Vai trò quan trọng của nguồn thực phẩm động vật đối với sự tiến hóa của con người

Vai trò quan trọng nguồn thực phẩm động vật tiến hóa người Katharine Milton Tạp chí Dinh dưỡng Lâm sàng Mỹ (AJCN), tập 133, số phát hành 11, 1/11/2003, trang 3886S-3892S, https://doi.org/10.1093/jn/133.11.3886S Mục lục Tóm tắt sơ lược Hình thái so sánh ruột người ruột vượn Động lực học so sánh ruột người ruột vượn Tỷ lệ ruột động lực học Bộ Ăn thịt Q trình tiến hóa Họ người (vượn thân người) Ảnh hưởng chất lượng dinh dưỡng giảm sút Liên họ Người: khỉ đột đười ươi ví dụ đại Duy trì tình hình Liên họ Người: tinh tinh ví dụ đại Tăng cường chất lượng chế độ dinh dưỡng Liên họ Người: xuất dòng dõi người Vai trò nguồn thực phẩm động vật 10 Thảo luận - Tóm tắt sơ lược Chế độ ăn uống hàng ngày loài linh trưởng hoang dã đa phần có nguồn gốc thực vật, chúng ăn lượng vừa phải thực phẩm/thức ăn có nguồn gốc động vật Nguyên liệu thực vật chiếm từ 87% đến 99% chế độ dinh dưỡng thường niên loài vượn lớn (great apes), họ hàng gần với người đại (Homo sapiens sapiens) Phản ánh mối quan hệ di truyền chặt chẽ, hình thức ruột với nhu cầu dinh dưỡng vượn người (Liên họ Người/Hominoidea) giống nhau, mơ hình động học tiêu hóa hai chi - mơ hình vào ln chuyển tương đối chậm chất ăn vào bụng Ở lồi động vật có vú ăn thực vật, đối lập với động vật có vú ăn thịt, kích cỡ thể lớn có liên quan đến chất lượng dinh dưỡng thấp Chuyển sang thực phẩm có nguồn gốc động vật thói quen thay thành phần dinh dưỡng tiêu thụ cho phép dịng dõi người tiến hóa tránh hạn chế dinh dưỡng đè lên gia tăng kích cỡ thể lồi vượn Nếu không thường xuyên tiếp cận với nguồn thực phẩm động vật người tiến hóa khơng có não lớn phức tạp khác thường, đồng thời tiếp tục quỹ đạo tiến hóa họ lồi linh trưởng to lớn, nhanh nhẹn có tính xã hội cao Khi q trình tiến hóa người tiến triển, đặc biệt trẻ em với não lớn phát triển nhanh chóng nhu cầu trao đổi chất dinh dưỡng cao so với người trưởng thành, loại thực phẩm cô đặc chất lượng cao chẳng hạn thịt chắn cung cấp nhiều lợi ích Ngày nhiều người, đặc biệt người đến từ quốc gia có thu nhập cao, thường lựa chọn thực phẩm thay khơng có nguồn gốc động vật chất lượng cao đa dạng, loại thực phẩm lại khơng có sẵn cho tổ tiên người thời đồ đá cũ, chí người sống quốc gia thu nhập thấp chưa tiếp cận với lựa chọn Con người xếp vào Bộ Linh trưởng, phân thứ Linh trưởng bậc cao (Anthropoidea), Liên họ Người, phân loại phản ánh mối quan hệ tiến hóa chặt chẽ người vượn Dữ liệu di truyền tinh tinh người tách từ tổ tiên chung khoảng 6-7 triệu năm trước, xét mặt tiến hóa khơng phải khoảng thời gian dài Để đánh giá vai trò thực phẩm có nguồn gốc động vật trình tiến hóa người, quan trọng phải xét đến hành vi dinh dưỡng lồi linh trưởng hoang dã cịn tồn tổ tiên chúng Động vật linh trưởng thường mô tả động vật ăn tạp, chúng lại lồi ăn tạp đặc biệt phần lớn thức ăn mà chúng ăn hàng ngày có nguồn gốc thực vật Động vật linh trưởng tin tiến hóa khu rừng nhiệt đới từ khoảng 65 triệu năm trước, chí đến tận khu vực mà ta tìm hầu hết lồi linh trưởng Những chứng cổ sinh vật học gần cho thấy Họ Người (vượn thân người) biết đến sớm nhất, Chi Vượn đất (Ardipithecus ramidus) - đơn vị phân lồi (taxon) ước tính khoảng 4,4 triệu năm tuổi - thường sống khu rừng sâu kín thay sống mơi trường thảo ngun rộng mở Khi sống rừng, nguồn thức ăn thực vật có sẵn cho hầu hết động vật linh trưởng toàn lịch sử tiến hóa chúng lá, quả, hoa loài dây leo nhiệt đới (chủ yếu loại thực vật hai mầm, thực vật hạt kín thân gỗ) Người ta tin khỉ nhỏ chủ yếu ăn thức ăn có nguồn gốc động vật, điều khơng Ngay lồi khỉ nhỏ mà đến tồn khỉ lùn (Cebuella) có chế độ ăn uống với 65% thực phẩm có nguồn gốc thực vật mật hoa, nhựa thịt trái ngọt, đồng thời chúng bổ sung thêm chất từ động vật, chủ yếu trùng Tất lồi vượn lớn động vật ăn cỏ (ăn thực vật) (Vì vượn lớn họ hàng gần với người đại, nên việc đánh giá chủ yếu tập trung vào chế độ dinh dưỡng hình thái học lồi vượn, phần lớn áp dụng cho loài khỉ khác) Khỉ đột đười ươi ước tính có chế độ ăn uống với khoảng 99% thực phẩm thực vật, số tinh tinh từ 87% đến 98% Trọng tâm hướng vào chế độ dinh dưỡng thực vật mạnh mẽ tất lồi vượn sống cổ xưa mặt tiến hóa Bộ vượn hóa thạch 15 triệu tuổi cho thấy lối sống ăn thực vật, chủ yếu ăn Tất loài vượn tiêu thụ côn trùng, thường theo cách vơ tình chúng