크고 유능한 인간의 뇌는 진화의 경이로움이지만, 그것이 어떻게 작은 영장류의 뇌에서 오늘날의 창의적이고 복잡한 기관으로 진화했는지는 미스터리입니다. 과학자들은 우리의 진화 조상이 언제 더 큰 뇌를 진화시켰는지 정확히 찾아낼 수 있는데, 우리 조상이 오스트랄로피테쿠스라고 알려진 두 발로 걷는 영장류에서 진화했을 때 뇌의 크기는 대략 3배로 늘어났습니다.
그러나 이러한 변화가 발생한 이유와 이를 촉발한 원인은 아직 파악하기 어렵습니다. 어떤 사람들은 불의 사용과 그에 따른 요리의 발명이 우리의 두뇌가 큰 조상들이 주인이 될 수 있을 만큼 충분한 영양분을 제공했다고 믿는 반면, 새로운 이론은 다른 종류의 불, 즉 발효를 지적합니다.
뇌 진화에서 식단의 역할
최근 Nature Communications Biology에 발표된 연구의 저자 중 한 명인 Erin Hecht는 우리의 뇌가 어떻게 성장하는지 이해하는 열쇠는 우리가 무엇을 먹고 어떻게 먹는지에 달려 있다고 말했습니다.
인간진화생물학 조교수는 "뇌 조직의 신진대사는 비용이 많이 들고, 계속 달리려면 많은 칼로리가 필요하며, 생존을 위한 충분한 에너지를 확보하는 것은 항상 대부분의 동물에게 문제가 되어 왔다"고 말했습니다. "그래서 뇌가 큰 아우트로피스가 생존하려면 식단이 바뀌어야 했습니다. 제안된 이론에는 이 인류 조상이 먹은 음식의 변화가 포함되며, 가장 인기 있는 이론은 요리의 발견으로 어떤 음식에서든 더 많은 칼로리를 얻을 수 있게 되었다는 것입니다."
그러나 이 이론의 문제는 불을 사용했다는 최초의 증거가 약 150만년 전, 즉 유인원의 뇌가 발달한 이후라는 점이다. "우리 조상의 두개골 용량은 250만년 전에 증가하기 시작했습니다. 보수적으로 말하면, 우리의 연대는 뇌 용량의 증가와 요리 기술의 출현 가능성 사이에 약 100만년의 간격이 있습니다"라고 논문의 공동 저자 중 한 명이며 현재 프랑스 Aix-Marseille 대학의 언어, 커뮤니케이션 및 뇌 연구소의 연구원인 Katherine L. Bryant는 설명했습니다. "식이 요법에서 발생한 모든 변화는 뇌가 더 커지기 시작하기 전에 일어나야 했습니다. 식습관의 다른 변화로 인해 뇌 크기에 대한 대사 제약이 풀렸음에 틀림없으며 발효가 이 요구 사항을 충족시키는 것으로 보입니다."
지난 몇 년 동안 연구자들은 썩은 고기를 먹는 것과 같은 다른 아이디어를 제안해 왔습니다. 새로운 논문에서 Hecht와 그녀의 팀은 다른 가설을 제안합니다. 저장(또는 보존) 식품은 발효되었으며, 이 "사전 소화" 식품은 더 큰 뇌에 연료를 공급하는 더 접근하기 쉬운 형태의 영양소를 제공하여 더 큰 뇌를 가진 조상이 자연 선택을 통해 생존하고 번성할 수 있도록 했습니다.
Hecht는 "이러한 변화는 반드시 의도적인 것이 아니라 사고였을 수도 있습니다"라고 말했습니다. "이것은 식품 저장의 의도하지 않은 부작용일 수 있습니다. 또한 시간이 지남에 따라 전통이나 미신으로 인해 발효를 촉진하거나 발효를 더욱 안정적이거나 신뢰할 수 있게 만드는 관행이 생겼을 수도 있습니다."
이 가설은 인간의 대장이 다른 영장류의 대장보다 상대적으로 작다는 사실에 의해 뒷받침되는데, 이는 인간이 화학적 발효 과정을 통해 분해된 식품에 적응했음을 시사합니다. 더욱이 발효식품은 유럽의 와인과 치즈부터 아시아의 간장과 낫토에 이르기까지 모든 문화와 모든 식품 범주에서 발견됩니다.
Hecht는 발효 식품과 비발효 식품에 대한 뇌의 반응에 대한 더 많은 연구가 도움이 될 수 있으며 아마도 고대 DNA를 사용하여 후각 및 미각 수용체에 대한 연구가 도움이 될 수 있다고 제안했습니다. 진화생물학자에게 있어 이러한 영역은 다른 연구자들이 활용할 수 있는 비옥한 영역입니다. (Hecht의 연구는 "뇌 회로가 복잡한 행동을 지원하기 위해 어떻게 진화하는지"에 초점을 맞추고 있으며 살아있는 인간과 개를 모두 연구합니다.)
연구가 계속됨에 따라 Bryant는 발효 식품이 광범위한 이점을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다. 그녀는 "이 가설은 또한 우리 과학자들에게 인간 건강에 대한 발효 식품의 역할과 건강한 장내 미생물군 유지에 대한 더 많은 이유를 제공합니다. 최근 몇 년 동안 장내 미생물군집을 신체 건강 및 정신 건강과 연결하는 많은 연구가 있었습니다"라고 말했습니다. "