Beynimizin Bu Kadar Büyümesinin Nedeni Bağırsaklarımız Olabilir

Beyinlerimizin bu kadar büyük olmasının nedeni, sindirim sistemimizdeki küçük canlı organizmalar olan bağırsak mikropları olabilir.

Beyin dokusu, vücuttaki en fazla enerji tüketen dokulardan biri. Bu nedenle, daha büyük beyinli memeliler, beyin büyümesini ve bakımını desteklemek için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyar. İnsan atalarının evrimleşen büyük beyinlerinin yüksek enerji ihtiyacını nasıl karşıladığı ise hâlâ net değil.

Northwestern Üniversitesi tarafından yapılan bir çalışma, bu sorunun cevabının bağırsak mikroplarında olabileceğini gösteriyor. Sindirim sistemimizde yaşayan bu küçük organizmalar, yiyecekleri parçalamaya ve enerji üretmeye yardımcı oluyor.

Çalışma Microbial Genomics dergisinde yayımlandı.

Araştırmacılar, kontrollü bir laboratuvar deneyinde, iki büyük beyinli primat türü (insan ve sincap maymunu) ve bir küçük beyinli primat türü (makak) mikroplarını farelere nakletti. Sonuçlar, büyük beyinli primat türlerinden alınan mikroplara sahip farelerin daha fazla enerji ürettiğini ve kullandığını; küçük beyinli türden alınan mikroplara sahip farelerin ise enerjiyi yağ olarak depoladığını gösterdi.

(İlgili: İnsanların Büyük Beyinleri Zor Doğumların Nedeni Olmayabilir)

Bu veriler, farklı hayvan türlerinden gelen bağırsak mikroplarının, türler arasındaki biyolojik farklılıkları şekillendirdiğini gösteren ilk çalışma olma özelliğini taşıyor. Ayrıca, bağırsak mikroplarının bir hayvanın vücudunun çalışma şeklini değiştirerek evrimi etkileyebileceği hipotezini destekliyor.

Evrime Yeni Bir Bakış Açısı

Çalışma, insan evrimine, özellikle de büyük beyinlerimizin evrimine yeni bir bakış açısı sunuyor.

Daha önceki çalışmalar, büyük ve küçük beyinli primatların genleri ve çevreleri üzerindeki etkileri karşılaştırmıştı. Ancak, farklı primatların enerjiyi nasıl kullandığını karşılaştıran çok az çalışma bulunuyor. Dahası, farklı primat türlerinde metabolizmanın nasıl geliştiğine dair daha az bilgi mevcut.

Çalışmanın baş yazarı, Northwestern Üniversitesi Antropoloji Bölümü’nden Katherine Amato, “Büyük bağırsakta yaşayan mikrop topluluğunun, metabolizmada değişikliklere neden olarak insülin direncine ve kilo alımına yol açabilecek bileşikler üretebildiğini biliyoruz” diyor.

Amato, “Bağırsak mikrobiyotası çeşitliliği, primat metabolizmasının farklı beyin-enerji gereksinimlerini kolaylaştırabilecek keşfedilmemiş bir mekanizma” diyor.

Araştırmacılar, mikropları mikroptan arındırılmış farelere naklettikten sonra farelerin zaman içindeki fizyolojik değişimlerini ölçtü. Bu ölçümler arasında kilo artışı, yağ yüzdesi, açlık glikozu, karaciğer fonksiyonu ve diğer biyolojik özellikler yer aldı. Ayrıca her fare grubunda mikrop türlerindeki farklılıkları ve mikropların ürettiği bileşikleri de analiz ettiler.

Araştırmacılar, farklı primatlardan alınan mikropların, mikropları taşıyan farelerin biyolojisinde farklılıklara neden olmasını bekliyorlardı. Ayrıca insan mikroplarına sahip farelerin, diğer iki türden mikropları taşıyan farelerden daha fazla biyolojik farklılık göstereceğini öngörmüşlerdi.

“İnsan mikroplarını taşıyan farelerde bazı farklılıklar görmüş olsak da, en belirgin farklılık büyük beyinli primatlar (insanlar ve sincap maymunları) ve küçük beyinli primatlar (makaklar) arasındaydı” diyor Amato.

“İnsanlar ve sincap maymunlarının mikroplarını taşıyan farelerin benzer bir biyolojiye sahip olması dikkat çekici. Bu iki büyük beyinli primat türü, evrimsel olarak yakın akraba değiller. Bu durum, ortak bir atadan çok, büyük beyin gibi paylaştıkları bir özelliğin mikroplarda görülen biyolojik benzerliklere yol açtığını düşündürüyor.”

Amato, “Bu bulgular, insanların ve sincap maymunlarının ayrı ayrı daha büyük beyinler geliştirdiği zaman, mikrobiyal topluluklarının da gerekli enerjiyi sağlamak için benzer şekillerde değiştiğini gösteriyor” diyor.

Gelecekte yapılacak çalışmalarda araştırmacılar, bu deneyi beyin büyüklüğü bakımından farklılık gösteren başka primat türlerinin mikroplarıyla da gerçekleştirmeyi umuyor. Ayrıca mikropların ürettiği bileşik türleri hakkında daha fazla bilgi toplamak ve bağışıklık fonksiyonu ve davranış gibi konakçıların biyolojik özellikleri hakkında ek veri toplamak istiyorlar.

Northwestern University. 3 Aralık 2024.

Makale: Elizabeth K. Mallott et al. (2024). The primate gut microbiota contributes to interspecific differences in host metabolism. Microbial Genomics.