ăn phần thực vật Một lượng nhỏ thức ăn động vật cung cấp cho loài vượn chất dinh dưỡng vi lượng quan trọng Một số cộng đồng tinh tinh ăn mối kiến, đơi khi, chúng cịn săn, giết, ăn thịt động vật có xương sống Tuy nhiên, tinh tinh đực vượt trội tiêu thụ lượng thịt mồi có xương sống đáng kể mà thơi, chế độ ăn uống điển hình tinh tinh phần lớn bao gồm trái chín 2 Hình thái so sánh ruột người ruột vượn Khi ruột người so sánh với ruột lồi vượn cịn tồn tại, nhiều điểm tương đồng số điểm khác biệt phát Tồn lồi thuộc Họ Người cịn tồn đến tận (vượn người), hòa hợp với nguồn gốc/dòng dõi họ từ tổ tiên chung, cho thấy giống giải phẫu ruột bản: dày axit đơn giản, ruột non, manh tràng/ruột tịt nhỏ cuối ruột thừa ruột kết hình thành túi rõ rệt Tuy nhiên, người khác với tất loài vượn số đặc điểm tỷ lệ ruột (Biểu đồ 1) Ở người, nửa (56%) tổng thể tích ruột tìm thấy ruột non, tất lồi vượn lại có tổng thể tích lớn (trên 45%) ruột kết Ngồi ra, kích cỡ ruột tổng thể liên quan đến kích cỡ thể người nhỏ so với kích cỡ ruột lồi vượn Biểu đồ Dịch: Relative Gut Volume: Thể tích ruột tương đối (%) Gut Part By Species: Bộ phận ruột loài -Sotmatch: dày Small Intestine: Ruột non Cecum: Manh tràng Colon: Ruột kết -Gibbon: Vượn gibbon Siamang: Vượn mực Orangutan: Đười ươi Gorilla: Khỉ đột Chimpanzee: Tinh tinh Human: Người -Tỷ lệ ruột tương loài tồn thuộc Họ Người (tỷ lệ phần trăm thể tích tổng thể ruột) Vượn nhỏ hơn: vượn gibbon, vượn mực; vượn lớn: đười ươi, khỉ đột, tinh tinh; người phương Tây Sự chi phối đoạn cuối ruột phơi lồi vượn cho thấy thích nghi với chế độ ăn uống có chất lượng thấp chế độ người tiêu thụ, chế độ chứa nhiều vật chất thực vật, chẳng hạn chất xơ khơng hịa tan loại hạt Ngược lại, tỷ lệ ruột người, với vượt trội ruột non, nơi tiêu hóa hấp thu chất dinh dưỡng chính, cho thấy thích nghi với chế độ ăn uống chất lượng cao, chế độ giàu dinh dưỡng dễ tiêu hóa so với chế độ ăn uống vượn hoang dã Kích cỡ ruột tổng thể kích cỡ số phần ruột biết thay đổi đáng kể khoảng vài tuần số lồi động vật có vú nhỏ gia cầm để phản ứng lại biến động chất lượng dinh dưỡng Người vượn có tính linh hoạt ruột đáng kể Song, người cho thấy số mức độ linh hoạt ruột, có khác biệt quần thể lẫn khác quần thể đặc điểm ruột người chẳng hạn độ dài ruột kết, độ dài ruột non kích cỡ manh tràng Tuy nhiên, ruột tất bị chi phối ruột non, tất lồi vượn sống lại có ruột bị ruột kết chi phối, điểm khác biệt có can thiệp yếu tố di truyền hai trường hợp Rất khó để kết luận xác thời điểm bắt đầu xuất thay đổi tỷ lệ ruột người vượn Những tỷ lệ ruột hẳn định rõ đặc điểm dòng dõi tổ tiên tạo tất người đại khoảng 160.000 năm trước; nhiên, tỷ lệ ruột đặc trưng trực nhân/người đứng thẳng (H erectus) hay chí xảo nhân/người tối cổ (H habilis) trước Động lực học so sánh ruột người ruột vượn Tỷ lệ ruột nhân tố tác động đến lựa chọn thực phẩm môi trường tự nhiên, nhân tố quan trọng khác cần xem xét động lực học ruột Động lực học ruột đề cập đến mơ hình chuyển động chất ăn vào bụng, dạng hạt dạng lỏng, thơng qua đường tiêu hóa Nghiên cứu mơ hình động lực học ruột lồi định cung cấp nhìn sâu xa yếu tố làm sở cho lựa chọn thực phẩm lồi hạn chế phạm vi dinh dưỡng chúng Milton Demment xem xét mơ hình động học tiêu hóa lồi tinh tinh thơng thường (Pan troglodytes) với chế độ dinh dưỡng chứa 14% chất xơ không tan dung dịch trung tính (NDF) 34% NDF (Bảng 1) Các chất ăn vào bụng/đồ ăn thức uống di chuyển nhanh với chế độ dinh dưỡng có hàm lượng chất xơ cao, với thời gian trung chuyển/luân chuyển trung bình (MTT) 38 tiếng với chế độ dinh dưỡng nhiều chất xơ 48 tiếng với chế độ chất xơ Thời gian luân chuyển trung bình ước lượng thời gian trung bình mà "các hạt" thị cần để qua hệ thống với khoang không xác định Vì chất ăn vào bụng di chuyển nhanh đối tượng tinh tinh chất lượng dinh dưỡng thấp (như chế độ dinh dưỡng giàu chất xơ), nên đường tiêu hóa tinh tinh có thời gian để xử lý chất ăn vào bụng lưu chuyển qua Tuy nhiên, thức ăn chất lượng thấp lại di chuyển nhanh hơn, nên tinh tinh xử lý khối lượng thực phẩm lớn ngày Mơ hình động học chứng minh khả mang lại lợi ích môi trường tự nhiên biến động theo mùa biến động môi trường khác làm giảm tính khả dụng loại thực phẩm chất lượng cao Dữ liệu tương tự thời gian luân chuyển trung bình khỉ đột đười ươi Caton thu thập Kết Caton cho thấy động lực học ruột khỉ đột đười ươi tương tự loài tinh tinh thông thường Tuy nhiên, phải lưu ý tất lồi vượn lớn việc luân chuyển hạt thức ăn nhanh không thực nhanh Bảng Thời gian xuất lần đầu (TFA), thời gian luân chuyển trung bình (MTT) thời gian luân chuyển ruột thấp (T) thị dạng chất lỏng (CoEDTA) dạng chất xơ (Cr) để phản ứng với lượng chất xơ chế độ dinh dưỡng tinh tinh người phương Tây TFA1 MTT2 Chế độ dinh dưỡng Tinh thị tinh3 Người1 Tinh Dạng lỏng 24,9 ± 3,6 — Dạng hạt 27,4 ± 7,5 26,0 ± 1,0 T2 Tinh tinh3,5 Người4 tinh3,5 Người4 47,7 ± 3,2a 61,6 — — 48,0 ± 3,4b 62,4 17,2 ± 2,6a 17,5 Chất xơ thấp Chất xơ cao TFA1 MTT2 T2 Chế độ dinh dưỡng Tinh thị tinh3 Người1 Tinh tinh3,5 Người4 Tinh tinh3,5 Người4 Dạng lỏng 23,7 ± 2,6 — 35,1 ± 2,3b 38,9 — — Dạng hạt 23,3 ± 2,5 — 37,7 ± 2,2c 40,9 12,3 ± 3,7b 11,7 Thời gian xuất lần đầu (TFA) đại diện cho xuất lần vật chất thị dạng lỏng dạng hạt vật chất phân TFA với đối tượng người K Milton tính tốn cách sử dụng thị hạt bao gồm dải nhựa khơng hịa tan mềm, nhỏ; n= Thời gian luân chuyển trung bình (MTT) thời gian luân chuyển ruột thấp (T) (tính theo tiếng) tinh tinh người tính tốn kỹ thuật mô tả nghiên cứu Wrick đồng nghiệp, Van Soest với đồng nghiệp Dữ liệu tinh tinh từ nghiên cứu Milton Demment; n = 6; chế độ dinh dưỡng có hàm lượng chất xơ thấp, 14% chất xơ khơng hịa tan dung dịch trung tính (NDF); chế độ có hàm lượng chất xơ cao, 34% NDF Dữ liệu người từ từ nghiên cứu Milton Demment; n = 6; chế độ dinh dưỡng có hàm lượng chất xơ thấp, 14% NDF; chế độ có hàm lượng chất xơ cao, 34% NDF Giá trị trung bình ± sai số chuẩn với thời gian luân chuyển trung bình tinh tinh Những chữ siêu văn khác cột khác biệt cách xử lý liệu tinh tinh [P < 0,01; bạn tham khảo thêm nghiên cứu Milton Demment để hiểu thêm thử nghiệm luân chuyển tinh tinh] Nhiều nghiên cứu mở rộng động lực học luân chuyển người tiến hành Ví dụ, nghiên cứu chi tiết động học luân chuyển người Đại học Cornell thời gian luân chuyển trung bình 62,4 tiếng với đối tượng ăn theo chế độ không chứa chất xơ, 40,9 tiếng với đối tượng ăn theo chế độ dinh dưỡng với 17,3% chất xơ (Bảng 1) Các nghiên cứu cho thấy thời gian luân chuyển trung bình người thay đổi đáng kể quần thể/dân số, người với người chí cá nhân định Tuy nhiên, khối lượng liệu lớn ủng hộ quan điểm người, chế độ dinh dưỡng chất lượng cao lưu chuyển chậm chế độ chất lượng thấp, hầu hết người trưởng thành cần từ 36 tiếng trở lên để luân chuyển hạt chất ăn vào bụng trung bình, chí với chế độ dinh dưỡng không tinh luyện Trong thử nghiệm cho ăn, người tinh tinh có MTT T tương đương (T = thời gian trung bình mà "các hạt" thị cần để qua vùng cuối ruột phơi) thử nghiệm tiêu hóa sử dụng chế độ dinh dưỡng cám lúa mì có kích thước hạt tương tự Sự tương đồng đáng ý thời gian luân chuyển xảy bất chấp thực tế tinh tinh có ruột "tồn phần," đoạn cuối ruột phôi, lớn nhiều so với người Sự tương đồng MTT T người tinh tinh hỗ trợ quan điểm cho động lực học luân chuyển loài tồn thuộc Họ Người đặc điểm bảo toàn mặt di truyền, liên quan đến đặc điểm tỷ lệ ruột Với chứng tay, dường khơng có cách mà người lẫn tinh tinh bắt đầu luân chuyển chất ăn vào bụng cách nhanh chóng Thay vào đó, đề cập trên, mơ hình động lực học ln chuyển dòng dõi định dường đặc điểm bảo toàn mặt di truyền Những chứng bổ sung hỗ trợ tun bố tìm thấy nghiên cứu giải phẫu ruột động lực học luân chuyển thành viên tồn đến ngày thuộc Bộ Ăn thịt Tỷ lệ ruột động lực học Bộ Ăn thịt Tất 284 lồi cịn tồn Bộ Ăn thịt cho thấy mơ hình giải phẫu ruột - dày đơn giản đường tiêu hóa ngắn; ruột kết khơng kết túi Ở số dòng dõi, xuất phát triển manh tràng/ruột tịt dòng dõi khác, ví dụ Họ Gấu (Ursidae), Họ Gấu mèo (Procyonidae) Họ Chồn (Mustelidae), đoạn xa ruột non lại đánh dấu thay đổi đột ngột niêm mạc mà khơng có diện manh tràng Ruột tất loài Bộ Ăn thịt có hình thức đơn giản đến kinh ngạc so với ruột hầu hết động vật ăn tạp (đơn cử lợn) động vật ăn cỏ (ví dụ gia súc, chuột túi kagaroos) Trong toàn Bộ Ăn thịt, thời gian luân chuyển thực phẩm nhanh chóng Ví dụ, thời gian luân chuyển trung bình (ở thời gian xuất chất ăn vào bụng lần đầu) loài chồn nâu, loài động vật ăn thịt túy, 2,4 tiếng (dao động từ 1,03 đến 3,6 tiếng) Một gấu Bắc Cực 370kg cho thấy chế độ đại tiện hai mô thái/hai phương thức sau ăn thịt hải cẩu với lần đại tiện kể từ bữa ăn khoảng 17-18 tiếng, lần