支持產生更多代謝能量的微生物可能是大大腦進化的關鍵。
增強代謝能量產生的微生物可能在大大腦的進化中發揮了至關重要的作用。
- 第一項研究證明來自不同動物的腸道微生物物種它們的生物學形狀存在差異。
- 為人類進化，特別是大大腦的發育提供了新的見解。
- 帶有來自大腦靈長類動物腸道微生物的小鼠吃得更多，但生長速度更慢，積累的身體脂肪也更少。
- 這些小鼠體內多餘的能量被用來產生高水平的葡萄糖，這是大腦的主要燃料。
大腦能量需求和微生物影響
腦組織是體內能量消耗最高的組織之一，因此，大腦較大的哺乳動物需要更多的能量來支持大腦的生長和維持。究竟是哪些生物變化使人類祖先在進化出更大的大腦時能夠滿足對能量的極高需求，目前仍不清楚。一個新的西北大學研究指出了腸道微生物的作用，腸道微生物是我們消化系統中的微小生物體，有助於分解食物並產生能量。
在一項受控實驗室實驗中，研究人員將兩種大腦靈長類動物（人類和松鼠猴）和一種小腦靈長類動物（獼猴）的微生物植入小鼠體內。
他們的研究結果表明，攜帶大腦靈長類微生物的小鼠產生並使用了更多的能量，而攜帶小腦靈長類微生物的小鼠則以脂肪的形式儲存了更多的能量。
對理解進化的更廣泛影響
這些數據首次顯示來自不同動物物種的腸道微生物塑造了動物物種之間的生物學差異，並支持了腸道微生物可能通過改變動物身體的運作方式影響進化的假設。
這項研究為人類進化，特別是我們大腦的進化提供了新的視角。
研究結果將於今天（12 月 2 日）發表在期刊上微生物基因組學.
比較靈長類動物的能量利用和代謝發展
先前的研究比較了基因和環境對大腦較大和較小的靈長類動物的影響。然而，很少有研究比較不同靈長類動物如何使用能量。關於不同靈長類物種的新陳代謝如何發展的信息甚至更少。
“我們知道生活在大腸中的微生物群落可以產生影響人類生物學各個方面的化合物——例如，引起新陳代謝的變化，從而導致胰島素該研究的第一作者、西北大學人類學副教授凱瑟琳·阿馬託說。
阿馬託說：“腸道微生物群的變化是一種尚未探索的機制，靈長類動物的新陳代謝可以促進不同的大腦能量需求。”
將腸道微生物引入無微生物的小鼠後，研究人員測量了小鼠生理學隨時間的變化，包括體重增加、脂肪百分比、空腹血糖、肝功能和其他特徵。他們還測量了每組小鼠的微生物類型及其產生的化合物的差異。
觀察到的模式和結論
研究人員預計，來自不同靈長類動物的微生物會導致接種它們的小鼠的生物學差異。他們還預計攜帶人類微生物的小鼠與攜帶其他兩個物種微生物的小鼠在生物學上存在最大差異。
“雖然我們確實看到人類接種的小鼠存在一些差異，但最明顯的模式是大腦靈長類動物（人類和松鼠猴）和小腦靈長類動物（獼猴）之間的差異，”阿馬託說。
接受人類和松鼠猴微生物的小鼠具有相似的生物學特性，儘管這兩種大腦較大的靈長類動物在進化上並不是近親。這表明除了共同的祖先之外還有其他一些東西——可能是它們共同的大大腦特徵推動了接種了它們的微生物的小鼠的生物學相似性。
阿馬託說：“這些發現表明，當人類和松鼠猴分別進化出更大的大腦時，它們的微生物群落以類似的方式發生變化，以幫助提供必要的能量。”
未來的研究方向
在未來的研究中，研究人員希望用大腦大小不同的其他靈長類動物的微生物進行實驗。他們還希望收集有關微生物產生的化合物類型的更多信息，並收集有關宿主生物特徵（例如免疫功能和行為）的更多數據。
參考資料：《靈長類腸道微生物對宿主代謝的種間差異的貢獻》，作者：Elizabeth K. Mallott、Sahana Kithyar、Wan Lee、Derek Reiman、Hongmei in the Chitta、E. Alexandria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Waters，羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·沃特斯 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅倫·斯 (ronen s)。曼薩納雷斯、Guan-Yu yang、Maria Luisa Savo Sardaro、Statton、Lawrence E. Williams、yang Dai、James P. Curley、Chad R. Haney、Emma R. Liechty、Christopher W. Kuzawa 和 Katherine R. Amato，2024 年 12 月 2 日，微生物基因組學.
