Размер мозга человека может зависеть от величины кишечника

В недавно проведенном исследовании рассматривается новый подход к пониманию этой тайны. Авторы исследования обращают внимание на внутренние органы человека. Возможно, секрет нашего большого мозга заключается в микроорганизмах, которые помогают организму перерабатывать пищу и получать энергию. Результаты исследования были опубликованы 2 декабря в журнале Microbial Genomics.

Микробы в кишечнике

Мозговая ткань требует значительных энергетических затрат для организма. Животным с более крупным мозгом, таким как люди, слоны, киты и дельфины, необходимо больше энергии для поддержки его роста и общего функционирования. В более ранних исследованиях изучалось влияние различных генов и окружающей среды на приматов с большими и меньшими мозгами. Однако существует меньше информации о том, как разные виды приматов используют энергию и как развивается их метаболизм.

— Мы знаем, что сообщество микробов, живущих в толстом кишечнике, может производить соединения, которые влияют на биологические процессы в организме человека. Например, они могут вызывать изменения в метаболизме, которые могут привести к резистентности к инсулину и набору веса. Изменения в микробиоте кишечника — это неизученный механизм, с помощью которого метаболизм приматов может удовлетворять различные энергетические потребности мозга, — говорит Кэтрин Амато, соавтор исследования и биологический антрополог Северо-Западного университета.

Энергия на поддержание мозга

В ходе контролируемого эксперимента Амато и группа ученых ввели микробы двух видов приматов с большими мозгами (человека и беличьей обезьяны) и одного вида приматов с маленьким мозгом (макаки) лабораторным мышам. После этого они изучали изменения в физиологии мышей с течением времени. Эти изменения включали набор веса, процентное содержание жира, уровень глюкозы натощак, функции печени и другие показатели. Команда также измеряла различия в типах микробов и соединениях, которые вырабатывали мыши.

Изначально ученые ожидали, что микробы, полученные от разных приматов, приведут к различиям в биологии мышей. Они также предполагали, что мыши с человеческими микробами будут значительно отличаться от мышей с микробами беличьих обезьян или макак. Однако они обнаружили, что мыши с микробами, полученными от приматов с большими мозгами, вырабатывали и использовали больше энергии, в то время как мыши с микробами от приматов с маленькими мозгами накапливали больше энергии в виде жира.

— Хотя мы и заметили некоторые различия у мышей, зараженных человеческими микробами, наиболее заметной была разница между приматами с большим мозгом (людьми и беличьими обезьянами) и приматами с меньшим мозгом (макаками), — рассказывает Амато.

Эволюция начинается с кишечника?

У мышей, которым ввели микробы, полученные от людей и игрунок, была схожая биология, несмотря на то, что эти два вида приматов с большими мозгами не являются близкими эволюционными родственниками. По мнению команды, это свидетельствует о том, что не только общее происхождение, но и, возможно, большой размер мозга являются причиной биологического сходства, наблюдаемого у мышей, которым ввели их микробы. Эти данные также показывают, что микроорганизмы в кишечнике у разных видов животных влияют на биологические различия. Они подтверждают гипотезу о том, что микроорганизмы в кишечнике могут влиять на эволюцию, изменяя функционирование организма животного. Например, они могут использовать энергию микроорганизмов в кишечнике для поддержания размера мозга, а не накапливать ее в виде жира.

— Эти результаты показывают, что, когда у людей и беличьих обезьян независимо друг от друга развился более крупный мозг, их микробные сообщества изменились схожим образом, чтобы обеспечить необходимую энергию, — заключил Амато.

В будущих исследованиях команда надеется провести тот же эксперимент с использованием микробов других видов приматов, различающихся по размеру мозга. Они также хотели бы собрать больше данных о типах соединений, которые вырабатывают микробы, и биологических особенностях хозяев, таких как иммунная функция и поведение.

У человекообразных обезьян могут быть когнитивные основы для языка. Возникает вопрос: почему они не создали свои собственные языки? Подробнее об этом читайте в материале 56orb.