Məlumat

Süd istehsalında insan və digər primatların müqayisəsi

Süd istehsalında insan və digər primatların müqayisəsi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İnsan dişiləri digər primat dişilərə nisbətən daha çox süd istehsal edirmi (orta uşaq çəkisi ilə müqayisədə)? İnsan qadınlarının bir neçə uşağı ana südü ilə qidalandırmaq ehtimalı digər primatlardan daha çoxdurmu?


P.S. Bunu soruşuram, çünki antropoloji hipotezimin proqnozlaşdırdığı budur: bəzi qadınlar doğduqları uşaqları əmizdirməkdən (və əmizdirməkdən) imtina etdilər, buna görə də "tibb bacıları" - digər qadınlar - bu uşaqları qidalandırdılar. Əlbəttə ki, bu qadınların əlavə (öz uşaqlarını qidalandırmaq üçün lazım olandan çox) süd almasını tələb edərdi.


Qeyri-insan primatlarla müqayisə və davranış sualı məni düşündürdü, amma məncə bu X-Y problemidir. Əgər soruşsanız:

İnsanlar öz övladlarını qidalandırmaq üçün ehtiyac duyduqlarından daha çox süd istehsal edə bilirlərmi?

Cavab bəli

Artıq əldə edə biləcəyimizi düşünmədiyim bəzi məlumatlar var, amma Laktasiya dövründə Qidalanmanın 5 -ci Fəslində onu parçalayırlar.

Bir sıra tədqiqatlar göstərir ki, insanlarda potensial süd istehsalı tək körpə uşaqların qəbulundan xeyli yüksəkdir. Kaucher və həmkarları (1945), bütün ananın südünü çıxarmaq üçün müdaxilə edən və yorucu mexaniki üsullarla maksimum süd istehsalını ölçmüş və doğuşdan 6-10 gün sonra istehsalın orta hesabla gündə 1200 g olduğunu bildirmişlər. Bu səviyyə eyni yaşda ana südü ilə qidalanan körpələr tərəfindən istehlak edilən 500-700 q/gündən çox yüksəkdir (Casey və digərləri, 1986; Saint et al., 1984).

Kaucherin metodları xüsusilə yaxşı olmadı, çünki digərləri iki dəfədən çox məhdudiyyət göstərdi

Süd bankı üçün artıq süd verən qadınların gündə 3000 q istehsal etdiyi göstərilmişdir (Macy et al., 1930).

Mənim həyat yoldaşım və döş pompasından istifadə edən bir çox laktasiya edən analar təsdiqləyəcəkləri kimi, bu, 30-40-cı illərin qalığı deyil. Əgər pompalamağa davam etsəniz, süd almağa davam edirsiniz.

İki ayrı araşdırmada, qidalanmadan sonra əlavə südü çıxarmaq üçün döş pompası istifadə edildikdə süd istehsalı 15-40% artmışdır (Dewey və Lönnerdal, 1986; Neville və Oliva-Rasbach, 1987).


Əlbəttə ki, bu qadınların həddindən artıq (öz uşaqlarını qidalandırmaq üçün lazım olandan çox) süd almasını tələb edər.

Xeyr eləmir. Yaş tibb bacısı körpəsi ölən qadın ola bilər və ya uşağını bütün bərk qidalara və ya süd əvəzedicilərinə keçirə bilər.


1 Bioloji Antropologiyaya Giriş

Müəlliflərdən biri [Katie Nelson] bioloji antropologiya haqqında ilk dəfə eşidəndə o, Minnesota ştatının Saint Paul şəhərindəki Macalester Kollecində birinci kurs tələbəsi idi və ilk antropologiya kursunu alırdı. Sinifə yazılmadan əvvəl nə olduğunu bilmirdi antropologiya nəzərdə tuturdu. O, bunun insanlarla əlaqəsi olduğunu bilirdi, amma bunların hamısının necə birləşdiyini bilmirdi. Kursun təsviri ona maraqlı gəldi, buna görə də qeydiyyatdan keçdi. Antropologiyanın insanların araşdırması olduğunu və mədəni müxtəlifliyin, insan mənşəyinin, keçmiş insan cəmiyyətlərinin və insan dillərinin araşdırılmasını özündə birləşdirən inanılmaz dərəcədə geniş bir elm olduğunu tez bir zamanda öyrəndi. Həmişə insanları öyrənməklə maraqlanırdı. Ticarət mərkəzi və ya zoopark kimi insanların ictimai yerlərdə qarşılıqlı əlaqələrini müşahidə etməkdən zövq alırdı. O, orta məktəbdə ispan dilini öyrənməkdən həzz alırdı və müxtəlif dillərdə danışan insanların necə fərqli səslər çıxardığını dinləməyi sevirdi. O, insanların valideynlərindən unikal xüsusiyyətləri necə miras aldıqları ilə maraqlanırdı və xüsusilə immiqrasiya və miqrasiya ilə maraqlanırdı və insanların özlərini kökündən qoparıb dünyanın başqa bir hissəsinə köçməsinə səbəb olan şeylər. Dərsin ikinci həftəsində bioloji antropologiya və qədim insanların Afrikanı necə tərk etmələri və bütün dünyada köç etmələri ilə bağlı bəzi aparıcı nəzəriyyələri öyrənməyə başladı. Sinifdə oturarkən o, Afrika savannasında ayaqyalın gəzən kiçik bir qrup qədim insanı təsəvvür etdiyini parlaq şəkildə xatırlayır. Nə geyindiklərini, dillərinin necə səsləndiyini, əl -ələ tutduqlarını, yeməkləri necə paylaşdıqlarını və s. Niyə köçdüklərini və vətəni ilə bağlı nə üçün darıxacaqlarını düşünürdü. Antropologiyaya bağlı idi!


