نمت أدمغة الإنسان البدائي بشكل أكبر مع زيادة استهلاك الكربوهيدرات

نمت أدمغة الإنسان البدائي بشكل أكبر مع زيادة استهلاك الكربوهيدرات


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

منذ ما يقرب من مليون عام ، تضاعف حجم أدمغة الإنسان البدائي في حوالي 200000 عام ، وهو رقم تافه من الناحية التطورية. لفترة طويلة ، يرجع الفضل في تطور الدماغ إلى الاستخدامات المعقدة بشكل متزايد للأدوات الحجرية. أعطت الأدمغة الأكبر لإنسان نياندرتال مزايا جديدة في صيد الطرائد والبحث عن الطعام. لطالما عُرفت هذه العوامل على أنها الأسباب الرئيسية لأدمغة إنسان نياندرتال الأكبر ، لكن الدراسة الأخيرة حول هذا الموضوع سلطت الضوء على عامل آخر في هذا التغيير في حجم الدماغ: استهلاك الكربوهيدرات.

نشرت دراسة جديدة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم يلقي (PNAS) ، الذي درس الميكروبات والبكتيريا عن طريق الفم من أسنان إنسان نياندرتال والإنسان الحديث (قبل الثورة الزراعية قبل 10000 عام) ، ضوءًا جديدًا على سبب نمو أدمغة إنسان نياندرتال. وجد الباحثون أن الأطعمة النشوية والغنية بالكربوهيدرات ، التي يتم تناولها كثيرًا ، تؤدي إلى تغيير البكتيريا في أجسامهم ، وتغيير سلوكهم وحجم أدمغتهم.

قالت كريستينا وارينر ، الأستاذة بجامعة هارفارد: "نعتقد أننا نرى دليلًا على سلوك قديم حقًا ربما كان جزءًا من الدماغ - أو نمو الدماغ البشري". "إنه دليل على مصدر غذاء جديد تمكن البشر الأوائل من الاستفادة منه في شكل جذور وخضروات نشوية وبذور." وسارعت إلى الإشارة إلى أنه من الواضح أن البشر الذين كانوا جزءًا من هذه العملية لم يكونوا واعينًا على وعي بتأثير ذلك على أدمغتهم.

عينات غوريلا جراوير في المتحف الملكي لأفريقيا الوسطى في ترفورين (بلجيكا) ، تُظهر رواسب التفاضل والتكامل النموذجية للأسنان الملطخة باللون الداكن ، على الأرجح نتيجة لنظامهم الغذائي العاشبي ، والذي كان سيشمل الكثير من النشويات والكربوهيدرات. (كاترينا جوشانسكي / المتحف الملكي لأفريقيا الوسطى )

أدمغة الإنسان البدائي ولوحة الأسنان والميكروبيوم الفموي

كانت الدراسة الأخيرة لأدمغة إنسان نياندرتال مهمة كبرى ، تضم فريقًا بحثيًا دوليًا متعدد التخصصات مكونًا من 50 عالمًا من 13 دولة و 41 مؤسسة. قاد الفريق بشكل أساسي باحثون من معهد ماكس بلانك لعلوم التاريخ البشري بألمانيا وجامعة هارفارد.

استمرت الدراسة لأكثر من 7 سنوات حيث قام الفريق بتحليل دقيق للوحة الأسنان المتحجرة لإنسان نياندرتال وأواخر العصر البليستوسيني للإنسان الحديث الذي عاش على مدى 100000 عام الماضية ، وقارنها مع الشمبانزي البري والغوريلا والقردة العواء.

  • تظهر الدراسة أن إنسان نياندرتال كان لديه القدرة على إنتاج وفهم الكلام
  • علم مذهل! يمكن لأدمغة إنسان نياندرتال المصغرة المزروعة في المختبر أن تشرح ما الذي يجعل البشر مختلفين

قال جيه إيه إف ييتس: "لقد تمكنا من إثبات أن الحمض النووي البكتيري المأخوذ من الميكروبيوم الفموي يحافظ على ضعف المدة التي كان يعتقدها سابقًا". كان المؤلف الرئيسي للدراسة وهو حاليًا مرشح لنيل درجة الدكتوراه في معهد ماكس بلانك لعلوم تاريخ البشرية. "الأدوات والتقنيات التي تم تطويرها في هذه الدراسة تفتح فرصًا جديدة للإجابة على الأسئلة الأساسية في علم الآثار الميكروبي ، وستسمح باستكشاف أوسع للعلاقة الحميمة بين البشر وميكروبيومهم."

يعد الميكروبيوم الفموي أحد المؤشرات الرئيسية لصحة الإنسان والبيولوجيا والمرض. ومع ذلك ، لا يُعرف سوى القليل جدًا عن دوره في التطور أو التنوع عبر التضاريس المتنوعة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العثور على بلايين من متواليات وشظايا الحمض النووي ، عمرها مئات الآلاف من السنين ، هو عملية معقدة ومرهقة.

يتعين على علماء علم الآثار تجميع الأجزاء المكسورة من الجينوم القديم ، ثم باستخدام البيانات والتكنولوجيا عالية التقنية ، يحاولون فهم المجتمعات البكتيرية التي ماتت منذ زمن طويل. لقد حالفهم الحظ بإعادة بناء ميكروبيوم عمره 100000 عام لرجل نياندرتال من كهف بيشتورينا في صربيا ، مما ضاعف من عمر أقدم ميكروبيوم شفوي أعيد بناؤه سابقًا.

لقطة مقرّبة لجمجمة رجل الكهف من إنسان نياندرتال الأصلي تظهر بوضوح الأسنان ولوحة الأسنان ، والتي تم استخدامها لفهم الميكروبيوم الفموي واستهلاك الكربوهيدرات من إنسان نياندرتال. ( جيراسيموف 174 / Adobe Stock)

تم إجراء بحث ضعيف على أدمغة إنسان نياندرتال وبكتيريا الأسنان

التحدي الآخر هو أن هذا المجال من الدراسة لم يتم بحثه بشكل مدهش فيما يتعلق بتسمية ملايين البكتيريا التي تعيش في أفواهنا. الكثير من الميكروبات الفموية مسؤولة عن الوظائف الحيوية داخل فم الإنسان ، بما في ذلك صحة اللثة والأسنان. ومع ذلك ، تظل معظم هذه البكتيريا غير معروفة ، مما يشكل تحديات أساسية للباحثين المعاصرين.

كانت مجتمعات البكتيريا الموجودة في أفواه الإنسان الحديث قبل الزراعة والنياندرتال تشبه بعضها البعض بشدة ، وفقًا للدراسة. على وجه الخصوص ، كان البشر المعاصرون والنياندرتال يأويون مجموعة غير عادية من العقدية البكتيريا في أفواههم. العقدية لديه قدرة فريدة على الارتباط بإنزيم وفير في لعاب الإنسان يسمى الأميليز ، وهو إنزيم يحفز التحلل المائي للنشا إلى سكر.

Xxxxxxxxxxxxxxx

تم العثور على البكتيريا المستهلكة للسكر في لوحة الحمض النووي للنياندرتال والإنسان الحديث ، مما يشير إلى استهلاك محدد للنشا. من ناحية أخرى ، ليس لدى الشمبانزي أي بكتيريا بكتيرية على أسنانهم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العقدية يشير الوجود في كل من إنسان نياندرتال والبشر الأوائل إلى وراثة ميكروبات من أسلاف مشتركة ، ربما قبل 600000 عام.

عائلة إنسان نياندرتال أو طبخ الإنسان العاقل المبكر. أظهرت أحدث دراسة أنه لم يكن اللحوم فقط في القائمة ولكن أيضًا كميات متزايدة من الكربوهيدرات ، مما ساهم في توسيع حجم الدماغ. ( جورودينكوف / Adobe Stock)

التطور البشري والميكروبيوم

نتائج هذا ، في دراسة التطور البشري ، عميقة وأربعة أضعاف.

  • قد يكون الانخفاض الصغير في معدل الخصوبة قد أدى إلى انقراض الإنسان البدائي
  • من المؤكد أن إنسان نياندرتال كان لديه نظام غذائي قائم على اللحوم: تم دحض ادعاءات النظام الغذائي النباتي وأكل لحوم البشر

أولاً ، تم توسيع نطاق نظرية توسع الدماغ الكبير ، التي كانت تتمحور حول تطوير الأدوات الحجرية واستهلاك اللحوم ، للبحث في المستقبل.

ثانيًا ، كما تقول كريستينا وارينر من جامعة هارفارد ، عالمة الآثار الجزيئية والمؤلفة المشاركة في الدراسة ، "... هذا يدفع بأهمية النشا في النظام الغذائي إلى زمن بعيد."

ثالثًا ، يشير وجود إنزيم الأميليز ، الذي يساعد في كفاءة هضم الطعام المطبوخ ، أيضًا إلى أن الطهي أصبح شائعًا ومنتشرًا منذ حوالي 600000 عام. يساعد هذا في تبديد الفكرة القائلة بأن الطبخ ، كما نعرفه ، كان مرادفًا فقط للثورة الزراعية ، وهي ظاهرة أكثر حداثة. من الآن فصاعدًا ، السؤال هو ما إذا كان الطهي جزءًا من توسع الدماغ الكبير منذ حوالي مليوني عام ، لكن هيئة المحلفين ما زالت قائمة بشأن ذلك.