DOI：10.1099/mgen.0.001322
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增強代謝能量產生的微生物可能在大大腦的進化中發揮了至關重要的作用。
- 第一項研究證明來自不同動物的腸道微生物物種它們的生物學形狀存在差異。
- 為人類進化，特別是大大腦的發育提供了新的見解。
- 帶有來自大腦靈長類動物腸道微生物的小鼠吃得更多，但生長速度更慢，積累的身體脂肪也更少。
- 這些小鼠體內多餘的能量被用來產生高水平的葡萄糖，這是大腦的主要燃料。
大腦能量需求和微生物影響
腦組織是體內能量消耗最高的組織之一，因此，大腦較大的哺乳動物需要更多的能量來支持大腦的生長和維持。究竟是哪些生物變化使人類祖先在進化出更大的大腦時能夠滿足對能量的極高需求，目前仍不清楚。一個新的西北大學研究指出了腸道微生物的作用，腸道微生物是我們消化系統中的微小生物體，有助於分解食物並產生能量。
在一項受控實驗室實驗中，研究人員將兩種大腦靈長類動物（人類和松鼠猴）和一種小腦靈長類動物（獼猴）的微生物植入小鼠體內。
他們的研究結果表明，攜帶大腦靈長類微生物的小鼠產生並使用了更多的能量，而攜帶小腦靈長類微生物的小鼠則以脂肪的形式儲存了更多的能量。
對理解進化的更廣泛影響
這些數據首次顯示來自不同動物物種的腸道微生物塑造了動物物種之間的生物學差異，並支持了腸道微生物可能通過改變動物身體的運作方式影響進化的假設。
這項研究為人類進化，特別是我們大腦的進化提供了新的視角。
研究結果將於今天（12 月 2 日）發表在期刊上微生物基因組學.
比較靈長類動物的能量利用和代謝發展
先前的研究比較了基因和環境對大腦較大和較小的靈長類動物的影響。然而，很少有研究比較不同靈長類動物如何使用能量。關於不同靈長類物種的新陳代謝如何發展的信息甚至更少。
“我們知道生活在大腸中的微生物群落可以產生影響人類生物學各個方面的化合物——例如，引起新陳代謝的變化，從而導致胰島素該研究的第一作者、西北大學人類學副教授凱瑟琳·阿馬託說。
阿馬託說：“腸道微生物群的變化是一種尚未探索的機制，靈長類動物的新陳代謝可以促進不同的大腦能量需求。”
將腸道微生物引入無微生物的小鼠後，研究人員測量了小鼠生理學隨時間的變化，包括體重增加、脂肪百分比、空腹血糖、肝功能和其他特徵。他們還測量了每組小鼠的微生物類型及其產生的化合物的差異。
觀察到的模式和結論
研究人員預計，來自不同靈長類動物的微生物會導致接種它們的小鼠的生物學差異。他們還預計攜帶人類微生物的小鼠與攜帶其他兩個物種微生物的小鼠在生物學上存在最大差異。
“雖然我們確實看到人類接種的小鼠存在一些差異，但最明顯的模式是大腦靈長類動物（人類和松鼠猴）和小腦靈長類動物（獼猴）之間的差異，”阿馬託說。
接受人類和松鼠猴微生物的小鼠具有相似的生物學特性，儘管這兩種大腦較大的靈長類動物在進化上並不是近親。這表明除了共同的祖先之外還有其他一些東西——可能是它們共同的大大腦特徵推動了接種了它們的微生物的小鼠的生物學相似性。
阿馬託說：“這些發現表明，當人類和松鼠猴分別進化出更大的大腦時，它們的微生物群落以類似的方式發生變化，以幫助提供必要的能量。”
未來的研究方向
在未來的研究中，研究人員希望用大腦大小不同的其他靈長類動物的微生物進行實驗。他們還希望收集有關微生物產生的化合物類型的更多信息，並收集有關宿主生物特徵（例如免疫功能和行為）的更多數據。
參考資料：《靈長類腸道微生物對宿主代謝的種間差異的貢獻》，作者：Elizabeth K. Mallott、Sahana Kithyar、Wan Lee、Derek Reiman、Hongmei in the Chitta、E. Alexandria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Wayden、Roleen T. Lanria Waters，羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·韋登 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅琳·T·蘭利亞·沃特斯 (Roleen T. Lanria Wayden)、羅倫·斯 (ronen s)。曼薩納雷斯、Guan-Yu yang、Maria Luisa Savo Sardaro、Statton、Lawrence E. Williams、yang Dai、James P. Curley、Chad R. Haney、Emma R. Liechty、Christopher W. Kuzawa 和 Katherine R. Amato，2024 年 12 月 2 日，微生物基因組學.
DOI：10.1099/mgen.0.001322
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