Trooppisen metsän biokemia ihmisen evoluutiota ohjaavana voimana

Suurten ihmisaivojen kehittyminen on edelleen yksi suurimmista biologian ratkaisemattomista mysteereistä. Kädellisten aivot ovat yleensä suuret suhteessa kehoon. Ihmisapinat[1], sukupuuttoon kuolleet hominidit [2], ja erityisesti ihmiset ovat vieneet tämän evolutiivisen piirteen äärimmäisyyksiin. Yksikään tähänastinen teoria ei ole päässyt lähelle tämän ilmiön selittämistä.
Keskeisiä elementtejä

• Kädellisillä yleisesti ilmenevä verrattain suuri aivojen koko suhteessa kehon kokoon.


• Jatkuva aivojen koon kasvu ihmisapinoista sukupuuttoon kuolleiden hominidien kautta ihmisiin.


• Nopea ja kiihtyvä aivojen koon kasvu ihmisen evoluution myöhäisemmässä vaiheessa.


• Hermostollisen laajentumisen äkillinen pysähtyminen ja sen jälkeinen kutistuminen noin 200 000 vuotta sitten.


• Samanaikaiset piirteet jotka ovat myös osoittautuneet vaikeiksi selittää, esim. lapsuudenajan piirteiden säilyminen, hedelmällisyys/kuukautiset, karvattomuus, suoliston rakenne, hampaat jne.

Keskeinen teoria pyrkimyksissä selittää suuret aivot ja muut poikkeukselliset piirteet on ollut adaptiivinen valinta, toisin sanoen niiden ympäristöön liittyvien ja sosiaalisten paineiden identifiointi, jotka ovat mahdollisesti johtaneet kyseisiin fysiologisiin sopeutumiin.

Savanni oli yleisesti hyväksytty ympäristöksi, jonka täytyi tuottaa nämä piirteet vaikka se ei ole voinut olla vastaus jo olemassaolevaan merkittävään mysteeriin: ihmisapinoiden suhteellisen suuriin aivoihin, jotka olivat jo kehittyneet metsässä. Ratkaisematta tätä ainutlaatuista ongelmaa keksittiin täysin uusi ongelma: kuinka selittää hominidien vielä suuremmat aivot. Tuntuu epätodennäköiseltä, että näillä kahdella selvästi toisiinsa kytkeytyvällä ja epätavallisella ilmiöllä olisi kaksi täysin etäistä syytä.

Savannimallia on kritisoitu viime aikoina merkittävästi. Myöhäisemmät kuuluisien hominidisten "savanni"-fossiilien siitepölyanalyysit ovat selkeästi osoittaneet elinalueiden olleen metsiä. Tämän lisäksi tohtori Michael Crawford Pohjois-Lontoon aivokemian ja ihmisen ravintotieteen instituutista on huomauttanut, että savannilla on saatavilla liian vähän rasvahappoja (erityisesti DHA-rasvahappoja [3], joista 80% aivoista on rakentunut) suurten aivojen kasvattamiseksi. Crawford ja muut ovat ehdottaneet rannikkoasutus -skenaariota, jossa ihmisten esivanhemmat muuttivat metsästä elämään rannikkoympäristöön, joka tarjosi runsaat määrät DHA:ta. Tässä on oletuksena se että aivojen laajenemista rajoitti DHA:n määrä, ja riittävän lähteen löytyminen oli kaikki mitä tarvittiin nopean kasvun toteutumiseksi.

(Viimeaikaisessa ajatustenvaihdossa olen huomauttanut että ihmisapina voi kasvattaa 400 kuutiosenttimetrin aivot noin kahdeksassa kuukaudessa metsädieetin sisältämistä välttämättömistä rasvahapoista [4]. Yksinkertaisesti laajentamalla kasvuaikaa, paljon suurempien aivojen kasvu on mahdollista ilman turvautumista lisä-DHA:han. Ihmisten aivojen kasvu tapahtuu huomattavasti pidemmän ajan kuluessa kuin apinoiden. Pidempi raskausaika ja erittäin merkittävä kohdunjälkeisen ajan aivojen kasvu ovat ihmiskehityksen ainutlaatuisia piirteitä.)

Toinen haastaja on vesiapinateoria [5], joka ehdottaa että useat ihmispiirteet voidaan selittää pitkällä puolivetisessä ympäristössä elämisen ajanjaksolla. Mekanismia, joka selittäisi kuinka tämä oletus on vastuussa suurten aivojen tuottamisesta, ei ole ehdotettu.

Tosiasia on, että ei ole olemassa yhtenäistä mallia, eikä yksimielisyyttä selityksestä sille mikä synnytti kädellisten, erityisesti ihmisapinoiden, sukupuuttoon kuolleiden hominidien ja ihmisten aivojen ainutlaatuiset piirteet.