أخيرًا ، ساعدت الدراسة في تعزيز معرفتنا بالميكروبيوم وجعل دراستهم اقتراحًا جادًا للمؤرخين الحاليين والمستقبليين. كما يقول Warriner بإيجاز ، "إنه يُظهر أن الميكروبيوم الخاص بنا يشفر معلومات قيمة حول تطورنا والتي تعطينا أحيانًا تلميحات حول أشياء لا تترك أي أثر على الإطلاق."


غير المرغوب فيه: تاريخ مارك بيتمان عن سبب تناولنا للأطعمة السيئة

يكتب مارك بيتمان بالطريقة التي يطبخ بها: المكونات مفيدة ، والتحضير بسيط بأناقة ، والنتائج مغذية بأفضل معنى للكلمة. إنه لا يجهد أبدًا ولا يبذل أي جهد لإثارة إعجابك ، لكنك تأتي بعيدًا ممتلئًا وراضًا ونشاطًا.

من تأليفه العظيم ، كيف تطبخ كل شيء، والعديد من رفاقه في كتاب الطبخ ، إلى وصفاته اوقات نيويوركبالنسبة لمقالاته حول سياسة الغذاء ، طور Bittman نسيمًا يخفي ثقل السياسة والاقتصاد اللذين يحيطان بصنع الطعام واستهلاكه. في حيوان ، خضروات ، خردةفي كتابه الأخير ، يقدم لنا هجومه الأكثر شمولاً على القوى المشتركة التي تحكم طعامنا ، متتبعًا تطور الزراعة والاستهلاك من العصر البدائي إلى العصر الحديث وتطوير ما يمكن القول إنه أكثر حجته تطرفاً وصراحة حتى الآن حول كيفية معالجة ثقافات الطعام المعاصرة و rsquo العديد من العلل. ولكن لا يزال مذاق البروكلي جيدًا بما يكفي لدرجة تجعلك تشعر بالسعادة لمدة ثوانٍ.

يبدأ Bittman حيوان ، خضروات ، خردة مع أشباه البشر الأوائل. عندما تعلم هؤلاء الأسلاف البشريون المشي بشكل مستقيم ، بدأوا في البحث عن الطعام عبر مناطق أكبر والبحث بسهولة نسبية. يلاحظ Bittman أنهم بدأوا أيضًا في تطوير أنظمة غذائية أكثر مرونة: & ldquoa متنوعة من الفواكه والأوراق والمكسرات والحيوانات ، بما في ذلك الحشرات والطيور والرخويات والقشريات والسلاحف والحيوانات الصغيرة و helliprabbits والأسماك. نظام غذائي جديد ، سرعان ما تعلموا كيفية تتبع الفريسة بشكل أسرع (والذي كان من الأسهل القيام به في مجموعات وبالتالي أنتج المزيد من السلوك الاجتماعي) والطهي على النار.

مع المزيد من العناصر الغذائية والأساليب الأكثر تقدمًا في جمع الطعام وطهيه ، نمت أدمغة أشباه البشر الأوائل وأدمغتهم الكبيرة بالفعل. في الدهون والبروتين ، وكان لدى البعض أنظمة غذائية تسود فيها الكربوهيدرات. & rdquo ولكن على الرغم من هذه الاختلافات ، كان هناك شيء واحد مشترك بين الثقافات الغذائية الناشئة والوجبات الغذائية. أنتج عصر الصيد والجمع فترة أطول عمرًا وصحة عامة أكثر مما كانت عليه في أي وقت آخر تقريبًا قبل أو بعد ذلك.

كتب بيتمان أن هذا الانتقال من الصيد وجمع الثمار إلى الزراعة كان موضع ترحيب من نواحٍ عديدة ، لكنه كان له ثمن. نعم ، لقد دعمت أعدادًا أكبر من السكان ، لكن الوجبات الغذائية أصبحت رتيبة وأقل تغذية ، وانخفضت فترات الحياة ، وزادت ساعات العمل. بيتمان ليس أول من طرح هذه الحجة. وصف جاريد دايموند ، بشكل لا يُنسى ، الزراعة بأنها أكبر خطأ في تاريخ البشرية ، ولذا لم يقم بيتمان بقبول الفكرة ، متقبلاً أننا نعيش الآن على كوكب حيث الطعام هو شيء نربيه ، وليس شيئًا نصطاده أو نجمعه.

بالنسبة لبيتمان ، تبدأ الدراما المركزية لهذه القصة في سياق القرن الماضي ، حيث أصبحت الزراعة وتجهيز الأغذية صناعات واسعة النطاق ، كما انتقلنا من وجود نوعين من الطعام (نباتات وحيوانات) إلى نوع ثالث جديد و mdashone كان ذلك & ldquomore أقرب إلى السم. & rdquo هذه & ldquo ؛ المواد الصالحة للأكل ، بالكاد يمكن التعرف عليها كمنتجات من الأرض ، تسمى عادة & lsquojunk. & rsquo & rdquo

يجادل بيتمان بأن هذا الطعام غير المرغوب فيه قد خلق أزمة صحية عامة تقلل من حياة ربما نصف جميع البشر. & rdquo من خلال اعتمادها على الزراعة التي تركز على تعظيم إنتاج المحاصيل الأكثر ربحية ، وألحقت أضرارًا أكبر الأرض من قطاع التعدين والتحضر وحتى استخراج الوقود الأحفوري. & rdquo


إلقاء اللوم على تحول مناخي قديم.

منذ ما بين 2.6 و 2.5 مليون سنة ، أصبحت الأرض أكثر سخونة وجفافًا بشكل ملحوظ. قبل هذا التحول المناخي ، كان أسلافنا البشريون البعيدين & # x2014collections يعرف باسم أشباه البشر& # x2014 كانت تعيش في الغالب على الفاكهة والأوراق والبذور والزهور واللحاء والدرنات. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تقلصت الغابات الخضراء وازدهرت المراعي. مع ندرة النباتات الخضراء ، أجبر الضغط التطوري البشر الأوائل على إيجاد مصادر جديدة للطاقة.

دعمت أراضي السافانا العشبية التي انتشرت في جميع أنحاء إفريقيا أعدادًا متزايدة من آكلات العشب التي ترعى. اكتشف علماء الآثار عظامًا كبيرة من الحيوانات العاشبة تعود إلى 2.5 مليون سنة مع علامات قطع منبثقة من أدوات حجرية خام. لم يكن أسلافنا القدامى من أشباه البشر قادرين على الصيادين حتى الآن ، ولكن من المحتمل أن يكونوا قد نجوا من اللحوم من الجثث الساقطة.

& # x201C المزيد من الأعشاب يعني المزيد من الحيوانات التي ترعى ، والمزيد من حيوانات الرعي الميتة تعني المزيد من اللحوم ، & # x201D تقول مارتا زاراسكا ، مؤلفة ميثوكيد: تاريخ وعلم 2.5 مليون سنة هوسنا باللحوم.

بمجرد أن يتحول البشر إلى تناول اللحوم من حين لآخر ، لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لجعلها جزءًا رئيسيًا من نظامنا الغذائي. يقول زاراسكا إن هناك & # x2019 أدلة أثرية وافرة أنه قبل مليوني عام قبل الأول وطي كانت الأنواع تأكل اللحوم بنشاط على أساس منتظم.

إنسان نياندرتال يصطاد الحمار الوحشي للحصول على طعامه.

بيتر بيشوف / جيتي إيماجيس


وفقًا لمارك بيتمان ، كيف شكل الأكل ماضينا وحدد مستقبلنا

مختلف سندويشات التاكو من منطقة تاكو في واشنطن العاصمة وفيرجينيا وفيلادلفيا. "لسنا هنا إذا لم يكن الطعام. إذن فالطعام هو العامل المحدد لكيفية استخدامنا للأرض. يقول المؤلف مارك بيتمان "إنه المكان الذي نعيش فيه". تصوير براندون ديوي فوتوغرافي.

لعب الغذاء دورًا مهمًا في تاريخ البشرية وتطورها. من خلال تناول المزيد من السعرات الحرارية عالية الجودة ، نمت أدمغتنا وأصبحنا أكثر ذكاءً وتفكيرًا في العثور على طعامنا وزراعته.

أثرت رحلة الطعام والحاجة إلى الأكل على كل شيء من العبودية والاستعمار إلى المجاعة والإبادة الجماعية. الآن الزراعة الصناعية تهدد الصحة العامة وتؤدي إلى تفاقم تغير المناخ.

يتحدث Joanthan Bastian من KCRW مع كاتب الطعام الشهير Mark Bittman عن كتابه الأخير ، "Animal، Vegetable، Junk: A History of Food، from Sustainable to Suicidal". إنهم ينظرون في كيفية تشكيل الطعام لماضينا ، وما إذا كان بإمكاننا تغيير تأثيره في المستقبل.

مقتطفات المقابلة التالية تم اختصارها وتحريرها من أجل التوضيح.