thứ hai rơi vào khoảng 23-26 tiếng Ngược lại, liệu MTT với đối tượng người phương Tây Đại học Cornell lại sau 26 tiếng, hạt thức ăn trung bình lưu chuyển qua đường tiêu hóa đối tượng thêm 15-35 tiếng trước tiết Giống Bộ Ăn thịt, tất lồi cịn tồn thuộc Liên họ Người (vượn người) bị "mắc kẹt" với mơ hình động lực học tiêu hóa tổ tiên, tức là, mơ dường chống lại biến đổi mặt tiến hóa Quá trình tiến hóa Họ người Hồ sơ hóa thạch cho thấy thời kỳ từ đầu đến Trung Tân (thế Miocene) (khoảng 25-15 triệu năm trước) khoảng thời gian mà loài vượn phát triển nhanh mạnh Chúng có kích thước khác từ lồi khỉ nhỏ đến cịn tồn đến khỉ đột Nhìn chung, đặc trưng lồi vượn thời kỳ mơ hình hình thái hàm chuyên để ăn trái cây, số chứng loài vượn lớn có xu hướng ăn tạp Đến cuối Trung Tân, người ta đặt giả thuyết số lợi cạnh tranh mà lồi khỉ sở hữu chiếm hết chỗ loài vượn, dẫn đến tuyệt chủng chúng Như Andrews ra, tất lồi thuộc Họ Người cịn tồn đến ngày thích nghi với đặc trưng sinh thái bất thường, phần nhờ tiến hóa hình thức vận động chun biệt cao Kích thước thể ngày tăng dường tạo điều kiện cho sống sót lồi vượn, lồi thuộc Họ Người cịn tồn liên (vượn người) lớn đáng kể so với lồi khỉ cịn sót lại liên Một nghiên cứu sơ giản hành vi dinh dưỡng lồi vượn lớn cịn tồn chứng minh việc ăn thịt giữ vai trò quan trọng việc cho phép thành viên dòng dõi người vượt qua hạn chế lượng cách tăng kích cỡ thể dịng dõi Họ Người mà khơng đồng thời làm tăng chất lượng dinh dưỡng Ảnh hưởng chất lượng dinh dưỡng giảm sút Liên họ Người: khỉ đột đười ươi ví dụ đại Khỉ đột lồi Linh trưởng cịn tồn lớn với đực trưởng thành nặng khoảng 160kg nặng khoảng 93kg Đười ươi xếp sau khỉ đột kích thước với cân nặng đực rơi vào khoảng 69kg 37kg Khơng có đáng ngạc nhiên, có kích thước thể lớn chế độ ăn uống thiên thực vật, nên khỉ đột, đặc biệt khỉ đột núi, đười ươi thường buộc phải tìm đến loại thực phẩm thực vật chất lượng thấp - ví dụ già, vỏ cây, trái chưa chín - nguồn thực vật chất lượng cao chẳng hạn trái chín non khơng có sẵn Ở lồi động vật có vú ăn thực vật, gia tăng kích thước thể có ý nghĩa đinh dưỡng khác xa gia tăng kích thước thể lồi động vật có vú ăn thịt Một lồi động vật ăn thịt túy, chẳng hạn mèo, tăng kích thước the0 thời gian tiến hóa mà khơng bị giảm chất lượng dinh dưỡng Chúng ta thấy rõ điều so sánh thức ăn linh miêu với thức ăn hổ; khác biệt kích thước mồi Tình trạng khơng phổ biến trường hợp lồi động vật có vú ăn thực vật Khi động vật có vú ăn thực vật tăng kích thước thể chất lượng dinh dưỡng chúng giảm, ta thấy rõ điều so sánh loại thực phẩm linh dương rừng nhỏ với thức ăn voi Demment Van Soest cho việc thay đổi kích thước thể chế để phân biệt nhu cầu ăn uống động vật ăn cỏ lưu ý kích thước thể mà lớn hàm lượng chất xơ chế độ dinh dưỡng tăng (nói cách khác chất lượng dinh dưỡng giảm) Như thảo luận, có đồng thuận chung việc loài thuộc Họ Người mà tồn tại, vượn người, có tổ tiên ăn thực vật Có lẽ lựa chọn tăng kích thước thể khỉ đột đười ươi ban đầu có liên quan đến điều kiện mơi trường mà loại thực phẩm thực vật với chất lượng cao hơn, lý chẳng hạn cạnh tranh với loài khỉ, thiếu hụt theo mùa, yếu tố khác mà khơng có sẵn và/hoặc tiếp cận với số lượng đầy đủ suốt năm Hoặc, ngược lại, thực phẩm thực vật chất lượng thấp lại dư thừa sử dụng cách dễ dàng hiệu loài thuộc Họ Người có thân hình lớn Dù gia tăng kích thước thể theo thời gian tiến hóa cho phép lồi vượn sống sót dựa vào loại thực phẩm thực vật chất lượng thấp hơn, tận dụng nguồn thực vật mà không hỗ trợ lồi linh trưởng nhỏ hơn, nhờ mà chúng tránh việc cạnh tranh với loài khỉ Kích thước thể lớn dường thích nghi quan trọng với chế độ dinh dưỡng thể khỉ đột đười ươi Tuy nhiên, việc gia tăng kích thước thể phụ thuộc vào loại thức ăn thực vật chất lượng thấp có hệ tiêu cực định, cụ thể giảm bớt số đặc điểm thường coi đặc tính cao động vật linh trưởng bậc cao hơn, đặc biệt là, mức độ cao tính di động tính xã hội Cả khỉ đột đười ươi khơng động, nhanh nhẹn có phức tạp hành vi thành viên Chi Pan hay Chi Tinh tinh, chúng không cho thấy cấp độ xã hội cao tinh tinh Trong thực tế đười ươi lồi vượn người cịn tồn mà sống đơn độc, thoái trào xã hội dường bị quy định kích thước lớn đười ươi mơ hình phân phối thực phẩm thực vật hoang dã chúng Do đặc điểm chế độ dinh dưỡng gần dựa vào thực vật kết hợp với mơ hình động lực học