Evolution: Zucker als Motor der Hirnentwicklung
Wie konnte unser Gehirn in der Evolution so groß werden? Der häufigste Erklärungsansatz konzentriert sich auf die Bestandteile tierischer Nahrung: Fleisch, Protein, Fett. Eine Arbeit der Universitäten Sydney und Glasgow erweitert nun dieses Bild. Demnach ist die Entwicklung des menschlichen Gehirns ebenso eine Geschichte von pflanzlicher wie von fleischlicher Kost. So deckten unsere Vorfahren einen großen Teil ihres Energiebedarfs mit Zucker aus Früchten und Honig, später über erhitzte Stärke – zeitgleich stieg die Hirngröße über die Jahrmillionen an. Die in Science veröffentlichten Ergebnisse unterstreichen, warum Süßes derart unwiderstehlich für uns ist.
Vor ungefähr 2,5 Millionen Jahren begannen unsere Vorfahren, zunehmend tierische Nahrung zu sich zu nehmen. Unsere evolutionäre Geschichte reicht aber länger zurück in eine Zeit, in der Fleischkonsum und die Macht über das Feuer noch in weiter Ferne lagen. Forschende um Jennie Brand-Miller von der University of Sydney entwickelten nun ein Modell, das sich über vier Millionen Jahre der menschlichen Evolution erstreckt. Im Laufe dieser Zeit wuchs das Gehirn von ungefähr 300 Gramm bei frühen Homininen auf etwa 1500 Gramm bei modernen Menschen an.
Fachleute der University of Sydney entwickelten ein Modell, das sich über vier Millionen Jahre der menschlichen Evolution erstreckt – ausgehend vom letzten gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Affe. Schimpansen wurden stellvertretend als Stufe 1 modelliert (aufgrund der engen genetischen Verwandtschaft, evolutionären Geschichte und bekannten Zusammensetzung ihrer Ernährung).
Mit dem Wachstum des Gehirns stieg auch der Bedarf an Glukose, denn das Denkorgan bezieht seine Energie größtenteils aus diesem Einfachzucker. Und diesen kann der Körper nur unzureichend etwa aus Aminosäuren (wie sie in Fleisch vorkommen) selbst herstellen – er nimmt sie vor allem aus kohlenhydratreichen Nahrungsmitteln wie Früchten und Getreide auf.
Die Fachleute berechneten den »obligatorischen Glukosebedarf« – jenem Zucker, der vom Gehirn, den roten Blutkörperchen, den Nieren und dem reproduktiven Geweben einschließlich Fötus, Plazenta und Milchdrüsen benötigt wird – und verglichen dies mit den wahrscheinlichen Nahrungsquellen, die unseren Vorfahren zur Verfügung standen. Hierbei bedienten sie sich bereits vorliegender Informationen unter anderem über Nahrungszusammensetzung, Stoffwechsel, Zahnmorphologie, archäologische Funde, Primatendiäten und Genetik.
Zuerst Früchte und Honig, später Stärke aus Knollen
Laut dem Modell deckten Homininen mit einem Hirngewicht von 1500 Gramm (wie Homo sapiens) 19 Prozent ihres Gesamtenergiebedarfs mit Proteinen und 25 Prozent mit Zucker. Als Glukosequelle dienten frühen Vorfahren (wie Australopithecus afarensis, Homo habilis und Homo erectus) vor allem Zucker in Früchten und Honig – später erhitzte Stärke aus wilden Jamswurzeln, Seerhizomen oder afrikanischen Kartoffeln. »Rohe Stärke setzt keine Glukose frei, was bedeutet, dass frühe Menschen wahrscheinlich lange vor der regelmäßigen Aufnahme von Getreide auf natürlich süße Lebensmittel angewiesen waren«, sagt Brand-Miller in einer Pressemeldung.
Aus ernährungsphysiologischer Sicht seien tierische Lebensmittel zwar vorteilhaft, da die Dichte von Protein und Energie im Vergleich zu Früchten und Blättern viel höher sei. Allerdings sei Fleisch ein schlechter Lieferant von Kohlenhydraten in Form von Glukose, wie ihn das Gehirn benötigt. Die Autoren argumentieren, dass Proteine und Fett aus tierischen Quellen unseren Vorfahren Energie für nicht glukoseabhängige Gewebe lieferten – und dadurch Zucker und Stärke (»verfügbare« Kohlenhydrate) für das sich entwickelnde Gehirn frei wurden.
Der Bedarf an Glukose spiegelt sich bis heute in unserer Biologie wider: in süßen Geschmacksrezeptoren auf der Zunge oder im Appetitzentrum des Gehirns. Unser dreifarbiges Sehen zeugt ebenfalls davon, wie sich unsere Vorfahren in dichter Vegetation auf das Auffinden von reifen Früchten spezialisierten.
Die Forscher räumen zwar ein, dass eine Ernährung ohne Kohlenhydrate (ketogene Diät) in bestimmten Fällen Sinn machen kann. Evolutionär sei eine solche Nahrung jedoch unplausibel, da der Energiebedarf für das Gehirn nur unzureichend gedeckt werde und es zu längerfristigen Schäden kommen könne, wie Studien nahelegen.
»Unser Verlangen nach Süße ist instinktiv«, sagt Brand-Miller. »Anstatt Kohlenhydrate zu fürchten, sollten Menschen sich auf hochwertige Quellen konzentrieren, einschließlich ganzer Früchte, Hülsenfrüchte und nahrhaftem Getreide, und eine Vielfalt an Kohlenhydratquellen als Teil einer gesunden Ernährung priorisieren.«
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