KCRW: في كتابك ، تستخدم الطعام كإطار للعودة عبر الزمن والتحدث عن كيفية تطور البشر. كيف كنت تعتقد أن هذا سيكون وسيلة مهمة بالنسبة لنا لفهم إلى أي مدى وصلنا كمجتمع بشري؟

مارك بيتمان: ”لماذا لا الطعام؟ إنه أهم شيء موجود. يمكنك المجادلة حول الطعام مقابل الأكسجين. لكن من الواضح أننا لسنا هنا إذا لم يكن الطعام. إذن فالطعام هو العامل المحدد لكيفية استخدامنا للأرض. إنه المكان الذي نعيش فيه. … بدأ العمل كعمالة زراعية.

أعتقد أن هذا حدث بعد سنوات من القول ، "لا يمكنك إصلاح المجتمع دون إصلاح النظام الغذائي ، ولا يمكنك إصلاح النظام الغذائي دون إصلاح المجتمع" ، والحديث عن الروابط بين الطعام وكل شيء آخر. لقد اتضح لي أن هذا هو الحال دائمًا ، وأن الطعام بدأ كل شيء في التدحرج ، ولم يتوقف أبدًا عن كونه أحد أقوى التأثيرات ".

تبدأ أحد الفصول الأولى بـ "حلقة التغذية المرتدة بين الدماغ والغذاء". ما هذا؟

"إنها تصف بشكل أساسي العملية التي خرجنا بها من الأشجار. بدأنا في تناول نظام غذائي أكثر تنوعًا. لا أحد يعرف هذا حقًا ، لكن الافتراض هو أنه من خلال تناول المزيد من السعرات الحرارية عالية الجودة ، نمت أدمغتنا. ومع نمو أدمغتنا ، أصبحنا قادرين على أن نكون أكثر ذكاءً وتفكيرًا.

تمكنا من العثور على المزيد من الطعام ، وأصبحنا أفضل في العثور على الطعام. وعندما أصبحنا أفضل في العثور على الطعام ، نمت أدمغتنا بشكل أكبر. واستمرت هذه العملية لمئات الآلاف من السنين ، حتى ... تجاوزنا عمر إنسان نياندرتال ، وأصبحنا النوع الأساسي للإنسان العاقل الذي نحن عليه ".

هل يمكنك التوسع في فكرة تناول السعرات الحرارية وحجم الدماغ؟

"لست متأكدًا من أنها كمية السعرات الحرارية مثلها مثل جودة السعرات الحرارية. ... كان هناك عدد من التغييرات التي حدثت في أجسادنا بالنسبة إلى أجساد أسلافنا الأكثر شبهاً بالقردة. قضت تلك الحيوانات الكثير من الوقت في المضغ ، ووقتًا طويلاً في تحويل المواد الخضراء والخشبية إلى أطعمة قابلة للهضم يمكن تحويلها بعد ذلك إلى أحماض أمينية وبروتين.

عندما نزلنا من الأشجار ، وخاصة عندما بدأنا في الصيد ، بدأنا نأكل بشكل مباشر أكثر. لذا الأطعمة التي كانت مصادر بروتين أعلى. ولذا أعتقد أن الأمر يتعلق كثيرًا باستهلاك البروتين ، وهذا حجم دماغ أكبر أو قدرات تفكير أكثر حدة. وهذا فقط استمر واستمر واستمر على مر السنين.

في النهاية تمكنا من الصيد بشكل أفضل. تمكنا في النهاية من الطهي. وهذا يعني أن لدينا المزيد من مصادر الطعام تحت تصرفنا ، لأن الكثير من الأطعمة التي بدت صالحة للأكل يصعب مضغها ، أو يصعب هضمها ، ما لم يتم طهيها. لذلك كان التحكم في الحريق أمرًا كبيرًا في تحديد الاتجاه الذي سلكته وجباتنا الغذائية. واتخذت النظم الغذائية عمومًا ، خاصة حتى ظهور الزراعة ، اتجاهات أفضل وأفضل ".

الصورة: مارك بيتمان هو صحفي متخصص في المواد الغذائية ، وكاتب عمود سابق في صحيفة نيويورك تايمز ، ومؤلف كتاب "Animal، Vegetable، Junk: A History of Food، from Sustainable to Suicidal". تصوير جيم هينكينز

أين تذهب القصة من هذه المجتمعات الزراعية المبكرة وانتشار الزراعة في جميع أنحاء العالم؟

سأعود إلى تشكيل الزراعة ومسؤوليتها عن تكوين الحضارات. … عندما كانت هناك الزراعة ، بدأ هناك فائض. وعندما كان هناك فائض ، أصبح هناك أشخاص لم تكن وظائفهم مزارعين. حتى ذلك الوقت ، لم يكن هناك أي شخص ليس له علاقة بالطعام.

ولكن بمجرد وجود فائض ، يمكن أن يكون لديك قساوسة وبنائين ومحاسبين وكتبة وسياسيين ومديرين وتجار وكل الأشياء التي نعتبرها الآن مهنًا أو وظائف. هذا تغيير كبير. وحقيقة أنك بدأت في زراعة الطعام وسن القوانين والحضارة ، والتي بدأت قبل 10000 عام ، وربما تم تعزيزها قبل 2000 عام. كانت تلك قفزة كبيرة وكبيرة.

. الشيء التالي الذي يهم أمريكا الشمالية بشكل خاص هو القرنين الثالث عشر والسادس عشر. وأسهل طريقة لشرح ذلك ، كما أعتقد ، هي أن تبدأ بالقول إن إطعام الأشخاص الذين يعتمدون على المنتجات الحيوانية يتطلب المزيد من الأراضي لإطعام الأشخاص الأكثر توجهاً نحو النباتية.

لذا فإن ارتفاع عدد السكان في آسيا يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أن هناك ثقافات تعتمد على النباتات في آسيا أكثر مما كانت عليه في أوروبا. كانت التكنولوجيا متطورة بنفس القدر. في الواقع ، أبحر الصينيون إلى إفريقيا ، وهي رحلة أطول بكثير ، قبل أن يبحر الأوروبيون بأمريكا الشمالية بوقت طويل.

ولكن بطريقة ما ، فإن ضغوط السكان ، والتجارة ، والرأسمالية ، والاقتصاد الجديد في القرن الخامس عشر ، وخاصة القرن السادس عشر ، في أوروبا أجبرت هذه القضية حقًا وأجبرت الأوروبيين على الذهاب للاستكشاف والبحث عن أراضٍ جديدة ، والزراعة وغيرها. الأسباب كذلك. لكن في المقام الأول ، أو على الأقل الأهم من ذلك ، الأراضي المخصصة للزراعة. ويمكنك أن تتخيل دهشة الأوروبيين فقط عندما بدأوا في استكشاف أمريكا الشمالية ورأوا حجم وثراء هذه القارة ، وقلة عدد السكان الأصليين نسبيًا هنا. وللأسف ، شعب أصلي كان قادرًا على الغزو من أجل تولي الأوروبيين زمام الأمور.

لكن الكثير من ذلك كان عن الزراعة أيضًا. يجلب الأوروبيون أنظمتهم الزراعية هنا ، وطرقهم في ملكية الأرض هنا ، وطرقهم في توزيع الأراضي ، واستعدادهم لسرقة الأرض من الآخرين ، والقتل إذا كان عليهم فعل ذلك. كانت هذه هي كل قصة القرنين الخامس عشر والسادس عشر ، واستمر ذلك. كما نعلم ، يستمر الأمر الآن ، لكن هذا كان أساس هذا البلد ، على وجه الخصوص ".

إلى أين ستأخذنا القصة بعد ذلك ، خاصة في الولايات المتحدة؟

"أعتقد أن الشيء الأكثر أهمية ، أحد الأشياء المحددة ، للولايات المتحدة حدث الآن في فترة ما بعد الحرب الأهلية. . في عام 1862 ، في منتصف الحرب الأهلية ، صدر قانون العزبة لأول مرة. ... تم منح جميع الأراضي الواقعة غرب جبال الأبلاش للذكور البيض وشركات السكك الحديدية ، والتي كان يديرها بالطبع ذكور بيض أيضًا. ولكن تم التنازل عن الأرض في قطع صغيرة نسبيًا - تم منح 160 أو 320 أو 640 فدانًا بشكل أساسي لأولئك الرجال الذين أرادوا مغادرة الشرق أو أرادوا مغادرة أوروبا ليصبحوا مزارعين. . كان هذا محددًا مبكرًا للثروة في الولايات المتحدة. ومن الواضح أن ملكية الأرض مرتبطة بالثروة ، وحقيقة أن الأرض سُرقت من السكان الأصليين وأعطيت للرجال البيض في الغالب كانت بمثابة نقل هائل للثروة ، وتؤثر على الطريقة التي نحدد بها الثروة في الولايات المتحدة اليوم.

وغني عن البيان أنه لم يكن هناك على الإطلاق تعويضات لملايين الأفارقة الذين جُلبوا إلى هنا ضد إرادتهم وتم استعبادهم. كانت هناك بعض الوعود لتحرير الرجال ، المستعبدين السابقين ، حول منحهم الأرض. وكان لإعادة الإعمار الكثير من الأمل ، أيضًا ، حول جعل هذا البلد أكثر مساواة. لكن تلك الوعود تم خداعها.