ruột chúng, nên đầu vào lượng hai lồi vượn lớn thường bị hạn chế mà hành vi không quan trọng khơng q trình chọn lọc ưa chuộng - nói cách khác, đười ươi khỉ đột khơng có đủ lượng "bổ sung" để hoạt động giao tiếp xã hội/sống thành đàn cách tích cực Duy trì tình hình Liên họ Người: tinh tinh ví dụ đại Khỉ đột đười ươi cho thấy điều xảy dịng dõi Họ Người quỹ đạo tiến hóa liên quan đến tăng kích thước thể giảm chất lượng dinh dưỡng Chuyện xảy Họ Người nếu, bất chấp áp lực mơi trường, lồi trì chất lượng tiếp tục ăn chủ yếu thực phẩm thực vật Các loài tinh tinh vượn bonobo hay tinh tinh lùn tồn minh họa chiến lược dinh dưỡng Chúng ăn theo chế độ dinh dưỡng chất lượng cao bao gồm phần lớn trái chín; bên cạnh chế độ này, chúng bổ sung thêm loại non, chồi hoa giàu protein số chất động vật, chủ yếu động vật không xương sống chúng ăn động vật có xương sống nhỏ Tổ tiên lồi thuộc Chi Pan nhỏ loài tinh tinh tồn tại, có lẽ chúng khơng phải "chun gia" trái chín mọng Bằng việc tăng kích thước thể theo thời gian tiến hóa - tinh tinh đực nặng khoảng 49kg trọng lượng rơi vào khoảng 41 kg - ngày ăn nhiều trái chín, loại thực phẩm giàu lượng khác thường, nên tinh tinh vượn bonobo tồn tận lồi vượn có khả vận động tính xã hội cao Kích thước thể lớn phần giúp tinh tinh nhận lợi ích chuyển hóa bàn đến với hai lồi vượn lớn Nó đảm bảo khả tiếp cận loại ăn (tinh tinh chiếm chỗ ăn đối thủ cạnh tranh có thân hình nhỏ hơn) cung cấp số mức độ bảo vệ chúng khỏi công động vật ăn thịt mặt đất (tinh tinh thường di chuyển rừng cách mặt đất, leo trèo lên ăn để ăn) Vì loại thực phẩm mà tinh tinh chuyên ăn (trái chín mọng) giàu lượng, nên nhiều người thắc mắc chúng giữ đoạn cuối ruột phôi lớn Sao tỷ lệ ruột tinh tinh sống sót khơng soát với tỷ lệ ruột người đại? Vì lồi thuộc Họ Người, tinh tinh vừa có manh tràng nhỏ lại vừa có tỷ lệ luân chuyển chất ăn vào bụng chậm Chúng phải nhận đủ vật chất thực vật ngày để đáp ứng hoàn toàn gần hoàn toàn nhu cầu hấp thu protein dưỡng chất cần thiết khác Hạt giống thân gỗ, chất pectin, cellulose hemicellulose thành phần chắn thu ăn trái Ruột kết lớn cho phép tinh tinh giữ lại vật chất thực vật khoảng thời gian đủ để vi khuẩn đường ruột lên men pectin số chất xơ dinh dưỡng khác Các axit béo dễ bay sản sinh trình lên men cung cấp lượng cho tinh tinh, nguồn lượng cần thiết cho sống cịn chúng giai đoạn thiếu hụt nguồn cung trái chín năm Giờ có hai ví dụ Một lồi thuộc Họ Người tới tồn (khỉ đột đười ươi) mà đại diện cho quỹ đạo tiến hóa liên quan đến kích thước thể tăng chất lượng dinh dưỡng giảm Ví dụ cịn lại lồi cịn tồn thuộc Họ Người có kích thước thể bé nhiều (tinh tinh), quỹ đạo tiến hóa vào việc "duy trì tình hình" chế độ dinh dưỡng Người nguyên thủy dường đại diện cho ví dụ khả khác - là, xảy đến với dịng dõi Họ Người mà, lý gì, nhu cầu lượng bắt đầu tăng chất lượng dinh dưỡng không giảm không thay đổi, lại cải thiện Tăng cường chất lượng chế độ dinh dưỡng Liên họ Người: xuất dòng dõi người Hãy thử hình dung tổ tiên tiềm người nặng từ 35-45kg (phạm vi kích thước loài thuộc Chi Australopithecus (Chi Vượn người phương Nam) Chi Paranthropus (một chi tuyệt chủng tông Người, Họ Người hai chân - ND)), sống châu Phi Pleistocene (hay Canh Tân) Tổ tiên tiền nhân (trước có lồi người) có giải phẫu ruột mơ hình động học tiêu hóa giống với lồi vượn cịn tồn Ngồi ra, họ có chế độ dinh dưỡng điển lồi khác thuộc Họ Người với trái hạt, thêm vào non, hoa, phận khác cây, đồng thời bổ sung thêm vật chất động vật Một biến đổi khí hậu xảy mà khu vực ẩm ướt rừng mưa nhiệt đới trở nên lạnh khơ Chính thay đổi khí hậu ảnh hưởng thảm thực vật nên để có loại thực phẩm thực vật chất lượng cao không việc dễ dàng (chúng xuất theo mùa nhiều rải rác khắp nơi không gian hơn, ngồi khơng đa dạng trước) Việc theo đường trở ngại chuyển sang loại thực phẩm thực vật chất lượng thấp hơn, cách tiếp cận dinh dưỡng thích nghi số lồi thuộc Họ Người mơi trường Tân Canh (cụ thể Chi Paranthropus) khơng đem lại thành cơng Bằng chứng hóa thạch cho thấy khoảng 1,2 triệu năm trước, toàn lồi đó, thường gọi "hầu nhân (vượn người phương Nam) khỏe mạnh", bị tuyệt chủng Nếu lồi thuộc Họ Người mơi trường muốn sống sót qua thời gian lồi di động, nhanh nhẹn hoạt bát, có tính xã hội cao, tất liệu chí chúng phải trì chất lượng dinh dưỡng bất chấp thay đổi môi trường Nhưng loại thực phẩm