Fon

Süd vəzi fizioloji inkişafın ən dramatik nümunələrindən biridir. Qadının həyatı boyu süd vəzilərinin forma və funksiyalarının kütləvi şəkildə dəyişməsi, hamiləlik, laktasiya və süddən kəsildikdə involusiya ilə müşayiət olunan hüceyrələrin çoxalması, differensasiyası, ifrazı və ölümündə həddindən artıq dəyişikliklərlə xarakterizə olunur. Süd süd vəzindən sorulduğu halda, gənclərin qidalanması və immunitetini təmin edir. Ancaq süd durğunluğundan sonra, süddən kəsmə əmziksizliyi səbəbiylə süd vəzisi geriləyir və vəzi təmizləyərək bakirə bənzər bir vəziyyətə qaytaran involution adlanan bir proses ilə yenidən qurulur. Süd vəzi böyük dərəcədə tənzimlənmiş görünsə də, xərçəngə də çox həssasdır, qərb dünyasında qadınlar üçün ən yüksək ölüm səbəbləri arasında döş xərçəngi ilə əlaqəli ölüm.

İnvolyusiya zamanı süd vəzisində apoptozun öyrənilməsi həm doğuşdan sonrakı reqressiyanın normal biologiyasını, həm də süd vəzi şişlərinin əmələ gəlməsinə səbəb olan hadisələri anlamaq üçün vacibdir. Maraqlıdır ki, bəzi məməlilər ekstremal ekoloji təzyiqlərə uyğunlaşmaq və uyğunlaşmaq üçün laktasiya dövrünü dəyişdirmişlər. Otariid suitiləri (kürk suitiləri və dəniz şirləri) kimi heyvanlar Pinnipedia ailəsinin digər üzvlərindən və digər məməlilərdən fərqlənən qeyri-adi laktasiya fenotipi [1] nümayiş etdirir. Bu heyvanlar, əmizdirmə dayandırıldıqdan sonra süd vəzi apoptozuna və involyutsiyaya qarşı müqavimət göstərir və digər növlərdə mövcud olan, lakin aydın şəkildə görünməyən süd vəzi fiziologiyasının aspektlərini araşdırmaq üçün bənzərsiz bir fürsət təmin edir.

Phocids (həqiqi möhürlər), Odobenidlər (morj) və Otariidlərdən (dəniz aslanları, xəz möhürləri) ibarət Pinnipeds ailəsi təxminən 25 milyon il əvvəl ətyeyən bir atadan əmələ gəlmiş və orta Miosen dövründə (10 milyon il əvvəl) ayrılmışdır. 2]. Hər bir ailə laktasiyaya fərqli yanaşmalar tətbiq edir. Phocid möhürləri istilik itkisini və yırtıcı riskini azaltmaq və bədən ehtiyatlarını artırmaq üçün böyük ölçülərdə inkişaf etmişdir. Bu, laktasiyanın "oruc tutma strategiyası" nı qəbul etməyə imkan verdi [3], buna görə də yığılmış bədən qida ehtiyatları nisbətən qısa müddət ərzində (növlərə görə 4 ilə 42 gün) davamlı süd istehsalı zamanı quruda oruc tutmağı asanlaşdırır.

Bunun əksinə olaraq, ata -baba otariid möhürləri daha kiçik bədən ölçülərini və izolyasiya edən xəzləri qorudu və "ovlayan laktasiya" strategiyasını qəbul edərək yerli yırtıcı qaynaqlarına yaxınlaşmaq üçün rokeriyalarda yetişdirildi [1]. Kiçik ölçülü otariid möhürləri, süd istehsalını davam etdirmək üçün lazım olan bədən mağazalarını doldurmaq üçün laktasiya dövründə qidalanmağı zəruri etdi. Yırtıcıların mövcudluğunun azalması, laktasiya müddətinin uzanmasına səbəb oldu (4 aydan 12 aya qədər) və otariid möhürlər, laktasiya dövründə yem gəzintilərinin müddətini artırmaqla yanaşı, sahildən daha uzaqda olan mənbələrdən istifadə etməyə başladı. İndiki otariid suitiləri aşkar edilə bilən laktoza olmayan süd istehsal edir [4, 5] və sahildə bir neçə günlük bol süd istehsalı dövrləri ilə dənizdə ananın yem axtarışının uzun müddətləri arasında dəyişmə ilə xarakterizə olunan laktasiya strategiyasını qəbul etmişdir [1] . İntersuckling intervalları 23 günə qədər olan otariid möhürlərində qeyd edilmişdir və bir məməli üçün indiyə qədər qeydə alınan ən uzun müddətlər arasındadır [1]. Laktasiya dövründə uzaq qidalanma yerləri ilə əlaqədar yem axtarış səfərlərinin müddətini artırmaq ehtiyacı əmmə fəaliyyətində davamlı fasilələrə baxmayaraq funksional olaraq qalan uyğunlaşdırılmış otariid süd vəzisi üçün seçilmişdir.

