Лёгкое жевание
Мягкая пища избавила людей от лишних энергетических трат на жевательную работу.
Череп современных людей отличается от черепа наших «дочеловеческих» предков и родственников — ардипитеков, австралопитеков и пр. Одно из характерных отличий, которое может увидеть даже неспециалист, — у современных людей намного менее массивные челюсти, чем, к примеру, у представителей рода Австралопитеков. А специалист добавит, что жевательная поверхность зубов у австралопитеков была в четыре раза больше. Самое очевидное объяснение заключается в том, что люди перешли на другую еду, более мягкую, более легко усваиваемую, и с какого-то момента им уже не нужно было энергично работать челюстями. Большую роль тут сыграло умение готовить: термически обработанное мясо или какие-нибудь растительные клубни легче прожевать, и кишечнику проще извлекать из них питательные вещества.
(Фото: Matt Seymour / Unsplash.com)
Но чтобы с уверенностью говорить о том, какие усилия тратит на жевание современный человек и насколько ему стало проще жевать по сравнению с доисторическими родственниками, нужно оценить энергетические затраты на жевание. Именно это попытались сделать сотрудники Манчестерского университета, Университета Лейдена и других научных центров Нидерландов и Германии. Они попросили шестерых мужчин и пятнадцать женщин пожевать жвачку без вкуса, без запаха и без каких-либо калорий. Участники эксперимента жевали жвачку под специальным колпаком, с помощью которого исследователи измеряли, сколько человек потребляет кислорода и сколько выдыхает углекислого газа. По кислороду и углекислому газу можно оценить изменения в метаболизме: совершая работу, мы тратим энергию, а значит, нам нужно больше О2 и выдыхаем мы, соответственно, больше СО2.
Поскольку жвачка была без вкуса, запаха и калорий, пищеварительная система на неё не должна была реагировать (либо же реагировала очень слабо). Поэтому вся затраченная энергия была именно энергией, затраченной на жевание. Жвачку жевали пятнадцать минут, и это были две разные жвачки — одна мягкая, другая более твёрдая. Расход энергии увеличивался не столько от частоты жевательных движений, сколько от силы, с которой челюсти давили на жвачку. В статье в Science Advances говорится, что мягкая жвачка поднимала уровень обмена веществ на 10%, а твёрдая — на 15%; цифры не очень большие, но всё-таки заметные. То есть жевание требует ощутимой энергии.
Если же сравнить энергетические траты на жевание с общим энергетическим бюджетом организма, то они займут менее 1%. Однако стоит учитывать, что твёрдая жвачка была намного мягче большей части растительной еды. Кроме того, люди жуют в среднем всего семь минут в день (на всякий случай уточним, что это не время, потраченное вообще на еду, а время, потраченное именно на жевательные движения). Если взять современных горилл, питающихся растениями, то они жуют 90% своего времени (разумеется, когда не спят). Если бы люди жевали столько же времени, у них на это уходило бы как минимум 2,5% всей энергии. Речь не о том, что люди бы питались так же, как гориллы — если бы мы сейчас захотели есть то же самое, что и гориллы, нам пришлось бы жевать даже во сне. Челюсти горилл намного мощнее, чем у людей, это опять же видно, если сравнить черепа, но даже с такими челюстями им приходится почти всё время жевать.
Хотя эксперимент ставили с современными людьми, полученные данные позволяют с большей уверенностью утверждать, что энергетические затраты на жевание в докулинарную эпоху весьма велики, даже с учётом мощных челюстей. Когда пища стала более легкоусваиваемой, нужда в мощном жевательном аппарате отпала, и теперь та энергия, которая шла на формирование и обслуживание мощных челюстных костей, зубов и мышц, освободилась для чего-то другого. Возможно, эта освободившаяся энергия внесла вклад в развитие мозга — по одной из гипотез, человеческий мозг получил возможность увеличиться за счёт уменьшения энергетических трат на другие органы.