thực vật chất lượng cao hơn, đặc biệt trái cây, ngày phân tán rộng khắp xuất theo mùa, chí điều có nghĩa để đạt lượng thức ăn đầy đủ chi phí lại cao Do đó, giả sử tổ tiên giả định giữ ngun kích thước ăn theo chế độ dinh dưỡng tương tự ấy, chi phí lượng liên quan đến việc đạt chế độ ăn uống phải tăng lên Tổ tiên giả định phải ăn nhiều thực phẩm thực vật bình thường đơn vị thời gian phải trở nên hiệu việc chiết xuất chất dinh dưỡng từ thực phẩm để "cố định" mặt chế độ ăn uống Hơn nữa, nhu cầu xung đột ngày đè nặng lên đường tiêu hóa Họ Người Nếu tổ tiên phải xử lý đủ vật chất thực vật ngày để thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng lượng, ruột kết lớn tiêu chuẩn Họ Người giúp ích nhiều; nhu cầu lượng họ tăng mà chất lượng dinh dưỡng lại khơng giảm, chứng từ nghiên cứu chuột đồng chim áp lực gia tăng kích thước ruột non làm giảm kích thước ruột kết Do vậy, loài tổ tiên dường tiến đến ngã tư tiến hóa mặt chế độ dinh dưỡng Vai trò nguồn thực phẩm động vật Những lựa chọn chế độ dinh dưỡng động vật có vú bị hạn chế Thực phẩm phải bao gồm vật chất thực vật vật chất động vật hai, phải cung cấp tất dưỡng chất (hoặc tiền chất chúng) mà coi cần thiết cho nhu cầu động vật cụ thể Điều làm nên khác biệt loài động vật mặt chế độ dinh dưỡng loại tỷ lệ thức ăn hạng mục hai hạng mục dinh dưỡng mà lồi khai thác hiệu Về mặt giải phẫu ruột động học tiêu hóa, thịt loại thực phẩm có nguồn gốc động vật khác, tối thiểu chiếm tỷ lệ phần trăm tối đa chế độ dinh dưỡng, không gây vấn đề tiêu hóa cho Họ Người Ví dụ điều kiện ni nhốt, thịt có xương (thịt bị tươi thịt gà nấu chín) tinh tinh thơng thường tiêu hóa tốt đến mức khơng có dư lượng nhìn thấy rõ mắt thường cịn sót lại phân Dữ liệu hầu hết loài khỉ tất lồi vượn lớn tiêu hóa thực phẩm động vật, nhiều động vật linh trưởng cịn ưa thích chúng Nhưng hầu hết lồi linh trưởng lại khơng ăn thức ăn có nguồn gốc động vật với số lượng lớn, chủ yếu loại thực phẩm thường hiếm, có kích cỡ nhỏ khó kiếm, đặc biệt rừng nhiệt đới Điều khơng có nghĩa thực phẩm động vật khơng quan trọng, thực chất chúng thành phần dinh dưỡng thiết yếu với nhiều loài linh trưởng Nhưng ngày thường đảm bảo lượng nhỏ thức ăn có nguồn gốc động vật, nên vượn người thường dựa vào loại thực phẩm thực vật chất lượng cao hơn, đồng thời ăn thêm nhiều thực phẩm động vật kiếm mà khơng phải tốn chi phí hay nỗ lực q mức Những người nguyên thủy (thành viên Chi Người) dường tiến hóa mơi trường vùng rừng-thảo nguyên châu Phi nơi trái chín mọng nguồn thực vật chất lượng cao khác cho thấy biến động mạnh mẽ theo mùa Bằng chứng hóa thạch có nhiều loài khác thuộc Chi Người sống châu Phi khoảng triệu năm trước Những loài khác lồi thuộc Họ Người (ví dụ Chi Australopithecus (Vượn người phương Nam, hầu nhân) chi Paranthropus) mặt hình thái chỗ kích cỡ hàm họ nhỏ có phần điều chỉnh chút, ngồi kích cỡ não loài thuộc Chi Người lớn đáng kể) Những cơng cụ đồ đá có liên quan đến lồi thuộc Họ Người tìm thấy với tàn tích hóa thạch xảo nhân hay người tối cổ (Homo habilis), loài nguyên thủy thuộc Chi Người Mối liên hệ cho thấy cơng nghệ cơng cụ đá đóng vai trò hành vi dinh dưỡng người Ở địa điểm, với niên đại 2,5 triệu năm, xương hóa thạch lồi động vật có vú lớn khôi phục với chứng rõ ràng cho thấy xương chúng bị gãy rạn tác động công cụ đồ đá nhằm lấy tủy xương Tuy nhiên, người ta chưa chắn việc xác lồi thuộc Họ Người thực hoạt động giết mổ này, song chứng cho thấy số dụng cụ đá sử dụng loài Họ Người để xử lý xác động vật nhằm lấy thịt, tủy, thực phẩm động vật khác Thịt thức ăn có nguồn gốc động vật khác cung cấp đầy đủ axit amin cần thiết cho trình tổng hợp protein người; protein động vật có nhiều sinh khả dụng protein thực vật Vì lý này, lồi ăn thực vật thuộc Họ Người chuyển sang tiêu thụ thức ăn động vật cần ăn lượng thực phẩm có nguồn gốc động vật nhỏ ngày để thỏa mãn nhu cầu protein, thay đáp ứng nhu cầu protein hoàn toàn thực phẩm thực vật, chúng có phần cực giàu dinh dưỡng Khơng phần quan trọng, thức ăn có nguồn gốc động vật cịn cung cấp nhiều khống chất vitamin axit béo thiết yếu cần thiết cho người Việc thực phẩm động vật giúp người tiến hóa thỏa mãn nhiều nhu cầu protein, vitamin khoáng chất thực phẩm thực vật chừa nhiều không gian ruột cho loại thực phẩm thực vật giàu lượng trái cây, hạt khô, rễ nhiều tinh bột mật ong Người ta tin loại tinh