Digər məməlilər üçün, gənclər tərəfindən əmilməsinin dayandırılması səbəbiylə süd vəzisində süd yığılması, süd içərisində olan amillərin süd zülalı gen ifrazının aşağı salınmasına səbəb olan, sonra apoptotik hüceyrə itkisi ilə involyusiyaya səbəb olan südün tərkibindəki amillərə imkan verir [6]. Dənizdə uzun müddət ərzində, əmmə olmadıqda, xəz suiti süd vəzilərinin quruda laktasiya zamanı ilə müqayisədə 80% daha az süd istehsal etdiyi [7] və süd zülalının gen ifadəsinin azaldığı [8] qeydə alınmışdır. digər məməli növlərinin əmilməsi və involutionin başlanması üçün xarakterikdir [9]. Digər məməlilərdə bu hadisələri sürətlə apoptotik süd vəzinin hüceyrə ölümündən ibarət bir inqilab izləyir [9], lakin kürk möhürlü süd vəzisi bu anda involyusiyaya uğramır [8] və balalarını əmizdirməyə davam etmək üçün quruya qayıtmağa hazır olaraq aktiv olaraq qalır. . Kürk möhürlü süd vəzisi, süd protein istehsalını tənzimləyərək şişkinliyin təsirindən qaçır, lakin süd hələ də bezdə qalır. Buna görə də, bu heyvanlar süd vəzilərinin apoptozuna və əmizdirmə dayandırıldıqdan sonra involusiyaya qarşı müqavimət göstərir və involution ilə bağlı süd vəzi fiziologiyasının aspektlərini araşdırmaq üçün unikal imkan yaradır. Mühüm təkamül nəticələri olan spesifik fenotiplərlə güclü assosiasiyaları göstərən bir çox genetik quruluş nümunələri var (nümunələr üçün bax [10]). Bir çox hallarda bir növdə spesifik əlamətin inkişafı üçün tələb olunan gen digər növlərdə fərqli əlamətlə əlaqəli ifadə fərqini göstərir [10]. Bu əlaqələr inandırıcılığın səbəb sübutunu təmin edir.

Burada alfa-laktalbumin genini göstəririk (LALBA), normal olaraq laktoza sintezində iştirak edən bir süd zülalını kodlayan bir sıra dəyişikliklərə məruz qalmışdır cis-Otariidlərdə zülalın olmamasına səbəb olan fəaliyyət göstərən mutasiyalar. Göstəririk ki, LALBA siçan və insan məmə epitel hüceyrə xətlərinin apoptozuna və xəz möhürünün əsas süd hüceyrələrinə səbəb olur. Laktoza sintezinin və süd vəzinin involyutsiyasının, xəz möhürlü süddə LALBA olmaması səbəbindən kürklü süd vəzilərində normal olaraq baş vermədiyini irəli sürürük və yalnız otariid süd vəzilərində cDNA -nın təcridinə əsaslanan əvvəlki proqnozların yanlış olduğunu göstəririk [11]. Biz otariid və fosid suitilərin müxtəlif laktasiya fenotipləri ilə birbaşa əlaqəli olan funksional sübutları müzakirə edirik və təqdim edirik.


Cann 7 -ə aloha deyin

Rebecca L. Cann, həmkarları ilə birlikdə Mitoxondrial Eve hipotezi (1987) ilə məşhur olan bir genetikdir. Mitoxondrial Həvva izah edir ki, bizim insan mitoxondrial DNT-miz 200.000 il əvvələ aid tək Afrikalı ana ilə əlaqələndirilə bilər. Mitokondrial Həvva hamımızın atasıdır. Sənədinin 1987-ci ildə nəşr olunmasından bəri, Cann'ın tapıntıları "(Son zamanlar) Afrikadan kənarda" modelinə dair sübutlar verməklə insan cəmiyyətinə böyük təsir göstərmişdir.