وقد ذهبنا من عام 1860 حتى الآن دون التطرق إلى مسألة من يحصل على الأرض للزراعة. وما رأيناه في تلك الفترة المتدخلة هو توحيد تلك الأرض التي تم التنازل عنها من قبل الحكومة الفيدرالية ، وتوحيد الأرض التي كانت مملوكة من قبل الرجال البيض ، إلى حد كبير في الشركات التي يملكها رجال بيض.

إذا كنت تريد التحدث عن معالجة عدم المساواة في الولايات المتحدة اليوم ، فعليك التحدث عن معالجة من يزرع الأرض ، ومن يمتلك الأرض ، وما هي أهدافهم في زراعة الأرض. نحن الآن في مكان حيث يمكنك أن ترى لماذا أعتقد أن الطعام هو المحدد لما يحدث في المجتمع.

لم نصل حتى إلى نقطة ذكر قضايا الصحة العامة التي تدور حول الطعام ، أو قضايا الإنصاف ، أو قضايا إمكانية الوصول. ما زلنا نتحدث فقط عن الأرض والزراعة ، ونحن نتحدث بالفعل عن محددات شكل بلدنا الآن ".

لذا حتى في تلك الفترة المبكرة من التاريخ الأمريكي ، فإن حقيقة أن الأرض كانت خاضعة لسيطرة الرجال البيض في المقام الأول أدت إلى هذا الفصل الطبيعي بين الطعام. وكانت هناك طرق مختلفة لتوزيع الطعام أو كيفية تسويقه. هل يمكنك استخدام ذلك كنقطة انطلاق للحديث عن بعض هذه التفاوتات؟

"تحولت الزراعة من نشاط يقوم فيه الناس بزراعة الطعام لأنفسهم ولجيرانهم ومناطقهم - إلى نشاط كان الناس يزرعون فيه الطعام لشحنه وبيعه في مكان آخر. وهذا بدأ يحدث في وقت مبكر. بناء قناة إيري ، وأول خطوط السكك الحديدية ، وكل ذلك جعل هذا ممكناً.

تبدأ في رؤية الأراضي الزراعية تنتقل من زراعة مجموعة متنوعة من المحاصيل إلى ... المحاصيل السلعية. والمحاصيل السلعية هي ما تم تشجيعه ودعمه وحتى دعمه من قبل الحكومة الفيدرالية منذ ما قبل الحرب العالمية الأولى ، ولكن على وجه الخصوص في بداية الحرب العالمية الأولى ، وهذه المحاصيل السلعية ليست طعامًا حقيقيًا للناس ، فهي غذاء للصناعة.

لذا فإن المثال المتطرف هو زراعة الذرة من أجل الإيثانول. الأمثلة الأقل تطرفًا ، ولكنها لا تزال فظيعة ، هي زراعة الطعام ، وزراعة الذرة لإطعام الحيوانات ، والتي يتم تربيتها بعد ذلك صناعيًا. أو الأسوأ من ذلك ، في رأيي ، أن زراعة الطعام يتحول إلى طعام مفرط المعالجة ، والذي بالكاد يصلح ليكون طعامًا وأيًا. تسمم أو تسبب المرض لنسبة كبيرة من سكاننا اليوم. وبالطبع ، فإن النسبة المئوية للسكان الأكثر عرضة للإصابة بالمرض من خلال تسويق الوجبات السريعة هم الأشخاص الذين لديهم أموال أقل ".

هل يمكنك التحدث عن الإنتاج الضخم وبيع السكر المعالج ، وكيف أدى الضغط على النظام الغذائي قليل الدسم إلى مشاكل صحية كبيرة؟

"لقد شهد القرن العشرين للتو تحويل الطعام إلى منتجات غذائية بشكل كبير. تم اختراع الكثير من المنتجات التي نعتقد أنها طعام في الواقع في القرن العشرين. أنا لا أتحدث فقط عن Twinkies ، ولكن عن وجبات العشاء المجمدة والحساء المعلب ومجموعة من الأشياء الأخرى ، لدرجة أن 60٪ من السعرات الحرارية لدينا ، حسب بعض التقديرات ، هي الآن في شكل أطعمة فائقة المعالجة. من خلال الطعام عالي المعالجة ، أعني الطعام الذي لا يمكنك صنعه بنفسك. طعام مصنوع من مكونات غير موجودة في مطبخ أي شخص. طعام لن تتعرف عليه جداتنا.

لذا فإن السكر جزء كبير من ذلك بالتأكيد. وربما يكون السكر هو السبب الأكبر في التسبب في الأمراض المزمنة المرتبطة بالنظام الغذائي ، والتي تعد أكبر قاتل لبلدنا ، و ... أكبر بكثير من COVID. لكن الكربوهيدرات المعالجة بكافة أنواعها تضر بنا. وفي كل عام ، هناك المزيد والمزيد من المنتجات الغذائية ، والمواد الشبيهة بالطعام ، وكل ما تريد تسميته ، وأشياء لا يمكن تحديدها تشبه الطعام ... وفي كل عام ، ترتفع معدلات مرض السكري لدينا ، وترتفع معدلات الإصابة بالسرطان لدينا ، وتتعلق بنظامنا الغذائي الأمراض ترتفع.

... قتل COVID حوالي 300000 أمريكي في عام 2020. نحن ندرك أن ذلك يمثل أزمة. تعاملنا معها ، بالنظر إلى حدود الإدارة ، بأفضل ما نستطيع ... لكن 1.5 إلى 1.7 مليون أميركي يموتون بسبب أمراض مزمنة مرتبطة بالنظام الغذائي. هذا هو رقم المعاهد الوطنية للصحة. ونحن لا نسمي ذلك أزمة. لسبب ما ، نحن على استعداد للتعايش مع ذلك. وإذا كان بإمكاني أن يكون لي أي تأثير على هذا الرقم ، في طريقة تفكيرنا بهذا الرقم ونقول ، لدينا أزمة غذائية هنا أساسها في الزراعة حقًا ، لأننا لا نستطيع إلا أن نأكل ما ننتجه. ونحن البشر ليس لدينا سيطرة على ما يتم إنتاجه ومعالجته وبيعه. لدينا سيطرة قليلة جدًا على وجباتنا الغذائية. هذا ما يجب أن يتغير. وهذه أشياء كبيرة. هذا ليس مثل ، "التسوق في سوق المزارعين الخاص بك ،" على الرغم من أن هذه فكرة جيدة. هذا مثل ، نحن بحاجة إلى تغيير جذري في طريقة تفكيرنا في الطعام ".

دعم KCRW - شريان الحياة اليومي الخاص بك.

يقف KCRW إلى جانب مهمتنا لخدمة مجتمعنا بكل الطرق الممكنة خلال هذا الوقت الصعب. نحن هنا لتزويدك بالأخبار المحلية ، ومعلومات الصحة العامة ، والموسيقى لروحك ، والاتصال الثقافي. ابق على اطلاع واشترك في نشراتنا الإخبارية. وإذا كنت في هذا الوقت في وضع يسمح لك بدعم جهودنا ، فيرجى التفكير في تقديم تبرع.


مناقشة

يمكن استخدام TLC كقياس مطلق يتعلق بحجم الجهاز التنفسي لمعالجة مسألة متطلبات الجهاز التنفسي والحيوية في البشر المعاصرين 44،45 ، وربما في أحافير أشباه البشر وكذلك 9،35.

ومع ذلك ، على الرغم من الحصول على قيم TLC من خلال تقنية مباشرة في موضوعات المستشفى (كما في دراسة Bellemare 44) ، إلا أن الأمر أكثر صعوبة عندما نتعامل مع السجل الأحفوري. هذا لأنه يمكننا فقط استنتاج TLC من المتغيرات المقاسة في العناصر الفردية للقفص الصدري مثل الأضلاع والفقرات. في هذا الصدد ، تعتبر نتائجنا رائدة في إظهار أن حجم الضلع الفردي (الذي تم تقييمه عبر TVA_sml و TVC و CS) يمكن ربطه بـ TLC. نحدد أيضًا أنه على الرغم من أن قياسنا ثلاثي الأبعاد (CS) أكثر ارتباطًا بـ TLC من قياس TVC التقليدي للأضلاع 3-10 ، فإن القوس الحديبة البطنية (TVA_sml) أكثر إفادة عن TLC. ربما يكون هذا بسبب حقيقة أن TVA تلتقط معلومات حول العرض الأوسط الجانبي ومحيط الرئة ، في حين أن TVC لا تلتقط سوى الحجم الأمامي الخلفي ، والذي يجب أن يؤثر أيضًا على CS. بالإضافة إلى ذلك ، نحدد أن حجم الأضلاع المركزية- السفلية أكثر ارتباطًا بـ TLC من حجم الأضلاع العلوية (الشكل 1). يتوافق هذا مع الأبحاث الحديثة التي تظهر أن حجم الصدر السفلي أكثر ارتباطًا بالحجم الوظيفي ، ويُفهم أن الحجم يزداد من الحد الأقصى للانتهاء إلى الحد الأقصى للاستنشاق 42.