bột thực vật cần nấu chín trước tiêu hóa người, khơng phải lúc 10 Thảo luận Lợi ích chiến lược dinh dưỡng đôi Việc sử dụng vật chất động vật chủ yếu để thỏa mãn nhu cầu hấp thu dưỡng chất thiết yếu thay cho nguồn thực vật mà thường giúp cung cấp lượng, chiến lược dinh dưỡng tương thích với giải phẫu ruột động học tiêu hóa Họ Người Những chế độ dinh dưỡng vậy, nhờ chất lượng cao nó, cho phép người tiến hóa tránh hạn chế gây gia tăng kích thước thể loài vượn (tức chất lượng dinh dưỡng suy giảm tính di động tính xã hội giảm) Đột phá dinh dưỡng dòng dõi người có lẽ đạt thơng qua cải tiến mặt công nghệ lẫn xã hội mà cho phép người nguyên thủy cải thiện đáng kể mức luân chuyển ròng từ việc kiếm ăn họ cách lúc khai thác hiệu thức ăn từ hai mức độ dinh dưỡng khác nhau, thực phẩm động vật thực phẩm thực vật, đồng thời giảm khối lượng dinh dưỡng Một khía cạnh quan trọng quỹ đạo dinh dưỡng lạ loại thực phẩm có nguồn gốc động vật trở thành phần chế độ ăn uống người yếu phẩm đáng tin cậy, chất lượng dinh dưỡng tổng thể tỷ lệ thực phẩm thực vật chế độ ăn giảm mạnh cần thiết, miễn có diện lượng tiêu hóa Việc cho phép tổ tiên lồi người sử dụng tăng cường loại thực phẩm thực vật mà trước khơng chấp nhận loại bờ nước, bao gồm thực phẩm thực vật có chứa cyanogenic Nhiều quan lưu trữ lòng đất nguồn lượng dồi lại chứa dưỡng chất; số, chẳng hạn sắn, tiềm ẩn hợp chất hóa học gây hại, chẳng hạn cyanogenic glycoside (một loại glycoside có khả biến thành axit cyanhydric (Hiđrơ xyanua) gây ngộ độc - ND) Nhưng vật chất động vật chế độ dinh dưỡng cung cấp nhiều dưỡng chất thiết yếu (bao gồm axit amin chứa lưu huỳnh, cần thiết cho trình giải độc hợp chất cyanogenic), giá trị dinh dưỡng thấp thực phẩm thực vật mức độ độc tính tiềm tàng khơng tạo rào cản nguồn cung cấp thực phẩm người, miễn thu lượng tiêu hóa hợp chất thứ cấp có khả gây hại giải độc cách thỏa đáng Sự thay đổi trọng tâm dinh dưỡng Chi Người từ thời kỳ đầu, đổi hướng rõ ràng từ chế độ ăn uống thành viên khác Liên họ Người, hóa thạch lẫn cịn tồn tại, phản ánh kích thước não người (tăng đáng kể) hình thức ruột người (sự thay đổi tỷ lệ ruột kích thước ruột tổng thể) đặc điểm hàm (răng nhỏ hơn, hàm trình nhai) Bằng chứng từ hồ sơ hóa thạch người, hồ sơ khảo cổ học, cho thấy trình liên quan đến gia tăng mức độ phụ thuộc vào công nghệ kĩ học hỏi (sản xuất sử dụng công cụ đá với dụng cụ săn bắn, kỹ thuật chế biến thức ăn) kĩ xã hội (săn bắn theo nhóm/săn bắn với thành viên khác, phân chia lao động, chia sẻ thức ăn, cung cấp cho cháu thời gian dài) diễn khoảng thời gian 2,5 triệu năm Dinh dưỡng trẻ Một khía cạnh quan trọng khác loại thực phẩm có nguồn gốc động vật chế độ dinh dưỡng tổ tiên loài người liên quan đến tầm quan trọng ngày tăng, tiến hóa người tiến triển, loại thực phẩm cô đặc chất lượng cao dành cho trẻ em E O Wilson đặt giả thuyết hai triệu năm (mãi 250.000 năm trước), não người phát triển mức tương đương với thìa canh (14,7ml) sau 100.000 năm Bộ não chiếm khoảng 17% trọng lượng trẻ sơ sinh 75% trọng lượng bốn quan gộp lại (não, gan, tim, thận) Trong năm đầu đời, theo truyền thống giai đoạn trẻ sơ sinh cho bú mẹ, não phát triển cách nhanh chóng, sau thời kỳ tốc độ tăng trưởng giảm 87% tỷ lệ trao đổi chất (BMR) đứa trẻ sơ sinh 3,5kg nhu cầu lượng riêng não Đến tuổi, số giảm xuống cịn 44% đến lúc trưởng thành, cịn lại 23% Do đó, đến tuổi trọng lượng não người gần kích thước người trưởng thành, trọng lượng thể 1/3 người trưởng thành Một đứa trẻ phải nạp đủ lượng ngày để cung cấp lượng cho não có kích thước gần người lớn, để đáp ứng nhu cầu hấp thu protein nhu cầu lượng khác Trong khứ tiến hóa chúng ta, sữa mẹ nguồn thực phẩm dành cho trẻ sơ sinh, có khả tiếp tục nguồn thực phẩm quan trọng trẻ từ tuổi trở lên Nhưng loại thực phẩm bổ sung cần thiết sau khoảng tháng tuổi, thực phẩm phải tương thích với não lớn khác thường cần glucose, kích thước ruột cân khối thể, nhu cầu lượng đáp ứng 3/4 thể lực, tỷ lệ luân chuyển thức ăn thấp, nhu cầu cao dành cho lượng dưỡng chất trẻ phát triển trẻ nhỏ hiếu động Do gia tăng tỷ lệ nhu cầu trao đổi chất với khả ruột động vật nhiệt/động vật máu nóng, nên chế độ dinh dưỡng giàu vật chất thực vật xơ gây vấn đề gần vượt qua trẻ nhỏ Thịt, quan, não, nội tạng tủy xương nguồn cung cấp sắt, canxi, i ốt, natri, kẽm, vitamin A, vitamin B1, niacin, vitamin