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人的大脑和身体质量

通过戴夫•阿姆斯特朗- 2012年10月24日格林尼治时间17:58:0
人的大脑和身体质量

“嘿,厨师在哪里”(用早期人类的语言)-原始的男人形象;信贷:©伤风

我们有亲戚和祖先,他们不得不在一天吃太多的生食物,他们晚上不能睡觉。巴西的研究人员在向我们遥远的祖先居住的世界介绍时发现,早在古生物学家认为可能之前,火和/或烹饪就已经发展成为我们的饮食,大约170万年前。

“如果你只吃生的食物,一天中就没有足够的时间来获得足够的卡路里来构建这么大的大脑,”该报告的合著者、神经科学家苏珊娜·赫尔库拉诺-乌泽尔引用道。“多亏了烹饪,我们可以负担得起更多的神经元。”至少,一场关于日期的战斗可能会打响。

伊利诺斯州芝加哥菲尔德博物馆的古人类学家罗伯特·马丁说,这项研究“提供了第一个证据,证明生食饮食的代谢限制限制了灵长类动物大脑或身体的生长大小”。他说,他认为烹饪是否导致了大脑体积的增加,“尚无定论”直立人考古学家发现真正的壁炉只有80万年前,而大脑的大小也在60万年前增加了,所以他说的有道理!

灵长类动物吃生食时的大脑神经元数量和体重

美国国家科学院学报(PNAS)

上图:进食生食的灵长类动物的大脑神经元数量和体重。每条曲线代表身体和大脑的能量需求等于能量摄入的数值组合(给定一定的每日进食时数如所示)。每条曲线下的阴影区域显示了体重和大脑神经元数量的可行组合,这些灵长类动物每天进食的时间为5小时、6小时、8小时或10小时。人类并没有显示在这张图上,而是出现在下一张图上。

里约热内卢联邦大学的Karina Fonseca-Azevedo和Suzana Herculano-Houzel以及巴西国家研究院Neurociência transacional, São Paulo在《圣保罗》杂志上发表了他们的研究美国国家科学院院刊《美国科学院学报》(PNAS)。

这里的图表显示,大脑的大小随着体重的增加而增加,但这个大小并不总是意味着更大的大脑,就像大猩猩所显示的那样。虽然我们看起来有一个巨大的大脑,与我们的体型相比,另一个灵长类动物(除了大猩猩)拥有一个相当于它们很小的大脑(一个8克的大脑)或黑猩猩的大脑(一个大的大脑)的大脑。这个倒立的u型标志着喂食的小时数不仅仅与体重有关。它还会影响大脑的大小(以神经元计算)。

令人惊讶的是,我们相对较小的大脑消耗了我们20%的能量(在其他灵长类动物中更少)。这意味着你必须用你的进食时间来换取更大的体型或更大的大脑。什么选择!从这项研究来看,大猩猩似乎处于劣势,可能是因为它们的巨人症。理论上,它们需要进食8.8小时,但实际上,正常情况下,它们只需要7.8小时。这个问题的答案似乎在于观察到的大猩猩每天要在极端条件下进食10小时——谁知道为什么会有这样的差异呢?当然,这个物种似乎是在身体大小和大脑大小的限制(注意,大脑是如何比预期的灵长类动物的大小)。

下一幅图巧妙地展示了大脑质量和大脑大小或神经元数量之间的关系。如果你想要拥有人类的900亿个神经元,那么一只大猩猩必须每天觅食超过10个小时,否则就会失去大量的质量。脑细胞数量的每增加似乎都在急剧增加每天的进食时间。灵长类动物要“负担”一个相当于其质量2%的大脑所需的能量(平均百分比或0.4到4%的范围),将给每天8小时的大猩猩一个42.4公斤的身体和490亿个神经元。如果每天只睡6个小时,大猩猩的体重就会减少到14.3公斤,需要170亿个神经元。所有这些当然会导致人类进化辩论。头骨化石为我们提供了揭示早期情况的数据。”古人类“我们有300 - 400亿个神经元,这些神经元每天工作7个小时,产生他们估计的体重。直立人作为第一个“大大脑”,每天需要超过8个小时来喂养他的620亿个神经元。假设这些物种吃生的食物,后来的物种如穴居人而我们自己每天需要超过9个小时。今天的类人猿没有花那么长的时间进食,所以我们不得不假设这个等式中缺少了什么。那就是,“多亏了烹饪,我们可以负担得起更多神经元。”

每天维持一定数量的神经元和身体质量所需的进食时间

美国国家科学院学报(PNAS)

上图:每天维持一定数量的神经元和身体质量所需的进食时间。这条水平线表明,如果每天的喂食时间保持不变,大脑神经元的数量就会减少。8 h/d的线表示类人猿每天的平均最大摄食小时数,10 h/d的线表示每天可以摄食的最大摄食小时数。

当我们面对这一事实时,就意味着我们必须重新审视人类的进化。我们的祖先比我们想象的更先进吗?几乎可以肯定——即使他们不使用“hearths”。我们每天要花9.3个小时来维持简单的生食,而除了大猩猩,其他动物的正常生活时间都少于8个小时。现在去想想一个没有壁炉,但有火的“猿猴”是如何进化成一个脑箱而不被手指灼伤的!用大脑吗?

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