تظهر نتائجنا عن إنسان نياندرتال أن TLC تقدم قيمًا مطلقة أكبر من نظيراتها البشرية المقابلة (الجدول 3). يُظهر Kebara 2 ، وهو ذكر إنسان نياندرتال من إسرائيل ، قيمة متوسطة تبلغ 9.04 لتر من TLC ، وهي أكبر إحصائيًا من عينة الإنسان من الذكور (المتوسط ​​= 7.20 لترًا) والعينة المأخوذة من Bellemare et al. 44 (متوسط ​​= 6.27 لتر). أسفرت تقديراتنا لـ Tabun 1 ، أنثى إنسان نياندرتال من إسرائيل ، عن قيمة متوسطة قدرها 5.85 لتر ، وهي أكبر إحصائيًا من العينة الأنثوية لدينا (المتوسط ​​= 4.85 لتر) ومتوسط ​​Bellemare et al. 44 (متوسط ​​= 4.81 لتر). وتجدر الإشارة إلى أن ذكر Kebara 2 TLC كان أكبر بنسبة 54٪ من قيمة أنثى التابون 1. حقيقة أن هذه النسبة أكبر قليلاً في إنسان نياندرتال منها في العينة البشرية الحديثة (حوالي 48٪ ، انظر أعلاه) يمكن أن تكون نتيجة للاختلافات في تكوين الجسم ، لأن Kebara تقدم كتلة هزيلة أكبر مقارنةً بـ Tabun 1 مقارنةً بنساء الإنسان الحديث لدينا مقارنةً بالإناث المعاصرات (الجدول 3). يوفر ضلع El Sidrón SD-1450 أيضًا نظرة ثاقبة حول Neanderthal TLC ، وبما أنه أكبر من الناحية الإحصائية من عينة الذكور لدينا ، فمن المحتمل أنه كان ينتمي إلى فرد ذكر.

من المهم ملاحظة أنه إذا حاولنا تقدير قيم TLC لهذه العينات الأحفورية باستخدام متغيرات أخرى (مثل القامة) من المعادلات البشرية القياسية ، فسيتم تقدير Tabun 1 TLC بـ 4.67 لتر و 4.50 لتر و 4.91 لتر باستخدام الصيغ من كرابو وآخرون. 46 ، روكا وآخرون. 47 و Quanjer وآخرون. 48 ، على التوالي. لو استخدمنا معادلات بشرية قياسية لتقدير قيمة Kebara 2 TLC ، لكنا حصلنا على قيم 6.18 لتر و 6.20 لتر و 6.36 لتر باستخدام الصيغ من Quanjer et al. 48 ، كورديرو وآخرون. 49 ونيدر وآخرون. 50 على التوالي. لذلك ، يقدم كل من Kebara 2 و Tabun 1 قيمًا أكبر بكثير لـ TLC باستخدام معادلاتنا مقارنة باستخدام المعادلات القياسية البشرية. نظرًا لاستخدام معادلات مختلفة اعتمادًا على الجنس ، لم نحسب هذه القيمة لـ El Sidrón Neanderthal و ATD6 hominins ، نظرًا لأن جنسهم لم يكن معروفًا.

تشير الدلائل الحديثة إلى أن TLC الكبير الذي لوحظ في إنسان نياندرتال مقارنة بالإنسان الحديث كان نتيجة وجود أضلاع كبيرة في وسط أسفل الصدر مقترنًا بتوجيه ظهري أكثر للعمليات العرضية في إنسان نياندرتال مقارنة بالإنسان الحديث ، مما تسبب في توسع نسي جانبي للقفص الصدري 18 ، 20. يتوافق مورفولوجيا القفص الصدري (الشكل 3) ، جنبًا إلى جنب مع نتائجنا عن TLC لإنسان نياندرتال ، مع كمية كبيرة من الأكسجين للحفاظ على مستوى DEE المرتفع المتوقع الذي اقترحه المؤلفون السابقون 9،35،51. يجب أن يكون سبب هذا الحجم الكبير من DEE لأدمغتهم الكبيرة (الشكل 3 ، الجدول 3) وكتلة الجسم النحيل الكبيرة (الجدول 3) ، ولكن التفسيرات البديلة مثل احتمال أن إنسان نياندرتال لديه أحشاء كبيرة (الكبد والجهاز البولي) اللازمة لمعالجة كبيرة. كميات من اللحوم ، يمكن أن تكون مرتبطة أيضًا بارتفاع DEE 52.

أ شكل الصدر والرئتين في المنظر الأمامي عند الإنسان الحديث وإنسان نياندرتال والأدمغة المرتبطة بهما في المنظر الجانبي. ينتمي صدر وجمجمة الإنسان البدائي إلى Kebara 2 5 و Guattari Neanderthals ، على التوالي. ينتمي الصدر والجمجمة للإنسان الحديث إلى ما متوسطه أربعة أشخاص حديثين 82 و OI-2053 ، على التوالي. ب التراكب في المنظر الأمامي للنياندرتال والأقفاص الصدرية البشرية الحديثة. ج التراكب في النظرة الذيلية للنياندرتال والأقفاص الصدرية البشرية الحديثة

على الرغم من وجود اتفاق حول الحجم الكبير للقفص الصدري لإنسان نياندرتال 14،15،16،17،18،19،20 ، فليس من الواضح ما إذا كانت أقفاصهم الصدرية أكبر بالنسبة لكتلة أجسامهم أو لقوامهم 35. على سبيل المثال ، تشير تقديرات منطقة Shanidar 3 Neanderthal التنفسية للضلع 8 إلى أنها كانت متناسبة مع كتلة جسمه ولكن منطقة التنفس في الضلع 8 Kebara 2 كانت أكبر نسبيًا بالنسبة لكتلة جسمه 35. في هذا الصدد ، يمكن أن تشير نتائجنا إلى أن كلاً من Kebara 2 و Tabun 1 قدما نسبة TLC / M أكبر من عيناتنا المرجعية البشرية الحديثة ، والتي تدعم عمل تشرشل البالغ 35. فيما يتعلق بما إذا كان إنسان نياندرتال يقدم TLC أكبر لمكانته مقارنة بالإنسان الحديث ، فإن نتائجنا تدعم هذا التأكيد لأن قيم TLC / S لأفراد Kebara 2 و Tabun 1 كانت (في المتوسط) أكبر من عينات الإنسان الحديثة المقابلة. يجب أن تكون حقيقة أن كلا النياندرتال يقدمان قيمًا أكبر لـ TLC / M و TLC / S مقارنةً بعينة الإنسان الحديثة لدينا مرتبطة بـ DEE الكبير.

However, some caution must be taken in the interpretation of these results since TLC/M and TLC/S ratio are based on estimates of stature and lean body mass in Neanderthals 9,35,51,53 and this could introduce some error in the ratios. Even when including this potential error, it is clear that Neanderthals’ thoraces were larger for their stature (Fig. 2), which would be consistent with previous research on ribcage/body size ratios based on rib size/humerus length 15 . It is also important to recall that lean body mass estimates were calculated applying fat-free mass percentages to the total Neanderthal body mass, which were taken from modern Inuit individuals 51,54,55 . Therefore, it is possible that the percentages for Neanderthals were different than those of Inuits. In addition to differences in fat-free mass percentages, there may also be differences in other tissues, such as brown adipose tissue. Although the role of this tissue in environmental adaptation is speculative, it is the only human tissue dedicated exclusively to heat production 56 . Body composition in Neanderthals is not the focus of our work and should be addressed in future research.

Regarding the evolutionary origin of the large Neanderthal TLC, H. heidelbergensis (likely potential ancestors of Neanderthals) are also thought to have large thoraces, both in absolute terms and perhaps relative to their stature as well 6,57 . However, the lack of literature on fossil remains of the costal skeleton makes it difficult to address this issue. Lower Pleistocene hominins from the Gran Dolina site (Burgos, Spain) are hypothetical ancestors of H. heidelbergensis (and thus Neanderthals) and are also thought to have large thoraces because of their long clavicles 6,30 . Whether H. antecessor is actually a species itself or represents an European branch of H. erectus/ergaster 34 , recent Bayesian analyses 58,59 suggest that H. antecessor belongs to a basal clade of modern human and Neanderthals, alongside other early وطي species such as H. erectus, ergaster and the recently discovered species named as H. naledi 60 . Therefore, H. antecessor could be used as an approach to test whether large bodied early وطي species already presented a large TLC.

Our results of estimated TLC based on ribs 7 and 10 yielded values of 5.28 l and 8.70 l for ATD6 hominins, respectively, which were larger than our comparative sample of female and male modern humans, respectively. In this case, we are not certain that these ribs belonged to the same individual, so we hypothesize here that ATD6–39 (the larger value) could represent a male rib, whereas ATD6–89+206 (the smaller value) could represent a female rib. If this is confirmed, we would see in ATD6 hominins the same evolutionary trend that we see in Neanderthals, males and females being larger (on average) than our modern human comparative sample. However, some caution should be taken because of the uncertainty in the composition of the ATD6 sample 31 . The TLC/M ratio for these hominins could not be calculated since body mass values are not available in the current literature due to the fact that this fossil site did not yield any remains of lower limbs that were well enough preserved to provide evidence of body mass 30 . Regarding stature, ATD6 hominins presented an average stature of 172.5 cm, which was larger than the average for Neanderthals 6,30,57 . The TLC/S ratio for ATD6 hominins using rib 7 was larger than the female average and larger than the male average using rib 10. This would support the possibility that ribs ATD6–89+206 and ATD6–39 are female and male ribs, respectively. It would also support what we found in Neanderthals, that is, that the large TLC relative to stature was beginning to be evident in the Lower Pleistocene of Europe, even when considering that ATD6 hominins presented larger statures than Neanderthals 6,30 .

