現代人大腦為何比祖先大很多

研究表明腸道微生物群可能影響能量的利用，從而進化出更大的大腦。圖片來源：美國西北大學

人類的遠古祖先露西，生活在300萬至400萬年前。盡管露西的外貌已初具現代人類的雛形，且掌握了直立行走的技能，但她與現代智人之間仍存在著一個顯著的鴻溝：現代人的大腦體積是露西大腦的3倍有余。

想象一下，一頭成年豬的大腦重量在80—180克之間，做成腦花一碗就能裝得下。而一個成年人大腦平均重量約為1300—1400克。這不得不讓人們想到進化史上的一個重大問題，即為何人類的大腦會進化得如此龐大？

科學家早已知曉，腦組織是人體中耗能最高的組織之一，因此，有更大腦容量的哺乳動物需要攝取更多的能量，以支持大腦的生長和日常運作。然而，隨著大腦逐漸變大，人類遠古祖先究竟是通過哪些生物變化來滿足這一能量需求的？這一直是個困擾科學界的謎團。

近日，美國西北大學科學家揭示了這一謎團——秘密或許就隱藏在腸道內的微生物世界中。這些微小的生物居住在人們的消化系統中，不僅能幫助分解食物，還能產生能量。同時，腸道微生物還能產生影響人體生物學特征的化合物。例如，它們能夠引發新陳代謝的變化，從而導致胰島素抵抗和體重增加等。

科學家展開了一項巧妙的實驗。他們將來自兩種腦容量較大的靈長類動物（人類和松鼠猴），以及一種腦容量較小的靈長類動物（獼猴）的腸道微生物植入無菌小鼠體內。

結果令人震驚，植入腦容量較大靈長類動物的腸道微生物的小鼠，產生并消耗了更多能量。植入腦容量較小物種的腸道微生物的小鼠，則將更多的能量以脂肪的形式儲存了起來。這表明，腸道微生物能影響宿主的能量代謝模式，進而對其生物學特征產生影響。

盡管人類和松鼠猴在進化上并非近親，但攜帶其腸道微生物的小鼠卻表現出相似的生物學特征。這暗示著，很可能是大腦容量較大的這一共性特征，使得這些小鼠出現了相似的特征。

這項研究為理解人類進化，特別是大腦為何會變得如此巨大提供了新視角。它揭示了腸道微生物在生物進化中的重要作用，為探索生命的奧秘提供了新線索。