B6, vitamin B12, axit folic, vitamin K dưỡng chất khác, protein chất lượng axit béo cần thiết tập trung cực dễ tiêu hóa Nếu quỹ đạo dinh dưỡng mô tả bên đặc trưng tổ tiên lồi người, thói quen bao gồm thực phẩm động vật vào chế độ dinh dưỡng hàng ngày trẻ dường việc bắt buộc hầu hết thực phẩm thực vật hoang dã không đủ khả cung cấp protein dưỡng chất vi lượng cần thiết cho phát triển tối ưu trẻ, ruột trẻ cung cấp đủ không gian, chưa kể đến tỷ lệ luân chuyển thức ăn thấp loài người, để đảm bảo nhận đủ dưỡng chất từ loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật Thực phẩm thực vật hoang dã, có hàm lượng protein với vitamin khoáng chất khác cao so với thực phẩm thực vật trồng trọt (thực phẩm có nguồn gốc từ loại trồng) lại giàu chất xơ thành phần khơng tiêu hóa được, đa phần phải tiêu thụ với số lượng lớn đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng lượng đứa trẻ phát triển hiếu động Với kích thước thể não giả định người nguyên thủy với đặc trưng giải phẫu ruột mô hình động học Họ Người, việc ngày có nhiều đối tượng chủ động chuyển sang tiêu thụ thực phẩm có nguồn gốc động vật thói quen thay hành động ngẫu nhiên đường dinh dưỡng thiết thực thực đường dinh dưỡng dẫn đến xuất dòng dõi người Người nguyên thủy có lẽ tận dụng đổi công nghệ để nâng cao chất lượng số lọai thực phẩm thực vật hoang dã thông qua trình lên men, với hoạt động xay nghiền (về sau là) nấu nướng Họ có lẽ đảm bảo khả tiếp cận loại thực phẩm thực vật hoang dã chất lượng cao khó tiếp cận lại dồi (ví dụ dùng đá để tách hạt mongongo khỏi vỏ) Những cải tiến dinh dưỡng cần đến dụng cụ thùng chứa đá nghiền sẵn có liên tục nguồn tài nguyên thực vật lạ Vì lý lý bàn luận phần trên, hiểu cách đơn giản việc người nguyên thủy cháu họ chuyển sang tiêu thụ mồi động vật ngày nhiều để cung cấp axit amin cần thiết nhiều dưỡng chất vi lượng thiết yếu khác chế độ dinh dưỡng, sử dụng thức ăn thực vật để làm nguồn lượng Cả số lượng thành phần, hàm lượng chất béo động vật hoang dã khác với vật ni hóa nhiều khía cạnh quan trọng, chúng thường không gây vấn đề liên quan đến sức khỏe cho người tiêu thụ Sự ác cảm thực phẩm có nguồn gốc động vật thời kỳ mang thai Thịt ghi nhận mục tiêu ác cảm/ghét thực phẩm giai đoạn đầu trình mang thai, với nhiều phụ nữ phương Tây phụ nữ đến từ nhiều văn hóa khác Người ta đặt giả thuyết ác cảm thịt, đặc biệt tam cá nguyệt thời kỳ mang thai, phản ứng thích nghi tiến hóa nhằm bảo vệ thai nhi khỏi tác động có hại mầm bệnh từ thịt Những mầm bệnh xuất nhiều loại thực phẩm khác khơng cớ thịt, ác cảm thực phẩm phụ nữ mang thai bao gồm nhiều sản phẩm dinh dưỡng thịt Ở vùng ôn đới mà sau bị người săn bắn hái lượm từ Thời đồ đá cũ chiếm đóng, thật khó để hình dung việc ngồi thực phẩm có nguồn gốc động vật phụ nữ mang thai cịn tiêu thụ thức ăn và, đến gần đây, nhiều người sống gần Bắc cực Nam cực cho thấy họ sống hồn tồn thức ăn có nguồn gốc động vật gần toàn chu kỳ hàng năm Nhiệt độ đóng băng tiêu diệt gần hết mầm bệnh môi trường hầu hết năm, khiến cho cho ác cảm với thịt thời kỳ mang thai trở nên khơng cần thiết chí gây bất lợi Gợi ý việc phụ nữ phát triển phản ứng ghét bỏ/ác cảm với thịt đặc tính gây bệnh tiềm ẩn q trình mang thai khơng thuyết phục, ý kiến tiếp tục chủ đề tranh luận sôi Theo thời gian tiến hóa, lồi động vật phát triển dựa vào khuôn mẫu di truyền thừa hưởng từ tổ tiên chúng Với chế độ dinh dưỡng có khả xảy ra, hình thức ruột mơ hình động học tiêu hóa đặc trưng tổ tiên tiền nhân, người ta đặt giả thuyết thói quen bao gồm nguồn thực phẩm động vật vào chế độ dinh dưỡng yếu tố bắt buộc để dẫn đến xuất dòng dõi lồi người Khi tiến hóa người tiến triển, thực phẩm có nguồn gốc động vật đạt tầm quan trọng đặc biệt trẻ nhỏ nhờ vào nhu cầu di truyền não lớn phát triển trình trao đổi chất nhu cầu dinh dưỡng cao so với người trưởng thành chúng Các loài thảo luận bối cảnh Tinh tinh thông thường (Pan troglodytes), Khỉ đột phía Tây (Gorilla gorilla), Đười ươi Borneo (Pongo pygmaeus) Người tinh khôn (Homo sapiens) Đặc biệt cảm ơn Tiến sỹ L Allen Tiến sỹ M Demment lời mời tham gia vào hội nghị Chương trình Hỗ trợ Nghiên cứu Hợp tác Chăn ni Tồn cầu 2002 Dinh dưỡng Thực phẩm có Nguồn gốc Động vật Quốc gia Phát triển -Nguồn: The Critical Role Played by Animal Source Foods in Human (Homo) Evolution Người dịch: Tống Hải Anh, nhóm Hạ Mến, hướng dẫn ăn