Rebekka Cann əslən Ayova ştatının Burlington şəhərində anadan olub. Liseyə başlamazdan əvvəl San -Fransiskoya köçdü. Məktəbi bitirdikdən sonra o, Kaliforniya Universitetində, Berklidə bakalavr dərəcəsini (1972) qazandı. Genetika üzrə bakalavr dərəcəsini qazanması və Antropologiya Departamentində aspiranturaya daxil olması (1972-1974) arasındakı boşluqda Cannın insan dəyişkənliyinə və fərdiləşdirilmiş genomlarına olan maraqları gecə vaxtı keyfiyyətə nəzarət kimyaçısı kimi işləyərkən alovlandı. İşi onu çoxlu elmi jurnallar və məqalələrlə tanış etdi ki, bu da onu insan genotipik variasiyasının bu cür fərqli fenotipləri necə yaratdığına dair çox maraqlandırdı. 1974-cü ildə məhdudlaşdırıcı fermentlər haqqında öyrəndikdən sonra Cann molekulyar antropologiya və insan təkamülü sahəsində işləmək üçün aspiranturaya daxil olmaq qərarına gəldi. O, 1982-ci ildə doktor Allan Wilsonun rəhbərliyi altında doktorluq dərəcəsini qazanmışdır. O, 1986-cı ildə Havay Universitetinin Hüceyrə və Molekulyar Biologiya Departamentinin fakültəsinə daxil olana qədər Howard Hughes Tibb İnstitutunda postdoktoranturada çalışmışdır. Növbəti il ​​Cannın "Mitoxondrial DNT və insan təkamülü" adlı məqaləsi Nature (1987) nəşr olundu.

Hazırda Cann Havay Universitetində professordur.

Bunu paylaş:


Mücərrəd

Bu təhlildə insanlar və digər məməlilər, metazoa və bir sıra mühitləri əhatə edən sərbəst yaşayan mikrob icmaları ilə əlaqəli bakteriya birləşmələrini müqayisə etmək üçün nəşr olunmuş 16S ribosomal RNT gen ardıcıllığından istifadə edirik. Onurğalı bağırsaq mikrobiotasının tərkibi pəhrizdən, ev sahibi morfologiyasından və filogeniyasından təsirlənir və bu baxımdan insan bağırsağının bakteriya cəmiyyəti çoxşaxəli bir primata xasdır. Bununla birlikdə, onurğalı bağırsaq mikrobiotası, heyvan orqanizmləri ilə əlaqəsi olmayan sərbəst yaşayan icmalardan fərqlidir. Biz təklif edirik ki, bu yaxınlarda başlanmış beynəlxalq İnsan Mikrobiomu Layihəsi insanların, eləcə də digər məməlilər və ətraf mühit nümunələrinin geniş təmsilçiliyini əhatə etməyə çalışmalıdır, çünki mikrobiotaların və onların mikrobiomlarının müqayisəli təhlili biosferin təkamül tarixini araşdırmaq üçün güclü bir üsuldur.


Müzakirə

Südün tərkibinin məməlilər növləri arasında niyə fərqli olduğunu izah etmək üçün çoxlu fərziyyələr irəli sürülüb, lakin indiyədək növlər qohumluğu və ekologiyanın süd tərkibində müşahidə edilən növlərarası variasiyaya nə dərəcədə töhfə verdiyi bəlli deyildi. Burada, monotremlər, cəsədlər və plasental məməlilər də daxil olmaqla, məməli südlərin ümumi tərkibi haqqında ən geniş məlumat toplusunu topladıq. Biz göstəririk ki, tədqiqatımızdakı bütün modellər üçün filogenetik əlaqəni özündə birləşdirən statistik modellər ənənəvi qeyri-filogenetik modellərdən daha yaxşı uyğunluq təmin edib (Cədvəl S3-S6, Dəstəkləyici məlumat).

Fərqli dal uzunluğu transformasiyalarından istifadə edən modelləri də müqayisə etdik: λ (Pagel's with ilə PGLS) və Ornstein -Uhlenbeck transformasiyası (RegOU). λ təxminlər & gt0 idi ki, yaxından əlaqəli növlər arasında süd tərkibindəki bəzi oxşarlıqların ortaq atalarla əlaqəli olduğunu və buna görə də süd tərkibinin filogenetik siqnal nümayiş etdirdiyini söyləmək olar. Araşdırmamızda, təxminlər d istifadə edilən və ulduz filogeniyası arasında iyerarxik quruluşa malik ağacın məlumatlara ən yaxşı uyğunluğu təmin etdiyini irəli sürdü. LRTs, fərqli modellərin (RegOU və PGLS) xüsusi modeldən asılı olaraq fərqli performans göstərdiyini göstərdi (Cədvəllər S3 – S6, Dəstəkləyici məlumatlar).

Doğuş zamanı inkişaf mərhələsi və növün quraq şəraitə uyğun olub-olmaması, filogenetik olmayan (OLS) modellərdə süd tərkibi ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli idi. Bu OLS modellərində arid şəraitə uyğunlaşdırılmış növlərin daha çox seyreltilmiş süd istehsal etdiyi və daha yüksək dərəcədə altrisiyallığa malik gənc yetişdirən növlərin protein konsentrasiyasında daha yüksək süd istehsal etdiyi aşkar edilmişdir. Bununla belə, bu dəyişənlər filogeniya kontekstində tədqiq edildikdə artıq əhəmiyyət kəsb etmirdi (Cədvəllər S3-S6, Dəstəkləyici məlumat), filogenetik əlaqələrin neonatal inkişaf mərhələsindən və ya ətraf mühit şəraitindən daha çox süd tərkibindəki dəyişkənliyi izah edə biləcəyini göstərir. Filogenetik və filogenetik olmayan müqayisəli metodlardan istifadə edərkən əldə edilən fərqli nəticələr, növlər arasındakı filogenetik əlaqələri izah edən statistik analizlərin aparılmasının vacibliyini göstərir.

