Jak żucie ukształtowało ludzką ewolucję?

Ludzie spędzają około 35 minut dziennie na żuciu. To daje ponad cały tydzień każdego roku. Ale to nic w porównaniu z czasem żucia naszych kuzynów: szympansy przeżuwają 4,5 godziny dziennie, podczas gdy orangutany 6,6 godziny.

Różnice między nawykami żucia a nawykami naszych najbliższych krewnych zapewniają wgląd w ewolucję człowieka. a Badanie opublikowane w środę w czasopiśmie Science Advances Bada, ile energii ludzie zużywają podczas żucia i w jaki sposób mogło to informować – lub informować – o naszej stopniowej transformacji w nowoczesnych ludzi.

Żucie, oprócz ochrony nas przed zadławieniem, sprawia również, że energia i składniki odżywcze zawarte w pożywieniu są bardziej dostępne dla układu pokarmowego. Ale akt żucia wymaga od nas wydatkowania energii. Adaptacje zębów, szczęk i mięśni odgrywają rolę w tym, jak dobrze przeżuwają ludzie.

Adam van Kastern, autor nowego badania i pracownik naukowy na Uniwersytecie w Manchesterze w Anglii, mówi, że naukowcy nie zagłębili się zbytnio w aktywne koszty żucia, po części dlatego, że w porównaniu z innymi rzeczami, które robimy, takimi jak chodzenie czy bieganie, cienki kawałek ciasta energetycznego. Ale nawet stosunkowo niewielkie zalety mogą odgrywać dużą rolę w ewolucji i chciał wiedzieć, czy tak jest w przypadku żucia.

Aby zmierzyć energię zużywaną na żucie, dr Van Castren i jego koledzy wyposażyli uczestników badania w Holandii w plastikowe folie, które wyglądały jak „hełm astronauty”, powiedział. Nasadki przymocowano do probówek do pomiaru tlenu i dwutlenku węgla z oddychania. Ponieważ procesy metaboliczne są napędzane tlenem i wytwarzają dwutlenek węgla, wymiana gazowa może być użyteczną miarą tego, ile energii coś pochłania. Następnie naukowcy podali badanym gumę do żucia.

Jednak uczestnicy nie otrzymali rodzaju glukokortykoidu; Bazy gumy do żucia były bez smaku i zapachu. Organy trawienne reagują na smaki i aromaty, więc naukowcy chcieli się upewnić, że mierzą tylko energię związaną z żuciem, a nie energię żołądka przygotowującego pyszny posiłek.

Badani żuli dwa kawałki gumy, jeden twardy i jeden miękki, po 15 minut każdy. Wyniki zaskoczyły badaczy. Miękka guma do żucia podniosła tempo metabolizmu uczestników o 10 procent wyższe niż podczas odpoczynku; Twarda guma powoduje 15-procentowy wzrost.

„Myślałem, że to nie będzie duża różnica” – powiedział dr Van Kastern. „Bardzo małe zmiany we właściwościach materiału przedmiotu, który żujesz, mogą spowodować bardzo duży wzrost wydatku energii, a to otwiera cały świat pytań”.

Ponieważ żucie twardszego jedzenia – lub w tym przypadku twardszej gumy – zużywa więcej energii, odkrycia te sugerują, że koszty metaboliczne żucia mogły odegrać ważną rolę w naszej ewolucji. Ułatwienie przetwarzania żywności poprzez gotowanie, miażdżenie żywności za pomocą narzędzi i uprawę upraw ulepszonych do jedzenia mogło zmniejszyć ewolucyjną presję, abyśmy byli super przeżuwaczami. Nasze zmieniające się potrzeby związane z żuciem mogły ukształtować kształt naszej twarzy.

„Jedną z rzeczy, których tak naprawdę nie byliśmy w stanie zrozumieć, jest to, dlaczego ludzka czaszka jest tak zabawna” – powiedział Justin Ledugar, antropolog biologiczny z East Tennessee State University, który nie był zaangażowany w badania. W porównaniu z naszymi najbliższymi krewnymi, nasz szkielet twarzy jest precyzyjnie zbudowany ze stosunkowo małych szczęk, zębów i mięśni żucia. „Wszystko to odzwierciedla zmniejszenie polegania na energicznym żuciu” – wyjaśnił.

Ale, dodał, nasze płaskie twarze i krótkie szczęki sprawiają, że gryziemy skuteczniej. „To sprawia, że ​​cały proces karmienia jest mniej kosztowny z metabolicznego punktu widzenia” – powiedział dr Ledugar. Ludzie wyewoluowali sposoby żucia bardziej inteligentnie i bez większych trudności. Dr Van Kastern, który ma nadzieję kontynuować swoje badania przy użyciu rzeczywistej żywności, mówi, że jest podekscytowany możliwością dowiedzenia się więcej o tym, jak ewoluowali ludzie.

„Poznanie środowiskowych, społecznych i żywieniowych powodów, dla których tu przybyliśmy, jest dla mnie nieskończenie interesujące”, powiedział, „ponieważ umożliwia ludzkości „próbę pracy na mglistej ścieżce przyszłości”.