Therefore, according to the evidence of TLC, if we accept that H. antecessor was in the basal clade of both Neanderthals and modern humans, we suggest here that a large ribcage relative to stature is present in the whole European hominin lineage (represented here by ATD6 hominins and Neanderthals). However, whether it is also present in other European hypothetically intermediate species such as H. heidelbergensis must be addressed in future research. The large ribcage of the European hominin lineage could be linked to the wide trunks proposed by previous authors for those species 6 , which would show an evolutionary trend towards Neanderthals, based on relative stature reduction and relative thorax size increase.

Regarding the adaptive significance of this evolutionary trend, it should be noted that in the Lower and Middle Pleistocene there is a trend towards large body sizes across most of the mammal clade, with herbivores showing a larger size increase than carnivores 61,62,63,64,65 . In carnivores, this size increase could be important for facilitating hunting tasks, whereas in herbivores it could be important for avoiding being preyed upon by carnivores. This general ecological rule could also apply to hominins and perhaps underlie the large body mass of Lower and Middle Pleistocene hominins, partially explaining their wide trunks 9 . Besides this general explanation, other more specific ones have been proposed: the stout (“short but massive”) Neanderthal body could be explained by the eco-geographical rules of Allen and Bergmann 66,67 , which could cause the shortening of distal limbs and the widening of the trunk observed in Neanderthals 1,2,3,4,5,6,7,8,9 . However, recent studies on bioenergetics show that Neanderthals inhabiting the same climatic conditions as modern humans present larger DEE than modern humans. This could be the result of the cost of maintaining heavy and highly muscled bodies with large brains (Fig. 3, Table 3) along with the need to exert muscular force in the accomplishment of subsistence tasks 9,35,36,51 . This larger muscle mass would have provided them with a greater thermogenic capacity and also greater insulation against cold compared to modern humans, which could be understood as an exaptation 9,35 . Future studies should include more Neanderthal ribs and also other hominin species not included here, such as H. heidelbergensis أو H. erectus, in order to expand the evolutionary framework.

Finally, even though physiological function must have been of evolutionary significance, caution should be used in assuming that an enlarged thorax was result of natural selection and was passed down as an adaptation to later European Pleistocene hominins. In particular, enhanced pulmonary function as modelled in modern human populations living at high altitudes shows that developmental processes have an important role in shaping the physiology of respiration and oxygen consumption 68,69,70,71,72 . Developmental factors also play an important role in determining thorax morphology. Here again, humans living at high altitudes from many different regions provide important data demonstrating this point, but the small sample sizes of hominin fossil assemblages make developmental factors difficult to test. The possibility that developmental processes contributed to the emergence of a large thorax and pulmonary capacity in early Pleistocene hominins of Europe and in later Neanderthals does not alter the results of this study.

Our work is, to our knowledge, the first successful attempt to estimate TLC in fossil hominins. We have found that Neanderthals presented around 20% larger lung capacities than modern humans, both absolutely and relative to their lean mass and stature. This could be caused by the large lean body mass of Neanderthals, coupled with their large brains and gut size (liver and urinary systems), contributing to their high DEE. Assuming that H. antecessor is in the basal clade of Neanderthals (which is still a heated debate), the trend towards large lung capacities could even be observed in the lower Pleistocene of ATD6. Finally, although we used a large sample of current Europeans to create a statistical model (controlled for stature and body mass) to calculate TLC in fossil hominins, future research should include broader samples from different modern humans populations. Those that present different limb proportions compared to Europeans and that could parallel Neanderthal body proportions (populations adapted to high altitudes and extreme low temperatures) are mostly necessary. In addition, future studies should make an effort to include early H. sapiens such as Cro-Magnon, Skhul or Abri Pataud.


Evolution Of Technology

By far the most interesting advancement in computers to me was the development of the “supercomper” called ATLAS. The University of Manchester developed ATLAS in the United Kingdom and it was officially authorized in 1962. This computer was unlike anything seen before it was ten times faster then any other computer built. There were many different changes in to the make the supercomputer so much faster and smarter. They changed their transistors from germanium to silicon.&hellip


CSIC reconstructs how Neanderthals grew, based on an El Sidrón child

How did Neanderthals grow? Does modern man develop in the same way as Homo neanderthalensis did? How does the size of the brain affect the development of the body? A study led by the Spanish National Research Council (CSIC) researcher, Antonio Rosas, has studied the fossil remains of a Neanderthal child's skeleton in order to establish whether there are differences between the growth of Neanderthals and that of sapiens.

According to the results of the article, which are published in Science, both species regulate their growth differently to adapt their energy consumption to their physical characteristics.

"Discerning the differences and similarities in growth patterns between Neanderthals and modern humans helps us better define our own history. Modern humans and Neanderthals emerged from a common recent ancestor, and this is manifested in a similar overall growth rate", explains CSIC researcher, Antonio Rosas, from Spain's National Natural Science Museum (MNCN). As fellow CSIC researcher Luis Ríos highlights, "Applying paediatric growth assessment methods, this Neanderthal child is no different to a modern-day child". The pattern of vertebral maturation and brain growth, as well as energy constraints during development, may have marked the anatomical shape of Neanderthals.

Neanderthals had a greater cranial capacity than today's humans. Neanderthal adults had an intracranial volume of 1,520 cubic centimetres, while that of modern adult man is 1,195 cubic centimetres. That of the Neanderthal child in the study had reached 1,330 cubic centimetres at the time of his death, in other words, 87.5% of the total reached at eight years of age. At that age, the development of a modern-day child's cranial capacity has already been fully completed.

"Developing a large brain involves significant energy expenditure and, consequently, this hinders the growth of other parts of the body. In sapiens, the development of the brain during childhood has a high energetic cost and, as a result, the development of the rest of the body slows down," Rosas explains.

Neanderthals and sapiens

The cost, in terms of energy, of anatomical growth of the modern brain is unusually high, especially during breastfeeding and during infancy, and this seems to require a slowing down of body growth. The growth and development of this juvenile Neanderthal matches the typical characteristics of human ontogeny, where there is a slow anatomical growth between weaning and puberty. This could compensate for the immense energy cost of developing such a large brain.

In fact, the skeleton and dentition of this Neanderthal present a physiology which is similar to that of a sapiens of the same age, except for the thorax area, which corresponds to a child between five and six years, in that it is less developed. "The growth of our Neanderthal child was not complete, probably due to energy saving", explains CSIC researcher Antonio Rosas.

The only divergent aspect in the growth of both species is the moment of maturation of the vertebral column. In all hominids, the cartilaginous joints of the middle thoracic vertebrae and the atlas are the last to fuse, but in this Neanderthal, fusion occurred about two years later than in modern humans.

"The delay of this fusion in the vertebral column may indicate that Neanderthals had a decoupling of certain aspects in the transition from infancy to the juvenile phase. Although the implications are unknown, this feature could be related to the characteristic enlarged shape of the Neanderthal torso, or slower brain growth", says Rosas.

The Neanderthal child

The protagonist of this study was 7.7 years old, weighed 26 kilos and measured 111 centimetres at the time of death. Although the genetic analyses failed to confirm the child's sex, the canine teeth and the sturdiness of the bones showed that it to be a male. 138 pieces, 30 of them teeth (including some milk teeth), and part of the skeleton- including some fragments of the skull from the individual- identified as El Sidrón J1, have recovered.

The researchers have been able to establish that our protagonist was right-handed and was already performing adult tasks, such as using his teeth as a third hand to handle skins and plant fibres. In addition, they know who his mother was, and that the child protagonist of this investigation had a younger brother in the group. Furthermore, this child was found to have suffered from enamel hypoplasia when he was two or three years old. Hypoplasia (white spots on the teeth, especially visible in the upper incisors), occurs when the teeth have less enamel than normal, the cause usually being malnutrition or disease.

Discovered in 1994, the El Sidrón cave, located in Piloña (in Asturias, northern Spain) has provided the best collection of Neanderthals that exists on the Iberian Peninsula. The team has recovered the remains of 13 individuals from the cave. The group consisted of seven adults (four women and three men), three teenagers and three younger children.

Previous studies have been carried out by a multidisciplinary team led by the paleoanthropologist Antonio Rosas (CSIC's National Museum of Natural Sciences), the geneticist Carles Lalueza-Fox (Institute of Evolutionary Biology, run by CSIC and the Pompeu Fabra University) and by the archaeologist Marco de la Rasilla (University of Oviedo).

تنصل: AAAS and EurekAlert! are not responsible for the accuracy of news releases posted to EurekAlert! by contributing institutions or for the use of any information through the EurekAlert system.


Going with the gut

A teeming community of microbes thrives in the colon, all ultimately feeding on our leftovers. These tens of trillions of individual organisms (similar in number to all the human cells in the human body) belong to many different species. Our microbial communities vary enormously from person to person, but there’s a lot of what Carmody calls “redundancy in function”: different microbes can play the same roles. “At a functional level, we’re more similar than we would appear to be when we just look at the different bugs that are present,” she says.

