2022年8月29日 星期一

咀嚼消耗的卡路里不但比你想像高,而且還可能了影響人類的進化

說到燃燒卡路里的方法,很少有人會想到咀嚼,也沒人認真研究過咀嚼所花的能量和時間。但一項最新的研究發現,我們每天消耗的能量中約有3%來自於咀嚼,如果偏愛根莖類食物,可能還更多。這對減重可能沒甚麼明顯幫助,因為消耗能量的效率遠低於走路,甚至消化,但它在人類長期演化中可能扮演了重要的角色。

南方古猿的頭骨。Image©PHILIPPE PLAILLY/SCIENCE

由曼徹斯特大學生物人類學家 Adam van Casteren所領導的研究團隊,首次對人類咀嚼所耗費的能量進行了精確計算,這項研究也為遠古人類祖先和現代靈長類動物下巴為何如此不同提供了具體的數據資料。

科學家們長期以來,一直懷疑我們的顎部的大小和牙齒形狀的演變,是為了讓咀嚼更有效率。隨著轉向食用更容易咀嚼的食物,並發展出如切碎和烹飪等減少咀嚼時間和精力的技術,頜骨和牙齒的形狀也發生變化,比起其他靈長類動物來得小。但如果不知道每天在咀嚼上花費的能量,就很難確定減少消耗能量是否真的是推動這些進化的一項因素。

因此研究團隊給21名男女戴上一個球形的頭盔,用以測量他們消耗的氧氣和呼出的二氧化碳量。然後請受試者咀嚼一種無味、無臭、無熱量的口香糖15分鐘。這種口香糖因為無味、無熱量,所以不會觸發也會耗能的消化系統。

Image©Adam van Casteren

研究團隊發現,受測者在咀嚼時呼吸的二氧化碳水平上升,顯示他們的身體在更努力工作。當口香糖較軟時,受試者的新陳代謝平均上升 10%,但當口香糖較硬時,咀嚼則比休息時增加 15%的耗能。總的來說,這個咀嚼口香糖的實驗只占日常能量消耗的不到 1%,但卻量化了咀嚼所消耗的能量。

在出現烹飪和使用工具之前,早期人類可能得花更多時間來咀嚼,以大猩猩來說,咀嚼可能花了至少2.5%的能量,而吃的食物越硬,咀嚼所需要的時間越長,佔總耗能的比例也會更高。因此飲食習慣與有效的咀嚼在進化上是一種優勢,因為咀嚼節省下來的能量可以用在其他方面,例如休息、恢復和生長。

計算人類咀嚼能量也讓我們看到其他人科動物的進化策略。例如南方古猿(Australopithecus),200萬到400萬年前生活在非洲的一個人種,他們牙齒的咀嚼面和顎部肌肉比現代人大四倍,在咀嚼上一定消耗更多能量。

但科學家也不相信咀嚼能量就是人類頜骨和牙齒演變的唯一因素,因為還有其他因素可能更重要,例如,顎部形狀能否能盡量減少牙齒的斷裂與磨損,因為沒了牙齒,能量也會很快消耗殆盡。

與南方古猿及現代靈長類動物相比,人類是一個異數。我們每天只花7分鐘來咀嚼,相較之下,大猩猩90%清醒的時間都在咀嚼,和牛羊等反芻動物相當。而減少花在咀嚼上的能量,或許真是促成人類進化里程碑的因素之一。 

Science

doi: 10.1126/science.ade4630

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