяких відмінностей у швидкості спалення калорій різними видами", говорить біологічний антрополог Герман Понцер з коледжу Хантер у Нью-Йорку, провідний автор нового дослідження. Порівнюючи людей та інших приматів, вони побачили незначну різницю в базальному рівні обміну речовин, що відображає загальну кількість калорій, що використовуються нашими органами, коли ми відпочиваємо.

Але багато в чому ми не схожі на інших мавп: наш мозок принаймні втричі більший, і ми виробляємо більше дітей за коротші проміжки часу - обидва споживають більше енергії. "Це було відкритим питанням - як ми робимо всі ці дорогі справи?" - каже Понцер.

Протягом останніх 2 десятиліть дослідники шукали відповіді на компроміси між потребами енергії в різних частинах людського тіла. Наприклад, Айелло та її колеги припустили, що коли наш мозок почав різко розширюватися приблизно 1,6 мільйона років тому, наш прямий предок Homo erectus еволюціонував у меншій кишці, що забирала менше енергії (Science, 15 червня 2007, с. 1560). Інші команди припускали, що люди зменшували м’язову масу, щоб економити енергію; більш ефективно ходив і бігав; або отримуйте зайві калорії швидше, харчуючись більш якісною дієтою, готуючи їжу, щоб скоротити енергію, витрачену на травлення, і ділитися їжею. Справді, здавалося, не бракує людських пристосувань, які економлять енергію.

Потім, у 2010 р., Дослідники вперше почали точно вимірювати загальні енергетичні витрати мавп (ТЕЕ), а не лише їхню норму спокою. Орангутани піднесли перший сюрприз: у них несподівано низький рівень метаболізму, говорить Понцер.

Тож він і приматолог Стівен Росс із зоопарку Лінкольна в Чикаго, штат Іллінойс, взялися за вимірювання ТЕЕ безпосередньо у якомога більшій кількості мавп у 14 зоопарках та двох мавпиних заповідниках у США та Африці. Вони годували 27 шимпанзе, вісім бонобо, 10 горил та 11 орангутагів водою, міченою певними ізотопами водню та кисню. Потім вони виміряли ці два ізотопи в сечі мавп, щоб побачити, як це співвідношення змінювалось з часом. Співвідношення показує, скільки вуглекислого газу утворила тварина, що відображає, скільки калорій вона спалила. Ця техніка є "золотим стандартом" для метаболічних досліджень, і дослідники зробили "приголомшливу роботу", використовуючи її для порівняння загальної кількості калорій, що щодня спалюють людиноподібні мавпи та люди, каже біологічний антрополог Вільям Леонард з Північно-західного університету в Еванстоні, штат Іллінойс.

Команда використовувала той самий метод на 141 дорослому з п'яти груп населення у всьому світі. Взявши до уваги розмір тіла, вони виявили, що люди в середньому на день отримують приблизно на 400 калорій більше, ніж шимпанзе та бонобо - на 635 калорій більше, ніж горили, і на 820 калорій більше, ніж орангутаги. Це означало, що люди в середньому спалювали на 27% більше енергії в день, ніж шимпанзе.

Хоча в ідеалі всі дані надходитимуть від тварин у дикій природі, інші дослідження показали, що рівень ТЕЕ у мавп, що перебувають у неволі та диких мавп, приблизно однаковий, незалежно від рівня активності, зазначає Ван Шайк. Щоб забезпечити безпеку, дослідження зіставило порівняно малорухливих людей з мавпами-полонянками.

Команда також вимірювала жир в організмі людей та інших приматів, аналізуючи ізотопи в сечі, виявивши, що у людей значно більше жиру, ніж навіть у цих тварин із зоопарку. "Якщо ви збираєтеся швидше спалювати паливо, вам краще мати резервний бак", - каже Понцер. Як тільки ранні гомініни посилили свій метаболізм і виросли більшими мізками, за його словами, природний відбір сприяв би не тільки більш товстим особам, але і меншим кишкам та іншим енергозберігаючим пристосуванням, таким як приготування їжі та ефективна ходьба.

"Що фантастично в цій роботі, так це те, що Герман та його колеги ефективно інтегрували всі попередні ідеї в єдину теорію енергетики та еволюції людських характеристик", - говорить Айелло. Ван Шайк погоджується. "У наші системи повинно потрапляти більше енергії", - говорить він. "Тепер [Понцер] виміряв це, і все це поєднується".

Далі на порядку денному Понцера - спробувати з’ясувати, як і коли предки людини посилювали свій метаболізм вище рівня наших предків-мавп, наприклад, аналізуючи темпи росту кісток у скам’янілостях. Це особливо інтригує Айелло. "Я б дуже хотіла знати, - каже вона, - коли викопні гомініди жирували?"