Ehkäpä on kohtuullista ajatella, että kyseisenlaisten harvinaisten piirteiden evoluutio on vaatinut uutta mekanismia synnyttämään ne. Geneettinen mutaatio ja luonnonvalinta vaikuttaa riittävän varsin hyvin selitykseksi kutakuinkin kaikkien organismien kaikkien piirteiden muodostumiselle. Ihmisten/kädellisten evoluutiossa on saattanut vaikuttaa hienovarainen muunnos.

Eräs tunnettu antropologi, tohtori Colin Groves, on ehdottanut että suuret aivot saattavat olla onnekasta seurausta neoteniasta (lapsuusaikaisten piirteiden säilymisestä). Tämä on ristiriidassa aiempien ideoiden kanssa, joissa neotenia on oletettu aivojen kasvun seuraukseksi. Viimeaikaisessa yhteydenpidossa hän seisoo edelleen ehdotuksensa takana, vaikkakaan ei ole ehdottunut minkälainen mekanismi tästä voisi olla vastuussa.

Sisäeritysjärjestelmämme (umpirauhaset) ja sen tuottamat hormonit, erityisesti sukupuolihormonit, ovat lapsuusajalle ja aivojen kehitykselle keskeinen tekijä. Ne vaikuttavat suoraan aivojen rakenteelliseen kehitykseen ja näyttelevät merkittävää roolia kehitysjaksojen [6] hallinnassa. Tämän lisäksi steroidit ovat suoraan osallisia DNA:n transkriptiossa, ne ovat osa lukujärjestelmää joka määrittelee kuinka koodi muunnetaan biokemiallisiksi rakenteiksi. Mikä tahansa, joka muuttaa steroidien toimintaa, vaikuttaa väistämättä myös kaikkeen edellämainittuun.

Olen ehdottanut että tyypillisessä kädellisten ruokavaliossa runsaana ilmenevät steroideja säätelevät (modulating) kemikaalit olivat vastuussa aivojen kehityksen ja kasvun sekä tuon kehityksen ja kasvun ilmenemisjakson muuntelusta. Kyseessä olevia, tyypillisesti sukupuolihormonien, kuten testosteronin ja estrogeenien aktiivisuutta ehkäiseviä kemikaaleja esiintyy erityisen runsaana hedelmissä ja kukissa. Lisäksi niillä on mietoja tai keskivahvoja neuroaktiivisia ominaisuuksia (Monoamiinioksidaasi-inhibiittorit [7]).

Flavonoidit ovat kasvavassa määrin tutkimuksen kohteena osittain siksi että ne ovat osoittaneet sisältävän voimakkaita umpirauhasia muuntavia ominaisuuksia.

Mikä tahansa eläin, joka kuluttaa näitä kemikaaleja suuremmissa määrin, tulee niiden vaikutusten alaiseksi.

Trooppisilla metsäympäristöillä on kyky tuottaa näitä kemikaaleja ympärivuorokautisesti evolutiivisessa ajallisessa mittakaavassa.

Runsaasti hedelmiä/kukkia sisältävän ruokavalion nauttiminen muuntaa umpirauhasjärjestelmää merkittävästi. Tämä synnyttää yleisvaikutuksen, jonka seurauksena kaikki kasvun ja fysiologian osa-alueet muuntuvat; vaikkakin mikä tahansa fysiologian osa-alue, joka on erityisen herkkä steroideille, reagoi eniten, toisin sanoen kasvuajanjaksot, neurologisen kudoksen synnyttäminen, hedelmällisyyskierrot ja niin edelleen.

Tämä tapahtui lähes varmasti kun esi-kädelliset alkoivat syödä kukkia ja sitten hedelmiä kuten myös lehtiä jne. Lapsuus/nuoruusvaiheen pidentyminen ja vastaava aivojen kasvun kehitysjakson pidentyminen sukupuolihormonien hillitsemisen seurauksena ovat ehkäpä ilmeisin seuraus.

Näitä vaikutuksia ei ole koskaan aikaisemmin tutkittu evolutionäärisessä asiayhteydessä. Sen sijaan että yrittäisi selittää aivojen kasvua sopeutumis- (adaptiivisesta) näkökulmasta suhteessa yksittäisiin piirteisiin tulee mahdolliseksi nähdä aivo- ja muita ominaisuuksia biokemiallisesti muunnellun sisäeritysjärjestelmän sattumanvaraisena sivutuotteena.

