רקמת המוח היא מהיקרות ביותר מבחינה אנרגטית בגוף, וכתוצאה מכך, יונקים בעלי מוח גדול יותר דורשים יותר אנרגיה כדי לתמוך בצמיחה ותחזוקה של המוח. לא ברור בדיוק אילו שינויים ביולוגיים אפשרו לאבות האדם לענות על הצרכים הגבוהים מאוד לאנרגיה כשהם פיתחו מוחות גדולים יותר. מחקר חדש של אוניברסיטת נורת'ווסטרן מצביע על תפקידם של חיידקים במעיים, אורגניזמים חיים זעירים במערכת העיכול שלנו המסייעים בפירוק מזון ולייצר אנרגיה.
בניסוי מעבדה מבוקר, חוקרים השתילו חיידקים משני מיני פרימטים בעלי מוח גדול (קוף אדם וקוף סנאי), ומזן פרימטים אחד בעל מוח קטן (מקאק), בעכברים.
הממצאים שלהם הראו שהעכברים עם חיידקים ממינים בעלי מוח גדול הפיקו והשתמשו יותר באנרגיה, בעוד שאלה עם חיידקים ממין המוח הקטן אוגר יותר אנרגיה כשומן.
הנתונים הם הראשונים שהראו חיידקי מעיים ממינים שונים של בעלי חיים בצורת וריאציות בביולוגיה בין מיני בעלי חיים ותומכים בהשערה שחיידקי מעיים עשויים להשפיע על האבולוציה על ידי שינוי אופן פעולת הגוף של בעל חיים.
המחקר מציע נקודת מבט חדשה על האבולוציה האנושית, במיוחד על האבולוציה של המוח הגדול שלנו.
הממצאים יפורסמו בכתב העת גנומיקה מיקרוביאלית ב-2 בדצמבר בשעה 22:00 CST.
מחקרים קודמים השוו את השפעת הגנים והסביבה על פרימטים עם מוח גדול יותר וקטן יותר. עם זאת, ישנם מעט מאוד מחקרים המשווים כיצד פרימטים שונים משתמשים באנרגיה. עוד פחות מידע זמין על האופן שבו מתפתח חילוף החומרים במינים שונים של פרימטים.
אנו יודעים שקהילת החיידקים החיים במעי הגס יכולה לייצר תרכובות המשפיעות על היבטים של הביולוגיה האנושית -; למשל, גרימת שינויים בחילוף החומרים שיכולים להוביל לעמידות לאינסולין ולעלייה במשקל".
קתרין אמאטו, המחברת הראשונה של המחקר, פרופסור חבר לאנתרופולוגיה ב-Northwestern
"השונות במיקרוביוטה של המעי היא מנגנון שלא נחקר בו חילוף החומרים של פרימטים יכול להקל על דרישות אנרגטיות שונות של המוח", אמר אמאטו.
לאחר החדרת חיידקי המעי לעכברים נטולי חיידקים, החוקרים מדדו שינויים בפיזיולוגיה של העכבר לאורך זמן, כולל עלייה במשקל, אחוזי שומן, גלוקוז בצום, תפקודי כבד ותכונות נוספות. הם גם מדדו הבדלים בסוגי החיידקים ובתרכובות שהם מייצרים בכל קבוצת עכברים.
החוקרים ציפו למצוא חיידקים מפרימטים שונים יובילו להבדלים בביולוגיה של העכברים שחוסנו איתם. הם גם ציפו שלעכברים עם חיידקים אנושיים יהיה ההבדל הגדול ביותר בביולוגיה לעכברים עם חיידקים משני המינים האחרים.
"בעוד שראינו שלעכברים שחוסנו בבני אדם יש כמה הבדלים, הדפוס החזק ביותר היה ההבדל בין פרימטים בעלי מוח גדול (בני אדם וקופי סנאי) לבין פרימטים בעלי מוח קטן יותר (מקאק)", אמר אמאטו.
לעכברים שקיבלו חיידקים מבני האדם ומקופי הסנאים הייתה ביולוגיה דומה, למרות ששני מיני הפרימטים בעלי המוח הגדול יותר אינם קרובי משפחה אבולוציוניים קרובים זה לזה. זה מרמז על משהו אחר מלבד מוצא משותף -; סביר להניח שהתכונה המשותפת שלהם של מוח גדול מניעה את קווי הדמיון הביולוגיים שנראו בעכברים שחוסנו בחיידקים שלהם.
"ממצאים אלה מצביעים על כך שכאשר בני אדם וקופי סנאי שניהם בנפרד פיתחו מוחות גדולים יותר, הקהילות המיקרוביאליות שלהם השתנו בדרכים דומות כדי לעזור לספק את האנרגיה הדרושה", אמר אמאטו.
במחקרים עתידיים, החוקרים מקווים להפעיל את הניסוי עם חיידקים ממינים נוספים של פרימטים המשתנים בגודל המוח. הם גם רוצים לאסוף מידע נוסף על סוגי התרכובות שהחיידקים מייצרים ולאסוף נתונים נוספים על התכונות הביולוגיות של המארחים כמו תפקוד והתנהגות חיסונית.