Statistik modellərin heç birində bədən kütləsi heç bir süd komponenti ilə əlaqəli deyildi (OLS, PGLS və ya RegOU modelləri Cədvəllər S3 -S6, Dəstəkləyici məlumatlar). Langer (2008) Eutherian məməlilərinin 62 növünün süd quru maddə tərkibinin müqayisəli tədqiqatında həm də filogeniyadan əvvəl və sonra qadın bədən kütləsi ilə süd quru maddəsi arasında heç bir əhəmiyyətli əlaqə tapmamışdır. Eynilə, tərkibindəki növləri müqayisə edərkən südün tərkibində heç bir fərq aşkar edilməmişdir Pteropus (Başlıq et al. 2001 ), Eulemur (Tilden & Oftedal 1997) və Bərabərdir (Oftedal & Jenness 1988) cins, bədən kütləsində əhəmiyyətli növlərarası variasiyaya baxmayaraq. Bunun əksinə olaraq, digər tədqiqatlar gəmiricilərdə (Derrickson, Jerrard & Oftedal 1996) və makropod kisəli heyvanlarda (Merchant) bədən kütləsi və süd quru maddələrinin tərkibi arasında mənfi allometrik əlaqələr tapmışdır. et al. 1989). Bununla birlikdə, daha geniş bir taksilərdəki allometrik əlaqələr, növlərin əlaqəsi nəzərə alınmadıqda ehtiyatla şərh edilməlidir, çünki filogeniya bu tendensiyaları idarə etməkdə daha təsirli ola bilər (Harvey & Pagel 1991). Filogeniyi hesaba çəkdikdən sonra Hinde & Milligan (2011) hələ də primatlarda bədən kütləsi ilə südün enerji sıxlığı arasında mənfi bir əlaqə tapdı. Bədən kütləsi, müəyyən məməlilər qrupundakı növlər arasında süd tərkibinin əhəmiyyətli bir proqnozu olsa da, bütün məməlilərdə ümumi süd tərkibindəki fərqlərlə əlaqəli görünmür.

Ana kütləsinin nisbəti kimi orta zibil kütləsi kimi təxmin edilən daha çox reproduktiv məhsula malik olan növlərin zibilin daha çox qida və enerji tələbatına görə daha çox konsentratlaşdırılmış və enerji ilə zəngin süd istehsal edəcəyi proqnozlaşdırılırdı (Oftedal 1993 Power, Oftedal & Tardif 2002) . Bununla birlikdə, sınaqdan keçirilmiş heç bir statistik modeldə reproduktiv məhsulun heç bir süd komponenti ilə əlaqəsi yoxdur. Bununla belə, gənclərə ötürülən qida maddələrinin ümumi miqdarı təkcə südün tərkib hissələrinin konsentrasiyasından deyil, həm də istehsal olunan südün miqdarından asılıdır (Landete-Castillejos). et al. 2003 Hinde, Power & Oftedal 2009b). Daha çox reproduktiv məhsuldarlığı olan növlərin, daha çox qida konsentrasiyası olan süd istehsal etmək əvəzinə daha çox miqdarda qida və enerji köçürməsi mümkündür.

Bir növün suda və ya quruda yaşamasını südün quru maddəsi və yağ konsentrasiyası və enerji sıxlığı ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqələndirirdi (Cədvəllər S3, S5, S6, Dəstəkləyici məlumatlar). Bununla belə, biomlu modellərə pəhriz və nisbi laktasiya müddəti daxil edilərkən biom əhəmiyyətsiz oldu və LRT-lər göstərdi ki, biomu olan modellər biomu istisna edən modellərə nisbətən məlumatlara əhəmiyyətli dərəcədə uyğun gəlmir. Beləliklə, laktasiyanın nisbi uzunluğu və pəhriz filogeniya hesablandıqdan sonra südün tərkibinə töhfə verən ən təsirli dəyişənlər olmuşdur (Cədvəl 1 və Cədvəl S3-S6, Dəstəkləyici məlumat). Bu, pəhriz və süd quru maddələri arasında heç bir əlaqə tapılmadığı Langer (2008) ilə ziddiyyət təşkil edir. Yırtıcı növlərin yağ, zülal və quru maddə konsentrasiyası və enerji sıxlığı baxımından həm otçul, həm də ətyeyən növlərə nisbətən daha çox süd verdiyini gördük (Şəkil 2). ParryJones 1997). Heyvan maddəsinin bu qidaların daha çox nisbətini ehtiva etməsi səbəbindən ətyeyən növlər, adətən daha çox miqdarda yağ və zülal yeyirlər, bu da fərqli diyetlər istehlak edən növlər arasında süd tərkibinin dəyişməsinə səbəb olduğu düşünülür (McNab 1980 Morrison 1980 Kunz & Diaz 1995).