There are about 150 times as many independent genes in our microbiome as we have in our own bodies, which gives our microbes a vast metabolic range—much bigger than ours. They can perform a whole bunch of functions that we can’t, says Carmody, such as breaking down materials we can’t digest, including cellulose. That functional range “has driven really profound, but very visible changes in biodiversity across animals that are linked to diet,” says Carmody. For example, unlike humans and most other primates, who carry our microbiomes at the rear end of our intestinal tracts, ruminants like cows and sheep that eat cellulose-rich grasses and shrubs but do not manufacture cellulose-digesting enzymes have evolved to keep theirs at the beginning, in four-chambered stomachs. This arrangement allows microbes to first break down the cellulose, which then makes the nutritional contents of the plant cell more available to the animal.

Although we lack cows’ stomachs, we too benefit from gut microbes that digest cellulose and other nutrients that resist digestion in the small intestine. They break these down into short-chain fatty acids, which we can absorb in our colons and use for energy. However, short-chain fatty acids provide fewer calories than the carbohydrates and proteins from which they are derived, because some of the energy goes to fuel the microbes themselves. “Microbes help us salvage energy from food that would otherwise go undigested. So under dietary conditions where fewer nutrients are absorbed in the small intestine and more make it into the colon, you’ve got greater energy return in the colon, but not greater energy return overall, because you’ve lost the ability to have first dibs on that food,” says Carmody.

When we change what we feed our microbes by changing what we eat, that will change the entire microbial ecosystem. “From the microbial communities’ perspective, on the raw diet the microbial community in the colon is seeing a large influx of starch. On the cooked diet, it’s not really seeing much starch come in at all,” says Carmody. “And so on the raw diet, competition will favor microbes that are very good at processing and metabolizing that starch, causing them to proliferate in number at the expense of those who can’t really take advantage of that starch.”


Neanderthals and sapiens

The cost, in terms of energy, of anatomical growth of the modern brain is unusually high, especially during breastfeeding and during infancy, and this seems to require a slowing down of body growth. The growth and development of this juvenile Neanderthal matches the typical characteristics of human ontogeny, where there is a slow anatomical growth between weaning and puberty. This could compensate for the immense energy cost of developing such a large brain.

In fact, the skeleton and dentition of this Neanderthal present a physiology which is similar to that of a sapiens of the same age, except for the thorax area, which corresponds to a child between five and six years, in that it is less developed. “The growth of our Neanderthal child was not complete, probably due to energy saving”, explains CSIC researcher Antonio Rosas.

The only divergent aspect in the growth of both species is the moment of maturation of the vertebral column. In all hominids, the cartilaginous joints of the middle thoracic vertebrae and the atlas are the last to fuse, but in this Neanderthal, fusion occurred about two years later than in modern humans.

“The delay of this fusion in the vertebral column may indicate that Neanderthals had a decoupling of certain aspects in the transition from infancy to the juvenile phase. Although the implications are unknown, this feature could be related to the characteristic enlarged shape of the Neanderthal torso, or slower brain growth”, says Rosas.


Materials and Methods

Materials.

Our sampling strategy aimed to collect dental calculus from a minimum of two independent populations, each consisting of at least five individuals, for each host genus and modern human lifestyle group (excepting Alouatta) (SI Appendix, Table S1 and Dataset S1). Dental calculus was sampled from twentieth-century skeletal remains of wild Alouatta (A. palliata), Gorilla (جي. berengei beringei جي. berengei graueri جي. gorilla gorilla), and مقلاة (P. troglodytes schweinfurthii P. troglodytes ellioti P. troglodytes verus) and from archaeological Neanderthals and modern humans using established protocols (DOIs: 10.17504/protocols.io.7vrhn56 and 10.17504/protocols.io.7hphj5n). Although many present-day human dental plaque datasets are publicly available, they have been shown to not be directly comparable to dental calculus (23), and consequently we generated dental calculus data for present-day humans. The study of deidentified present-day dental calculus was approved by the Institutional Review Board for Human Research Participant Protection at the University of Oklahoma (IRB no. 4543). All samples were collected under informed consent during routine dental cleaning procedures by practicing dental odontologists. For additional sample context descriptions and additional ethical approval information, reference SI Appendix, section S2.1.

Laboratory Methods.

For all museum and field station samples, we performed DNA extraction in dedicated cleanroom facilities using a protocol optimized for the recovery of degraded and fragmentary DNA (86). Present-day calculus was extracted as previously described (23). For all samples, DNA was built into dual-indexed Illumina libraries (87) and shotgun sequenced. In addition, a subset of samples were separately subjected to UDG treatment (88), followed by deep sequencing. Negative controls were included in all extraction and library construction batches. Sequencing was performed on either Illumina NextSeq. 500 or HiSeq. 4000 platforms. For details, reference SI Appendix, section S2.2–S2.4 and protocols.io under DOI: 10.17504/protocols.io.bq7wmzpe.

Data Processing and Quality Filtering.

For detailed descriptions of preprocessing and analysis procedures, including code, reference SI Appendix and external data repository (GitHub repository: https://github.com/jfy133/Hominid_Calculus_Microbiome_Evolution Archive DOI: 10.5281/zenodo.3740493). Additional ancient (13) and present-day dental calculus (23) data from previous studies were downloaded from the Online Ancient Genome Repository (OAGR) (https://www.oagr.org.au/) and the European Bioinformatics Institute (EBI) European Nucleotide Archive (ENA) (https://www.ebi.ac.uk/ena/) databases, respectively. Comparative metagenomes from present-day modern human microbiome and environmental sources were additionally downloaded from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) Sequence Read Archive (SRA) database (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/). Accession numbers and download instructions for all FASTQ files are provided in SI Appendix, section S3.1. The EAGER pipeline (89) was used to perform initial preprocessing of sequencing data to remove possible modern human DNA sequences that can interfere with taxonomic profiling (due to present-day modern human DNA contamination in microbial reference genomes). We used relaxed bwa aln (90) mapping parameters for aDNA (−n 0.01), and nonhuman reads from replicate samples and libraries were then concatenated per individual. Human-mapped sequences were then poly-G clipped prior to reporting of mapping statistics. Processing statistics are provided in SI Appendix, section S3.2.

Taxonomic Binning and Preservation Assessment.

For taxonomic binning, we used the aDNA-optimized high-throughput aligner MALT (27, 91) together with the NCBI nt database (October 2017 uploaded to Zenodo under DOI: 10.5281/zenodo.4382154) and a custom NCBI RefSeq database (containing bacteria, archaea, and الانسان العاقل, October 2018, SI Appendix, section S3.3) and employed a relaxed percent identity parameter of 85% and a base tail cut off (“minimum support”) of 0.01%. Resulting RMA6 files were loaded into MEGAN6 CE (64) and prokaryotic Operational Taxonomic Unit (OTU) tables were exported (Dataset S2). A comparison of the two databases is provided in SI Appendix, section S3.3. Given the challenges of low preservation and contamination in ancient microbiome studies, we performed a multistep procedure to screen for and remove poorly preserved samples and contaminant OTUs from the non-UDG-treated dataset (SI Appendix, Fig. S2). We developed a visualization for the identification of calculus samples with weak oral microbiome signatures (SI Appendix, Fig. S3). This procedure involves comparing identified taxa to their previously reported isolation source(s), ranking these taxa from most to least abundant, and tracking the cumulative percentage of oral taxa along this rank (termed here as “decay”). Samples with a low percentage of oral taxa after an initial “burn-in” based on stabilization of curve fluctuation were removed from downstream analysis. Reference SI Appendix, section S3.4 for details. We compared this method to results obtained using SourceTracker (28)—which was performed on 16S-mapped reads filtered from shotgun data using EAGER (with comparative present-day modern human and environmental metagenomes as sources), followed by closed-reference clustering using QIIME (92)—and found concordance between the two methods (SI Appendix, Fig. S3). We next used the R package decontam (29) to statistically detect putative laboratory and environmental contaminants (as present in negative controls and a set of archaeological bone samples—SI Appendix, section S3.6), which were then removed prior to downstream analysis. To authenticate the remaining OTUs, we utilized the output of MaltExtract (93) in the MaltExtract-Interactive Plotting App (MEx-IPA) tool (DOI: 10.5281/zenodo.3380011), which we developed for rapid visualization of characteristic aDNA patterns, such as cytosine to thymine deamination, short fragment lengths, and edit distance from reference (SI Appendix, Fig. S4 and section S3.5). After mapping with EAGER to well-known oral taxa, we also validated DNA damage patterns using DamageProfiler (Fig. 1ج) (94).

Microbial Compositional Analysis.

