Ilmuwan Harvard baru saja menemukan mengapa manusia membakar energi tidak seperti hewan lain

Manusia telah mengembangkan tingkat metabolisme yang sangat tinggi, tidak seperti hewan lain yang dikenal. Tidak seperti primata yang menghemat energi dengan menjadi kurang aktif, manusia dapat tetap bergerak berkat berkeringat, yang mencegah panas berlebih. Keuntungan metabolik ini mungkin merupakan kunci keberhasilan evolusi kita.

Manusia memiliki tingkat metabolisme yang jauh lebih tinggi daripada mamalia lainnya, termasuk kerabat terdekat kami – apel dan simpanse – sesuai dengan studi Harvard baru. Para peneliti menyarankan bahwa memiliki metabolisme istirahat yang tinggi dan yang aktif memungkinkan leluhur pemburu-pengumpul kami untuk mengumpulkan cukup makanan sementara juga mendukung otak yang lebih besar, rentang hidup yang lebih lama, dan tingkat reproduksi yang lebih tinggi.

“Manusia tidak berantakan berbeda dari makhluk apa pun yang kita ketahui sejauh ini dalam hal bagaimana kita menggunakan energi,” kata rekan penulis studi dan Paleoanthropologist Daniel Lieberman, Profesor Ilmu Biologi Edwin M. Lerner di Departemen Biologi Evolusi Manusia.

Teka -teki Energi: Bagaimana kita membakar kalori secara berbeda

Diterbitkan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionalpenelitian ini menantang keyakinan lama bahwa primata manusia dan non-manusia memiliki tingkat metabolisme yang serupa atau bahkan lebih rendah dari yang diharapkan untuk ukuran tubuh mereka.

Menggunakan metode perbandingan yang disempurnakan yang memperhitungkan ukuran tubuh, suhu lingkungan, dan lemak tubuh, para peneliti menemukan bahwa manusia, tidak seperti kebanyakan mamalia – termasuk primata lainnya – telah berevolusi dengan cara yang menghindari tradeoff khas antara metabolisme istirahat dan aktif.

Mengapa simpanse adalah kentang sofa dan manusia terus bergerak

Hewan mengambil kalori melalui makanan dan, seperti rekening bank, menghabiskannya untuk biaya sebagian besar dibagi antara dua kategori metabolisme yang luas: istirahat dan aktivitas fisik. Di primata lain, ada pertukaran yang berbeda antara tingkat peristirahatan dan metabolisme aktif, yang membantu menjelaskan mengapa simpanse, dengan otak besar, strategi reproduksi yang mahal, dan rentang hidup, dan dengan demikian metabolisme istirahat yang tinggi, adalah “kentang sofa” yang menghabiskan banyak hari makan mereka, kata Lieberman.

Secara umum, hewan energi yang dihabiskan untuk metabolisme berakhir sebagai panas, yang sulit dihilangkan di lingkungan yang hangat. Karena tradeoff ini, hewan seperti simpanse yang menghabiskan banyak energi untuk metabolisme istirahat mereka dan juga menghuni lingkungan tropis yang hangat, harus memiliki tingkat aktivitas yang rendah.

Senjata Rahasia: Berkeringat untuk lebih banyak energi

“Manusia telah meningkatkan tidak hanya metabolisme istirahat kami di luar apa yang bahkan dimiliki simpanse dan monyet, tetapi-berkat kemampuan unik kami untuk membuang panas dengan berkeringat-kami juga dapat meningkatkan tingkat aktivitas fisik kami tanpa menurunkan tingkat metabolisme istirahat kami,” kata rekan penulis Andrew Yegian, seorang peneliti senior di laboratorium Lieberman.

“Hasilnya adalah kami adalah orang yang unik secara energik jenis. “

“Manusia telah meningkatkan tidak hanya metabolisme istirahat kami di luar apa yang bahkan dimiliki simpanse dan monyet, tetapi – berkat kemampuan unik kami untuk membuang panas dengan berkeringat – kami juga dapat meningkatkan tingkat aktivitas fisik kami tanpa menurunkan laju metabolisme istirahat kami.”

Andrew Yegian

Bagaimana tubuh kita menjadi pembangkit listrik metabolik

Analisis tim menunjukkan bahwa monyet dan kera berevolusi untuk berinvestasi sekitar 30 hingga 50 persen lebih banyak kalori dalam tingkat metabolisme istirahat mereka daripada mamalia lain dengan ukuran yang sama, dan bahwa manusia telah membawa ini ke ekstrem lebih lanjut, menginvestasikan 60 persen lebih banyak kalori daripada mamalia seukuran serupa.

“Kami mulai mempertanyakan apakah mungkin manusia dan primata lain dapat memiliki tingkat metabolisme total yang relatif rendah, yang diusulkan oleh peneliti lain,” kata Yegian. “Kami mencoba menghasilkan cara yang lebih baik untuk menganalisisnya menggunakan quotients. Saat itulah kita mencapai akselerator. “

Apa selanjutnya? Mempelajari metabolisme di dunia modern

Tim peneliti – yang mencakup kolaborator di Pusat Penelitian Biomedis Pennington Louisiana dan Universitas Kiel di Jerman – berencana untuk menyelidiki lebih lanjut perbedaan metabolisme di antara populasi manusia. Misalnya, petani subsisten yang menanam semua makanan yang mereka makan tanpa bantuan mesin memiliki tingkat aktivitas fisik yang jauh lebih tinggi daripada pengumpul pemburu dan orang-orang di lingkungan industri seperti orang Amerika. Namun, semua populasi manusia, terlepas dari tingkat aktivitas, menghabiskan jumlah energi yang sama untuk ukuran tubuh mereka pada tingkat metabolisme istirahat mereka.

“Yang benar -benar kami minati adalah variasi di antara manusia dalam tingkat metabolisme, terutama di dunia saat ini tentang peningkatan teknologi dan tingkat aktivitas fisik yang lebih rendah,” kata Yegian. “Karena kita berevolusi untuk aktif, bagaimana pekerjaan meja mengubah metabolisme kita dengan cara yang mempengaruhi kesehatan?”

Referensi: “Penskalaan Metabolik, Pengorbanan Alokasi Energi, dan Evolusi Metabolisme Unik Manusia” oleh Andrew K. Yegian, Steven B. Heymsfield, Eric R. Castillo, Manfred J. Müller, Leanne M. Redman dan Daniel E. Lieberman, 18 November 2024, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2409674121