Nisbi laktasiya müddəti süd quru maddə konsentrasiyası və enerji sıxlığı ilə mənfi korrelyasiya edilmişdir (Cədvəl 1). Bu laktasiya strategiyası, ehtimal ki, süd sintezinin dəyərini azaltmaq və ananın somatik toxumalarına dönməz zərərin qarşısını almaq üçün mövcuddur. Uzun laktasiya uzunluğuna malik olan növlər, ya qida qəbulu nisbətlərində tavanlar səbəbiylə, ya da daha çox miqdarda bədən mağazalarını səfərbər etməklə əlaqədar özünü saxlama xərcləri səbəbiylə yüksək konsentrasiyalı və enerjisi sıx bir süd istehsal edərlərsə, laktasiya tələbatını təmin edə bilməyəcəklər. (Hinde & Milligan 2011) və buna görə də seyreltilmiş süd istehsal edir. Digər tərəfdən, kəsilmiş laktasiya dövrləri olan növlərin böyük miqdarda yüksək konsentrasiyalı və enerji sıxlığı olan süd köçürməklə laktasiya xərclərini azaltdığı düşünülür. Bu şəkildə, anaların enerji ehtiyatlarının daha böyük bir hissəsi, ananın somatik baxımını təmin etmək əvəzinə, yenidoğulmuş kütlədə qazanc halına gətirilə bilər (Fedak & Anderson 1982). Focidlər arasında, ana enerjisinin ötürülməsi və laktasiya dövründə bala böyüməsi haqqında ətraflı məlumatın olduğu taksonomik qrup, başlıqlı möhür (Cystophora cristata) analar 4 günlük laktasiya dövründə bala kütləsini 100% artırmaq üçün saxlanılan yağların yalnız 33% -ni itirirlər (Bowen, Boness & Oftedal 1987). Boz möhür kimi daha uzun laktasiya uzunluğuna malik fosidlər üçün (Halichoerus grypus), dişilər orta hesabla 18 günlük laktasiya dövründə yığılmış yağlarının 84%-ni itirirlər və balaların kütləsi 236% artıb (Fedak & Anderson 1982) və şimal fil suitilərində (Mirounga angustirostris), qadın köçürmə c. Onların yağ ehtiyatlarının 58%-i 26 günlük laktasiya dövründə bala kütləsini demək olar ki, 300% artırır (Costa et al. 1986 ).

Laktasiya müddəti ilə süd tərkibi arasındakı əlaqələri şərh edərkən ehtiyatlı olmaq lazımdır, çünki süddən kəsilmə yaşını müəyyən etmək çətin ola bilər və tədqiqatlar arasında uyğunsuz olaraq təyin edilmişdir. Süddən kəsilmə yaşı gənclərin bərk qidaları qəbul etdikləri ilk gün, süd ötürülməsinin sürətlə azaldığı və ya körpələrin əmizdirilməsinin dayandırıldığı vaxt kimi müəyyən edilmişdir (Martin 1984). Biz yalnız doğuş arasındakı vaxt və gənclərin artıq süd istehlak etmədiyi vaxt kimi müəyyən edilən laktasiya müddəti təxminlərini daxil etməyi seçdik (Ernest 2003). Süd istehlakının dayandırılması, əmizdirmə davranışlarının birbaşa müşahidə edilməsi, mədədəki süd miqdarının araşdırılması və birbaşa süd ifadəsi ilə müəyyən edilmişdir (Izard 1987 Schulz & Bowen 2004).