(Olen ehdottanut yhtä lisäaskelta hominidi/ihmisevoluution suhteen. Ottaen huomioon huomattavan vaihtelun flavonoidien vaikutuksissa hermosto- ja umpirauhasjärjestelmiin, vaikuttaa uskottavalta että joissain tapauksissa muunneltu sisäeritysjärjestelmä itsessään alkaa lisätä steroideja tukahduttavaa kerrosta. Esimerkiksi käpyrauhasen aktiivisuuden nostaminen tuottaa lisää melatoniinia ja pinoliinia [8], jotka molemmat ovat vahvoja steroidien tukahduttajia. Tällaisessa skenaariossa pöytä on katettu klassista itse itseään ruokkivaa ja vahvistavaa luuppia varten, jossa lisääntynyt steroidien tukahduttaminen kasvattaa aivoja entisestään ja muokkaa sisäeritysjärjestelmää aiheuttaen enemmän kattavaa steroidien tukahduttamista jne. Koska nämä vaikutukset eivät ole lukittuna DNA:han sopeutumismielessä, ne ovat potentiaalisesti tasapainottomia, jolloin minkä tahansa luupin osan katoaminen, esim. trooppisen metsän flavonoidien, pysäyttää sen. Tämänkaltaisen skenaarion puolesta on todisteita.)

Epäilemättä on olemassa useita muuttujia jotka tulee ottaa huomioon:
-minkä tahansa kädellislinjan geneettinen alttius/herkkyys
-hedelmien ja kukkien vaihteleva prosenttiosuus tutkittavassa ruokavaliollisessa erikoistumisessa
-edellisten kaikkien yhdistelmien erilaiset seuraukset

Vaikka näitä ja muita elementtejä täytyy harkita, näiden kasvikemikaalien kokonaisvaikutuksesta ei ole epäilystä. Niiden voima on niin merkittävä, että niin haitallisia kuin edullisiakin vaikutuksia on hyvinkin saattanut alussa esiintyä. Kuitenkin, on täysin uskottavaa että missä tahansa merkittävissä määrin hedelmiin/kukkiin erikoistuneissa kädellisissä tulisivat esiin suurimmat vaikutukset.

Kysymys joka täytyy esittää on kuinka hermosto- ja sisäeritysjärjestelmämme voi toimia ilman monimutkaista voimakkaiden steroideja muuntelevien kemikaalien cocktailia, joka oli pysyvästi läsnä evoluutiossa 70 miljoonan vuoden ajan.

Sen lisäksi, että kasvikemikaalit olisivat käynnistäneet ja ohjanneet aivojemme rakenteellista/toiminnallista evoluutiota, olen myös ehdottanut että näiden kemikaalien menettäminen jätti rajoittamattomasti toimivan sisäeritysjärjestelmämme kykenemättömäksi tarjoamaan sopivaa hormonaalista ympäristöä aivojen kehitykselle. Kun yhteys metsään menetettiin, aivomme lakkasivat kasvamasta, eivätkä nyt kykene kehittymään täydelliseen toimintakykyynsä.

Muinaisesta aivopuoliskojen erikoistumisesta johtuen olen esittänyt että näiden kemikaalien menettämisen vaikutukset ovat lateralisoituneet niin että toinen puoli on ollut suuremman vaikutuksen alaisena kuin toinen. Toisen aivopuoliskon ylivalta, kätisyys ja niin edelleen ovat tämän tilan oireita.

Merkittävää todistusaineistoa on nousemassa tukemaan tätä skenaariota. Muiden muassa professori Alan Snyder (Australialaisen "Centre for the Mind":in johtaja), Tri Darold Treffert (Wisconsinin yliopiston lääketieteellisestä tiedekunnasta) ja professori Vilayanur Ramachandran (johtaja, "Centre for Brain and Cognition") ovat kasvavassa määrin tuoneet esiin jossain määrin hämmentävää skenaariota. Aivojemme hallitseva puolisko on huomattavasti vähemmän toimintakykyinen kuin ei-hallitseva puolisko. Löytyvää tietoa tulkitaan yhä adaptiivisen valinnan kehyksessä, toisin sanoen niin että ilmiöllä täytyisi olla evolutiivinen syy.

Shamanistiset tekniikat (kuten nukkumattomuus) ja kasvikemikaalien etnobotaninen käyttö olivat pyrkimys ratkaista kehittyvä asiaintila. Esimerkiksi laajamittainen kasvi-DMT:n käyttö yhdistettynä MAO-inhibiittoreihin on yksinkertaisesti raaka yritys parantaa aivoissa tapahtuvan hermostollisen DMT:n ja pinoliinin tuotannon asteittainen vähentyminen. Nämä ja muut puutostilat ilmenivät kun ihmisen hermosto- ja sisäeritysjärjestelmät kamppailivat pystyäkseen toimimaan normaalisti kun kasvihormonit oli menetetty.