To remove low-abundance environmental contaminants or spurious hits, we selected a minimum abundance cutoff of 0.07% of alignments for genus-level and 0.04% of alignments for species-level identifications (SI Appendix, Figs. S7 and S8 and section 5.2). We normalized profiles through phylogenetic isometric-log-ratio transformation (95) of the abundance-filtered OTU tables and then performed PCoA on the resulting euclidean distances (SI Appendix Fig. S5 ج و د و SI Appendix, section S4.1). To statistically verify host genus clusters, we used the adonis function from the R package vegan to perform PERMANOVA (35) analysis after controlling from unequal sample sizes (SI Appendix, section S4.2). After removal of poorly preserved samples, oral communities show distinct centroids for each host genus (bootstrapped PERMANOVA, ɑ = 0.05, P = 0.001, pseudo-F = 5.23, ص 2 = 0.28) Alouatta was excluded due to small sample size. We performed bootstrapped hierarchical clustering (96) on the euclidean distances of centered log ratio–transformed OTU tables and visualized the results in the form of a heatmap (Fig. 3 and SI Appendix section S4.3). Sample and taxon clustering was performed with the McQuitty hierarchical clustering algorithm, and taxon blocks within the heatmap were selected by visual inspection. Bootstrap values of sample clusters were estimated through the R package pvclust (96). Species oxygen-tolerance metadata was obtained from the BacDive database (97) via the BacDiveR R package (DOI: 10.5281/zenodo.1308060). For validation of the observations made on the heatmaps, we also performed grouped indicator analysis (98) (SI Appendix, section S4.4). Clustering of human oral microbiomes by variables such as time, geography, and dietary subsistence was assessed using PCoA, PERMANOVA, and hierarchical clustering (SI Appendix, section S4).

Core Microbiome Analysis.

Using the contaminant-filtered OTU tables of well-preserved samples, we converted all taxa above the minimum support threshold to a presence/absence profile. Taxa were required to be present in at least half (50%) of the members of a population for it to be considered core to the population and to be present in at least two-thirds (66%) of populations to be considered core to a host group (SI Appendix, Fig. S9 reference SI Appendix, section S5.2 for parameter experimentation details). We then generated UpSet plots (99) to visualize the microbial intersections of each host group at both the species and genus levels (Fig. 2 أ و B), and we also compared the results between both databases. Further discussion on the exclusion of the common soil genus Mycobacterium from core genera is provided in SI Appendix, section S5.2. Validation of results through smaller sample sizes was carried out by bootstrapping analysis, which was performed by randomly subsampling (with replacement) individuals from each host genus and rerunning the core calculation procedure to 1,000 replicates (SI Appendix, section S5.3). We created a diagram of the core human oral microbiome (Fig. 2ج) based on published fluorescence in situ hybridization (FISH) images of human dental plaque (8, 100). For species/genera that were not analyzed in these publications, literature searches were performed to find evidence of their localization within plaque based on immunohistochemistry, immunofluorescence, or FISH (SI Appendix, sections S5.1 and S5.4). All members of the human core microbiome are shown, including those also shared with other African hominids and howler monkeys. For further details, reference SI Appendix, section S5.3.

Genomic Analysis.

We used EAGER to map (see below for more details) the deep-sequenced UDG-treated dataset and four samples from present-day individuals (Alouatta, 3 Gorilla, 3 مقلاة, 4 Neanderthal, 3 ancient modern human, 6 present-day modern human, 4 total: 23) against the reference genomes of Tannerella forsythia و Porphyromonas gingivalis (SI Appendix, section S5.5). We used bedtools (101) to calculate the breadth and depth coverage of a set of known virulence factors for these two taxa. To reduce the risk of spurious alignments (e.g., from cross mapping of conserved sequences), we filtered out genes that had a breadth of coverage less than 70% and/or that appeared to have strongly different coverage depths compared to the rest of the genome (reference SI Appendix, section S5.5 for more details). The resulting genes were visualized as a heatmap for comparison (SI Appendix, Fig. S9). We selected all species-level Streptococcus alignments from the shallow sequenced dataset minimum support filtered NCBI nt–MALT OTU tables and assigned them to one of eight species groups based on the literature (67) (reference SI Appendix, section S5.6 for group definitions). We then calculated the fraction of alignments for each species group over all taxonomic alignments for each sample (Fig. 5B). To further validate the results, we calculated a similar ratio but based on the mapping of the deep-sequenced dataset against a superreference of 166 Streptococcus genomes (see below). We identified abpA- and abpB-like gene coordinates from the superreference using panX (102), then extracted the number of reads mapping to these annotations and calculated the fraction of these reads over all Streptococcus superreference mapped reads. We then applied a Mann–Whitney يو test to test the null hypothesis of no difference between the distributions of ratios of وطي and nonhuman primates, as well as compared these results to a distribution of P values of 100 randomly shuffled group assignments (reference SI Appendix, section S5.7 for more details). Reference sequences of abpA و abpB were extracted from Streptococcus genomes in RefSeq and indexed for mapping. All shallow sequencing dataset samples were mapped against all reference strains. For samples with a gene coverage of at least 40% at 1×, a consensus sequence was exported from the Integrative Genome Viewer (IGV) (103). An input file of the consensus sequences and references was generated in BEAUTi and used to run BEAST2 (104) for Bayesian skyline plot analysis. For details, reference SI Appendix, section S5.9.

Microbial Phylogenetics.

We first attempted a competitive-mapping strategy against genus-wide superreferences of identified core taxa (reference SI Appendix, sections S6.1 and S6.2), but this approach yielded only limited results (SI Appendix Fig. S10 and section S6.3). We then instead performed phylogenetic reconstruction by mapping the same dataset to a single representative genome for each genus, considered as representing a population of related taxa. To account for challenges with low-coverage ancient data, we called SNPs using MultiVCFAnalyzer and required each SNP call to have a minimum of 2× coverage and a support of ≥70% of reads (SI Appendix, section S6.5). The resulting FASTA alignments were loaded into R. Samples with fewer than 1,000 SNPs were removed, and pairwise distances were calculated based on the JC69 model (105). A bootstrapped neighbor-joining algorithm from the R package ape (106) was applied to the distance matrices with 100 replicates (SI Appendix, section S6.6). Trees were visualized with ggtree (107). Finally, we retained trees where the basal internal nodes had bootstrap supports of ≥70% (SI Appendix, Fig. S11). The same procedure was then applied to the shallow sequencing dataset with the additional samples described above in the main text (SI Appendix, Fig. S12). To test whether pre-14 ka individuals clustered with Neanderthals due to reference bias, we calculated the median number of positions that were shared between EMN001 and Neanderthals to a histogram of median pairwise comparisons between all modern human individuals (SI Appendix, section S6.6).

Functional and Metabolic Pathway Analysis.

We took two approaches to characterizing the functional profiles of the calculus metagenomes. First, we used HUMANn2 (63) [with MetaPhlAn2 (108) generated taxonomic profiles] to generate functional profiles based on the UniRef90 (109) and ChocoPhlAn (July 2018) (63) databases. Preservation was independently assessed for pathway abundance and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ortholog functional profiles, SI Appendix, section S7.1. We compared the functional profiles of well-preserved calculus between host groups using pathway abundance (ن = 94) and gene families converted to KEGG orthologs (ن = 109) using PCA (SI Appendix, Fig. S13). Orthologs with the strongest loadings were visualized with biplots (SI Appendix, Fig. S13 أج), and the species from which these orthologs were derived were determined (SI Appendix, Fig. S13 Bد). The clustering of host genera in PCAs using only orthologs in specific pathways (carbohydrates, amino acids, lipids) was also explored (SI Appendix, Fig. S10 أج). For details, reference SI Appendix, section S7.1.4. Second, we used AADDER (included within MEGAN6 CE) (64) to profile the number of alignments to annotations present in the custom RefSeq database as aligned by MALT (see above). We then used MEGAN6 to export SEED category (110) profiles. Preservation was independently assessed for SEED protein functional profiles, reference SI Appendix, section S7.2. We compared the functional profiles of well-preserved calculus (ن = 95) between host groups using proteins but not higher-level pathways (SI Appendix, Fig. S13). The proteins with the strongest loadings were visualized using biplots (SI Appendix, Fig. S13 هجي), and the species from which these proteins were derived were determined (SI Appendix, Fig. S13 Fح). The clustering of host genera in PCAs using only proteins in specific pathways (carbohydrates, amino acids, lipids) was also explored (SI Appendix, Fig. S14 دF). For details, reference SI Appendix, section S7.2.3.


شاهد الفيديو: Een Neanderthaler uit de Noordzee


تعليقات:

  1. Zolosho

    برافو ، يا لها من الكلمات الصحيحة ... ، فكرة رائعة

  2. Ethan

    لقد ساعدتني تسجيلاتك كثيرًا خلال وقت عصيب بالنسبة لي ، لقد كان دعمًا حقيقيًا. اكتب المزيد ، فهو يساعد.

  3. Warrane

    تدعوك المجلة الموضوعية على الإنترنت حول الموضة والأزياء للتعرف على المواد والمقالات المتعلقة بالموضة المعاصرة. ستضفي صورنا إشراقة على عملية القراءة وستمنحك المتعة. يتم تحديث موقعنا بانتظام وننشر مقالات وصورًا جديدة.

  4. Wise

    لم يسمع تال

  5. Aubin

    حقا وكما لم أفكر في هذا من قبل

  6. Brenn

    شكرا جزيلا للمساعدة في هذا السؤال. لم أكن أعلم أنه.

  7. Amphitryon

    يحتاج المؤلف إلى نشر نصب تذكاري لهذا! قون



اكتب رسالة