Süd nümunəsi toplama qaydalarına, laktasiya mərhələsinin təyin edilməsinə və nümunənin minimum ölçüsünə (3 -ə bax) uyğun gəlməyən tədqiqatları istisna etsək də, məlumatları müqayisəli məqsədlər üçün standartlaşdırmağa çalışsaq da, nəşr olunan digər potensial səhv mənbələrini tanımaq vacibdir. məlumatların əldə edildiyi işlər. Birincisi, məlumatlar südün tərkibini müəyyən etmək üçün müxtəlif analitik üsullardan istifadə edilən tədqiqatlardan toplanmışdır. Yağ üçün Roese-Gottlieb metodu, zülal üçün Kjeldahl və ya CHN üsulları və şəkərlər üçün fenol-sulfat turşusu üsulu kimi həlledicilərin çıxarılması üsulları südün tərkib hissələrinin konsentrasiyasını ölçmək üçün ən etibarlı üsullar hesab olunur (Oftedal & Iverson 1995). İkincisi, növlər südün toplanması və təhlilindən əvvəl eyni şəraitdə yetişdirilməmişdir, bu o deməkdir ki, növlər arasındakı təkamül fərqləri fenotipə dərhal ətraf mühit təsirləri ilə müəyyən dərəcədə çaşqın olacaqdır (Garland & Adolph 1991, 1994 Garland, Bennett & Rezende 2005). Bununla belə, heyvanları eyni şəraitdə saxlamaq, xüsusən də vəhşi populyasiyaları öyrənərkən, növlər arasındakı fərqlərin təkamül və genetik əsaslı fərqləri əks etdirdiyi fərziyyəsini tələb edən bir qayda olaraq qeyri-mümkündür (Lavin et al. 2008). Üçüncüsü, bəzi növlər üçün süd nümunələri tamamilə əsir fərdlərdən toplanır, digər tədqiqatlar isə süd sintezinə təsir edə biləcək vəhşi populyasiyalar üzərində aparılır. et al. 1991 Gül və Çiçəklər 2005). Əsir olan növlər adətən var ad libitum qidaya çıxış, daha böyük bədən ölçülərinə nail ola bilər və südün tərkibini dəyişdirə biləcək süd sintezini dəstəkləmək üçün bədən ehtiyatlarını səfərbər etmək əvəzinə qida qəbuluna daha çox etibar edə bilər. Ancaq bəzi tədqiqatlar eyni növün əsir və vəhşi populyasiyaları arasında süd tərkibində heç bir fərq tapmadı (Messer & ParryJones 1997 Power et al. 2008). Nəhayət, reproduktiv təcrübə, ananın vəziyyəti, ananın yaşı və/və ya övlad cinsi kimi faktorlara görə növlər daxilində fərdlər arasında süd tərkibində əhəmiyyətli dəyişikliklər baş verə bilər (Georges et al. 2001 Landete-Kastilexos et al. 2005 Hinde 2009a Hinde, Power & Oftedal 2009b Skibiel & Hood 2013). Beləliklə, əgər süd fərdlərin qeyri-təsadüfi nümunəsindən toplanıbsa, südün tərkibindəki növlərarası variasiya müəyyən dərəcədə növdaxili variasiya ilə qarışdırıla bilər.

Nəticə olaraq, bu tədqiqat müqayisəli tədqiqatlarda növlər arasında filogenetik əlaqələrin birləşdirilməsinin zəruriliyini nümunə göstərir. Növlər arasındakı filogenetik əlaqələri özündə birləşdirən statistik modellər, ənənəvi filogenetik olmayan modellərə nisbətən məlumatlara daha yaxşı uyğunlaşma təmin etdi, həm də bir növ ulduz filogenezinin fərz edildiyi zaman süd tərkibi ilə əlaqəli olan bir neçə dəyişənin növ əlaqəsini nəzərə alarkən heç bir əhəmiyyəti yox idi. Ən əsası, nəticələrimiz göstərir ki, südün tərkibinə təsir edən seçici təzyiqlər növlər arasında paylaşılan təkamül tarixini, istehlak edilən pəhrizi və laktasiya dövrünün nisbi uzunluğunu əhatə edir. Bu araşdırma, məməlilərin valideyn himayəsinin əsas komponentlərindən birinin, laktasiya dövründə qidalanmanın təmin edilməsinə kömək edən amillər haqqında dəyərli fikirlər verir.


Təşəkkürlər

Bu araşdırma, Avropa Parlamenti tərəfindən 18 noyabr 2015 -ci ildə Belçikanın paytaxtı Brüsseldə təşkil edilən və bir çox müəllifin iştirak etdiyi və rəsmi hesabatla nəticələnən “Organik qidaların insan sağlamlığına təsiri ” adlı bir seminardan sonra başlamışdır. Avropa Parlamentinə [199]. Hazırkı icmal elmi ictimaiyyət üçün nəzərdə tutulmuş yenilənmiş və qısaldılmış versiyadır. Müəlliflər icmalın bölmələrini tənqidi oxuyub nəzərdən keçirdikləri üçün aşağıdakı həmkarlarına təşəkkür etmək istərlər: Julia Baudry, Nils Fall, Birgitta Johansson, Håkan Jönsson, Denis Lairon, Kristian Holst Laursen, Jessica Perry, He Paula Will Persson, He Paula Will Persson və Maria Wivstad. Müəlliflər həmçinin Marcin Barański və Gavin Stewart-a üzvi və ənənəvi bitkilərdə kadmium məzmununun əlavə meta-analizlərini təqdim etdiklərinə görə təşəkkür etmək istərdilər. Brüsseldə seminarın təşkilinə görə STOA əməkdaşlarına təşəkkürlər.

Maliyyələşdirmə

Avropa Parlamentinin Elm və Texnologiya Seçimlərinin Qiymətləndirilməsi Paneli bu sənədin yazılması, müəlliflərə səyahət dəstəyi və təsadüfi xərclərin ödənilməsi üçün maliyyə təmin etmişdir.