Yhteenveto

Flavonoidit ovat äärimmäisen voimakkaita umpirauhasten säätelijöitä.

Ne olivat kiinteä osa sisäeritysjärjestelmäämme kymmenien miljoonien vuosien ajan. Niiden yleiseen terveydentilaamme kohdistuvien vaikutusten tutkimus on vasta alkamassa. Niiden vaikutuksia kasvuun ja kehitykseen evolutionäärisestä näkökulmasta ei ole edes pohdittu.

• flavonoidit estävät voimakkaasti steroidien aktiivisuutta
• flavonoidit estävät voimakkaasti steroidien muuntumista (mieshormoneista estrogeeneiksi)
• flavonoidit estävät monoamiinioksidaasin (MAO) aktiivisuutta lisäten melatoniinin tuotantoa käpylisäkkeessä
• melatoniini estää voimakkaasti steroidien toimintaa

Steroidit ovat keskeisiä kaiken kasvun ja toimintojen kehityksen kannalta. Hermoston kehittyminen kohdussa on erityisen steroidiherkkää, kuten ovat myös steroidien ohjaamat kehityskaudet, esimerkiksi puberteetti.

Vaikuttaa siltä että yhä erikoistuneempi flavonoidipitoinen hedelmäruokavalio voisi selittää monia ihmisen evoluutiota koskevia mysteereitä. Karkeilla ravitsemuksellisilla näkökulmilla on jonkinlaista merkitystä, esim. suurempi energiannälkäinen aivo tarvitsee suurempia määriä yksinkertaisia sokereita, kuitenkin juuri hormonaaliset vaikutukset on tähän mennessä jätetty huomioimatta.

Sen jälkeen kun ihminen sai varustuksekseen yhä suuremmat aivot ja niiden mukana tulevan älykkyyden tuli mahdolliseksi selviytyä erilaisissa epäsuotuisissa elinympäristöissä. Epäilemättä toistuvat metsästä muuttajien aallot tekivät juuri niin ja selviytyivät ja mukautuivat erillisinä lajeina savannille tai lauhkeisiin ilmastoihin. Puhdasoppinen oletus on että aivojen laajentumista on täytynyt yllyttää valikoiva sopeutuminen suhteellisen epäsuopesiin tai haastaviin ympäristöihin. Onko olemassa minkäänlaisia todisteita siitä että aivot jatkoivat laajenemistaan näissä ympäristöissä vai näyttelikö suhteellisen suopea trooppinen metsä ja sen monimutkainen hormoneja muunteleva biokemia keskeistä osaa aivoja laajentaneessa reseptissä?

Kääntäjän viitteet:

1 Suomen kielessä apina tarkoittaa kaikkia kädellisten Simiiformes-lahkoon kuuluvia eläimiä, jotka jakautuvat vanhan maailman apinoihin ja uuden maailman apinoihin. Vanhan maailman apinat taasen jaetaan vanhan maailman häntäapinoihin sekä ihmisapinoihin. Englanninkielen monkey viittaa vanhan maailman häntäapinoihin (135 lajia, mm. lukuisia makaki-, paviaani-, ja marakattilajeja) sekä uuden maailman apinoihin (Amerikkojen apinat; 129 lajia). Sanalla ape viitataan ihmisapinoihin ja gibboneihin, joita on neljää eri lajia. Ihmisapinoita (engl. great apes) ovat ihmiset, bonopot, simpanssit, gorillat ja orangit. Luokitukset ovat muuttuneet parin viime vuosikymmenen aikana, ja saattavat muuttua jatkossakin.

2 Hominidi-sanan merkitys on muuttunut viime vuosikymmenien saatossa: aiemmin sillä tarkoitettiin ainoastaan ihmistä ja sen sukupuuttoon kuolleita lähisukulaisia; nykyisin sillä viitataan kaikkiin ihmisapinoihin. Kirjoittaja tarkoittaa ilmeisesti vanhempaa merkitystä.

3 Dokosaheksaeenihappo, yksi omega-3 rasvahapoista.

4 Välttämättömillä rasvahapoilla (essential fatty acids, EFA) tarkoitetaan rasvahappoja, joita keho ei itse voi tuottaa, ja joita tarvitaan muuhun tarkoitukseen kuin energianlähteeksi. Välttämättömät rasvahapot jakautuvat omega-3 ja omega-6 -ryhmiin. Kaikki omega-3 ja -6 rasvahapot eivät kuitenkaan ole välttämättömiä. Aiheesta väitellään edelleen ahkerasti.

5 Aquatic Ape Theory, jota on viime aikoina kehittänyt Elaine Morgan.

6 windows of development

7 Käytetään mm. masennuksen hoidossa (Suomessa Aurorix-masennuslääke)

8 pinoline