深挖能量密码:“瘦小”的人类为什么比野生动物新陈代谢高得多?

时间:2024年11月21日
来源:PNAS

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一项新的研究表明,由于出汗,人类的新陈代谢速度超过了“沙发土豆”灵长类动物

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哈佛大学的一项新研究发现,人类的新陈代谢率比其他哺乳动物要高得多,包括我们的近亲猿和黑猩猩。研究人员说,拥有高休息和活跃的新陈代谢,使我们的狩猎采集祖先能够获得他们所需的所有食物,同时还能长出更大的大脑,活得更长,并提高他们的繁殖率。

研究报告的合著者、古人类学家、人类进化生物系生物科学教授Daniel Lieberman说:“人类在使用能量方面与我们迄今所知的任何生物都有天壤之别。”

周一发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的这篇论文挑战了此前的共识,即人类和非人类灵长类动物的代谢率要么相同,要么低于他们的体型。

研究人员使用一种新的比较方法,他们说这种方法可以更好地校正体型、环境温度和体脂,他们发现,与包括其他灵长类动物在内的大多数哺乳动物不同,人类已经进化到无需在休息和活跃代谢率之间进行能量纠结。

动物通过食物摄入卡路里,就像银行账户一样,它们把这些卡路里花在两大类代谢费用上:休息和身体活动。Lieberman说,在其他灵长类动物中,在休息和活跃代谢率之间存在着明显的权衡,这有助于解释为什么黑猩猩的大脑大,繁殖策略昂贵,寿命长,因此休息时代谢率高,是“沙发土豆”,他们每天大部分时间都在吃东西。

一般来说,动物在新陈代谢中消耗的能量最终会转化为热量,而热量在温暖的环境中很难散失。由于这种权衡,黑猩猩等动物在休息时的新陈代谢中消耗了大量的能量,而且它们也生活在温暖的热带环境中,因此它们的活动水平必须很低。

利伯曼实验室的高级研究员Andrew Yegian,说:“人类不仅提高了我们的静息代谢,甚至超过了黑猩猩和猴子,而且由于我们通过出汗排出热量的独特能力,我们也能够在不降低静息代谢率的情况下增加我们的身体活动水平。结果是,我们是一个能量上独特的物种。”

研究小组的分析表明,猴子和类人猿在进化过程中比其他同等体型的哺乳动物多消耗30%到50%的卡路里,而人类则更极端,比同等体型的哺乳动物多消耗60%的卡路里。

Yegian说:“我们开始质疑人类和其他灵长类动物是否可能有相对较低的总代谢率,这是其他研究人员提出的。我们试图想出一个更好的方法来分析它,使用商数。那就是我们踩油门的时候。”

研究小组——包括来自路易斯安那州彭宁顿生物医学研究中心和德国基尔大学的合作者——计划进一步调查不同人群之间的代谢差异。例如,自给自足的农民在没有机器帮助的情况下种植他们所吃的所有食物,他们的身体活动水平明显高于狩猎采集者和美国人等工业环境中的人。然而,所有的人类,无论活动水平如何,在静息代谢率上消耗的能量与他们的身体大小相似。

Yegian说:“我们真正感兴趣的是人类代谢率的变化,尤其是在当今世界,科技不断发展,体育活动水平却越来越低。既然我们进化成活跃的人,那么伏笔工作会如何改变我们的新陈代谢,从而影响健康呢?”

               

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