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進入大腦為何如此巨大？ 腸道細菌竟是演化關鍵
人類的大腦相當龐大，之所以演化成這樣，腸道菌扮演關鍵角色。示意圖。（圖取自freepik）
〔編譯陳成良／綜合報導〕人類的大腦，相較於身體尺寸，顯得異常巨大。如此巨大的能量消耗，長期以來一直是演化生物學的謎團。 一項突破性研究提出了一個令人驚奇的解答：微小的腸道菌可能扮演了關鍵角色。
科學網站《IFLScience》報導，這項研究發表在《微生物基因組學》（Microbial Genomics）期刊上，由美國西北大學（Northwestern University）的亞馬托教授（Katherine Amato）領導。 腸道菌群在生物學和醫學領域備受關注，研究人員試圖探索微生物群落如何影響人類的健康和生理功能。 我們已知腸道菌可以產生影響人類新陳代謝的化合物，例如導致胰島素抗性及體重增加。
那麼，這些影響是否延伸到塑造能量代謝，進而影響大腦的演化呢？研究團隊將不同腦容量的靈長類動物的腸道菌移植到無菌環境下飼養的小鼠身上。 他們從人類志願者、大腦較大的捲尾猴（squirrel monkey）和腦容量較小的獼猴（macaques）的糞便樣本中提取腸道微生物。
研究結果顯示，接受大腦較大靈長類（人類和捲尾猴）腸道菌的小鼠，其能量產生和利用效率更高，這與發展大腦所需的能量相符。 相反地，接受腦容量較小靈長類（獼猴）腸道菌的小鼠，則更傾向將能量儲存為脂肪。 這是首次透過實驗驗證腸道微生物對演化途徑的影響，也為腸道菌可能塑造演化的假說提供了佐證。
亞馬托教授指出：「腸道菌群的差異可能是一個未被充分探索的機制，影響靈長類動物的新陳代謝，進而影響不同腦容量的能量需求。」 令人意外的是，接受人類和捲尾猴腸道菌的小鼠，在能量代謝方面表現出相似性。 雖然捲尾猴與人類並非近親，但兩者都各自獨立演化出大腦，這也暗示了發展大腦所需的腸道微生物群落，可能也各自獨立演化。
接下來的研究方向，將會比較更多不同腦容量的靈長類動物的微生物組，並深入探討這些微生物是如何產生影響宿主生物特性的化合物。 這項研究不僅讓我們更接近解答演化生物學中最持久的問題之一，也展示了人體內微小的「搭便車者」如何影響人類和其他動物間最顯著的演化差異。
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