É necessária uma enorme quantidade de energia para cérebros humanos para crescer até o seu atual grande tamanho e ser mantido ao longo do tempo. Nossos primeiros ancestrais humanos evoluiu para desenvolver cérebros maiores, mas as mudanças biológicas pelas quais passaram para isso têm sido difíceis para os cientistas definirem. Agora, uma nova pesquisa aponta para a nossa coragem. O segredo do nosso grande cérebro pode estar na micróbios que ajudam o corpo a quebrar os alimentos e produzir energia. As descobertas são detalhadas em um estudo publicado em 2 de dezembro na revista Genômica Microbiana.
Como o tecido cerebral é energeticamente caro para o corpo, animais com cérebro maior como os humanos, os elefantes, as baleias e os golfinhos precisam de mais energia para apoiar o crescimento e a manutenção geral do cérebro. Estudos anteriores exploraram como genes diferentes e o ambiente influenciar primatas com cérebros maiores e menores. No entanto, há menos dados sobre como os diferentes primatas utilizam a energia e como o metabolismo se desenvolve nas diferentes espécies de primatas.
“Sabemos que a comunidade de micróbios que vivem no intestino grosso pode produzir compostos que afetam aspectos da biologia humana – por exemplo, causando alterações no metabolismo que podem levar à resistência à insulina e ao ganho de peso”, disse Katherine, coautora do estudo e antropóloga biológica da Northwestern College. Amato disse em um comunicado. “A variação na microbiota intestinal é um mecanismo inexplorado no qual o metabolismo dos primatas poderia facilitar diferentes necessidades energéticas cerebrais”, disse Amato.
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Em um experimento controladoAmato e uma equipe de cientistas implantaram os micróbios de duas espécies de primatas com cérebro grande (humano e macaco-esquilo) e uma espécie de primata com cérebro pequeno (macaco), em ratos de laboratório.
Depois de introduzir os micróbios intestinais em camundongos livres de micróbios, eles mediu as mudanças na fisiologia do rato ao longo do tempo. Essas alterações incluem ganho de peso, bem como alterações no percentual de gordura, glicemia de jejum, função hepática e outras características. A equipe também mediu as diferenças nos tipos de micróbios e nos compostos que os ratos produziam.
Inicialmente, o equipe esperada descobrir que micróbios de diferentes primatas levariam a diferenças na biologia dos ratos inoculados com eles. Eles também esperavam ver que os camundongos com micróbios humanos teriam a maior diferença em biologia dos camundongos com micróbios dos macacos-esquilo ou macacos.
O que eles realmente viram foi que o camundongos com micróbios de espécies de primatas com cérebro grande produziram e usaram mais energia. Aqueles com micróbios de espécies de cérebro pequeno armazenaram mais energia na forma de gordura.
“Embora tenhamos visto que os ratos inoculados em humanos tinham algumas diferenças, o padrão mais forte foi a diferença entre primatas de cérebro grande (humanos e macacos-esquilo) e primatas de cérebro menor (macacos)”, disse Amato.
Os ratos que receberam micróbios dos humanos e dos macacos-esquilo tinham biologia semelhante, embora estas duas espécies de primatas com cérebros maiores não sejam parentes evolutivos próximos. De acordo com a equipeisto sugere que algo diferente da ancestralidade partilhada – potencialmente o grande tamanho do cérebro partilhado – está a impulsionar as semelhanças biológicas observadas nos ratos inoculados com os seus micróbios. Este dado também mostra que micróbios intestinais de diferentes espécies animais moldam variações na biologia e apoia a hipótese de que Micróbios intestinais podem influenciar a evolução mudando o funcionamento do corpo de um animal, como usar a energia dos micróbios intestinais para sustentar o tamanho do cérebro em vez de armazená-la como gordura.
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“Estas descobertas sugerem que quando os humanos e os macacos-esquilo evoluíram separadamente cérebros maiores, as suas comunidades microbianas mudaram de forma semelhante para ajudar a fornecer a energia necessária”, disse Amato.
Em estudos futurosa equipe espera realizar esse mesmo experimento usando micróbios de outras espécies de primatas com tamanhos de cérebro variados. Eles também gostariam de reunir mais dados sobre os tipos de compostos que os micróbios estão produzindo e as características biológicas dos hospedeiros, como a função imunológica e o comportamento.
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