人類胃酸的酸度接近食腐動物演化史上到底發生了什麼事?
智人(也就是我們)在所有動物中絕對是非常特殊的存在,我們身體的許多方面都有別於其它動物,甚至是和那些遺傳關係相近的靈長類動物都差異巨大。例如我們的皮膚、大腦、汗腺、屁股,眼睛……都獨樹一幟,也因為這麼多人懷疑智人並非地球原生生物。
在所有這些獨特中,有一個經常被人們忽視,那就是我們的胃酸。
智人的胃液pH值在1.5左右,這個數值比大部分動物都低很多。
很多人可能會覺得胃酸水平決定的是動物的消化能力,其實不然,科學家很早就已經了解到動物高水平的胃酸並不能使食物更容易分解。
在一項針對68種鳥類和哺乳動物胃酸度和飲食的研究中發現,真正影響動物胃酸水平的是它們的飲食行為[1]。
圖:食腐的禿鷹胃液pH值在1左右
動物的食物組成中被微生物污染風險越高的,則胃酸水平也就越高,通常情況下,食腐動物的胃酸水平高於食肉,再高於雜食,最後才是食草動物。
對哺乳動物而言,胃通常扮演兩個角色,一個是讓蛋白質、甲殼質等物質降解,另一個則是充當「生物過濾器」。
充當過濾器的部分就是胃酸發揮作用部分,胃液的pH值越低,則意味著它對微生物的過濾越顯著,那些食腐動物因為攝入更多的微生物,所以需要高水平的胃酸來殺死這些潛在的致病菌。
智人的胃酸水平實際上比一些被定義為食腐的動物都還要低一點,和那些以超強胃酸著稱的動物——比如禿鷲的胃酸水平相當。
無論從智人的生理需求來看,或是從生理結構來看,智人都是「教科書等級」的雜食動物,我們需要均衡飲食來獲取必須得營養物質,同時我們的牙齒、嘴部結構等都是為雜食而設計的。
但是,如你所見(上圖),雜食動物胃液的pH值在2.8-5.9之間,而人類的是1.5,而且作為智人現存最接近的兩個物種——黑猩猩和倭黑猩猩,它們的胃液pH實際上接近中性。
那麼,有趣的問題是,智人的演化史上到底發生了什麼,以至於雜食性的我們胃酸酸度要接近食腐動物呢?
這個問題,其實還比較好回答,就像我們前面所說的,通常飲食行為就會決定動物的胃酸量。
所以人類奇怪的胃酸情況現在主流的解釋自然是我們的祖先在過去的某個階段進入了一個食腐或接近食腐的階段。
為什麼人類演化會有食腐階段?
南方古猿屬的一個分支被認為是人屬譜系的祖先(具體是哪個目前並不明確),而南方古猿屬大約是在400萬年前在東非進化。
圖:南方古猿源泉種,很可能古代人類親戚的過渡形式
由於氣候變化,森林的退去,南方古猿第一次從樹上嘗試進入地面生活,而它們的形態也逐漸趨於直立行走。
隨著在地面發展,這個譜系產生了兩個主要分支,一個是優化自己的捕獵能力——獲取優質蛋白,另外一個則是優化自己的草食能力——吃更多沒有營養的草並消化它。
大約在210年前,一個有別於其它南方古猿的物種出現,因為它的獨特,古生物學家不得不給它單獨編類——也就是現在的人屬。
很多人可能已經猜到這個物種是誰了,它就是能人──是目前人屬最早的物種。
圖:能人
能人的形態其實更接近南方古猿,而不是其它人屬物種,最早人們認為能人有別於其它南方古猿的原因是它會使用工具,這是“能人”名字的由來,同時這(是否使用工具)也成為之後判定一個古猿化石到底是不是屬於人類的重要依據。
不過,隨著考古的持續,古生物學家逐漸發現,其實早300多萬年前,一些被歸類南方古猿的物種已經在使用工具了,所以現在能人的地位有點尷尬,它到底屬於南方古猿,還是屬於人類,存在太多爭議了,但這不是我們這篇文章的討論範疇。
看到這裡,你可能會思考,這和我們的主題有什麼關係?
好吧,關鍵就在於古猿使用的工具上,這些工具到底是用來打獵的,還是用來做它事情的。
越來越多的證據表明,早期的許多工具和裝置其實是用來撬開骨頭和頭部,而不是用來獵殺的。
雖然有證據表明能人確實有捕獵能力,但發現他們獵殺的證據還是非常有限的,它們更多的應該算是“拾荒者”,而不是“捕食者”。
換句話說,當最早人類祖先嘗試吃肉時,它們的食物來源其實是那些猛獸的“廚餘垃圾”,和現在的食腐動物是沒有太大區別,在生態位上完全一致。
這種表現在能人之前更明顯,因為捕食能力是伴隨直立行走出現的,我們可以預見一種植食性動物想要吃上新鮮的肉肯定不容易,所以吃吃“廚餘垃圾”是不錯的選擇。
好消息是,大型猛獸通常不具備咀嚼能力,它們無法獲取大型食草動物的骨髓和頭骨下面的大腦,這給飢腸轆轆的原始人留下足夠的食物。
2016年的一項研究發現,一整頭被大型動物吃過並丟棄的斑馬屍體,至少還能夠提供15公斤的各種大小的肉——特別是骨髓和大腦脂肪含量豐富。
作為一個“拾荒者”,古人類如果得到這樣一頭斑馬屍體,那麼它們將得到超過60,000 卡路里的熱量,這足以滿足大約27名男性直立人一天的全部熱量需求[2]。
這種拾荒且半食腐的行為在人類譜系中持續了很長一段時間,如果有一天古生物學家告訴我,人屬的演化中曾經出現過一個完全走向食腐的分支,我一點都不會感到意外。
但是,很明顯智人的祖先並沒有往食腐這條路走得太遠,它們最終通過優化工具,直立行走,大腦、耐力跑、語言和協作……等等走向了雜食。
圖:拾荒行為影響人屬各個層面,甚至連遷徙可能都是由此主導
“飲食是宿命”,這句話真的特別適合人類的進化,早期的拾荒影響了人類工具的使用,從而改變了人類捕食行為,捕食行為的改變進而讓我們繼續改變生理特徵。
所有這些改變,讓我們應對了一次次滅絕危機,成為人屬唯一存活來的物種。
而那些優化吃草的南方古猿呢?它們也是一樣,飲食也決定了它們的命運!
南方古猿屬大約在200萬年前被「滅屬」了,沒有一個物種存留下來,吃更多劣質的草最終也影響了它們的生理結構——比如肚子變得越來越大就像現在的大猩猩一樣,而這些特徵無法讓它們因對更多氣候變遷。
參考:
[1].https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134116
[2].https://doi.org/10.1016/j.jhevol.2014.06.020