Məlumat və materialların mövcudluğu


5 Bağırsaq mikrobioması

İnsan mikrobiyomu, simbiotik mikrobiota və onların genomlarının, metabolitlərinin və ətraf mühitin cəmidir (Marchesi & Ravel, 2015). Mikrobiomanın araşdırılmasının intensivliyi əsassız deyil, çünki bütün ali orqanizmlərin biologiyasında və təkamülündə əvəzolunmaz rol oynayır. Bu bölmədə məqsədimiz bağırsaq mikrobiomunun nəinki bir çox vacib funksiyaları yerinə yetirən, həm də bütün məməlilər, o cümlədən insanlar üçün həzm və qidalanma prosesinin ayrılmaz hissəsi olan bir orqan hesab edilməli olduğunu nümayiş etdirməkdir. Bağırsaq mikrobiotasına xüsusi diqqət yetirməklə, antropologiyada pəhriz araşdırması ilə yanaşı, mikrobiom araşdırma qolunu necə birləşdirməyi də müzakirə edirik.

5.1 Mikrobioma insanın bioloji sistemi kimi

İnsan bədəni trilyonlardan ibarətdir eukaryot hüceyrələrdir, lakin bu şəxsiyyət natamamdır. Son hesablamalar göstərir ki, insan orqanizmindəki nüvəli hüceyrələrin sayı, orqan sisteminə bənzər həyati funksiyaları yerinə yetirən mikrob hüceyrələrinin sayı ilə 1: 1 nisbətindədir (Hooper, Littman, & Macpherson, 2012 Koren et al. , 2012 Sender, Fuchs, & Milo, 2016 Tremaroli & Bäckhed, 2012) və bu orqanizmlərin bir-birindən asılı birləşməsi holobiont (Zilber-Rosenberg & Rosenberg, 2008). Məcburi simbioz həyatın sahələrini idarə edir (Gilbert, Sapp, & Tauber, 2012 Margulis, 1993) və insanlar da istisna deyil.

Mikrobların insan fiziologiyasına təsirinin geniş miqyası və onun əsas mexanizmlərini cüzi dərk etməyimiz təbii olaraq onun çoxalma və qidalanma kimi insan sağlamlığının daha zərif aspektləri ilə əlaqəliliyinə şübhə ilə yanaşır. Ancaq bu asanlıqla barışdırılır. Ətrafla təmasda olan bədənin hər tərəfindəki epiteliya səthləri, hətta doğuşdan əvvəl də mikrobiota ilə kolonizə olunur (Gilbert, 2014). Beləliklə, bu mikrob vahidləri ev sahibinin xarici mühitdəki səfirləri kimi xidmət edir. Beləliklə, bizim mikrob həmkarlarımız daim molekulyar məlumat mübadiləsi və mənlik və başqaları arasında əks əlaqənin heyrətamiz dərəcədə axıcı prosesində iştirak edirlər. Mikrobiota xarici mühitin stimullarına reaksiya verdikcə, təkamül yolu ilə inkişaf etdirilən bir ortaqlıq olaraq öz hüceyrələrimizə siqnal göndərir və bu da həmyerlimiz olan mikroorqanizmləri "köhnə dostlar" hesab etməyə geniş səbəb verir (Rook və digərləri, 2004).

5.2 Antropologiya üçün mikrobiomlar

İnsan mikrobiyomu ilə bağlı əvvəlki işlərin çoxu, yaşayış, yaş, cinsiyyət, sağlamlıq və çoxalma kimi faktorlar ilə mikrobioma nümunələrinin populyasiya demoqrafiyasına görə dəyişmə yolları arasında əlaqələr axtardığı üçün tamamilə antropoloji olmuşdur (De Filippo et al. , 2010 Qin et al., 2012 Turnbaugh et al., 2007 Yatsunenko et al., 2012). Bununla belə, tənliyin digər tərəfdən işləmək və bunun əvəzinə, mikrobiomun insan sahibinə necə təsir etdiyini (məsələn, immun funksiyası və qidalanma vəziyyəti) həll etməklə, biz bu elmi əsasən antropoloji məqsədlər üçün istifadə edə bilərik (Benezra, Destefano, & Gordon). , 2012 Gomez və digərləri, 2016 Obregon-Tito və digərləri, 2015 Rampelli və digərləri, 2015). Uyğun olaraq, mikrobioma tədqiqatının insan biologiyasına uyğun bir araşdırma sahəsi olması üçün antropoloji bir perspektivə ehtiyacı var. Etnoqrafik araşdırmalardan əldə edilən mədəni və ekoloji məlumatlar, əks halda kəşfiyyatı və natamam məlumatları əhatə edəcək bir kontekstli dünyanı əhatə edir. Suallar niyə antropoloji tədqiqatda mikrobiomun sadəcə olaraq iş ocaqlarını su altında saxlayan natamam başa düşülən müşahidələri axtarmaqla cavablandırıla biləcəyini nəzərə almaq lazımdır və mikrobiom tədqiqat komponentinin boşluqları doldurmağa kömək edib-etmədiyini soruşmaq lazımdır. O ki qaldı Necə mikrobioma tədqiqatlarını birləşdirmək üçün iş ümumiyyətlə hansı mikrob taksonlarının mövcud olduğunu təyin etməklə başlayır (metataksonomika). Bunun ardınca mikrobiomanın funksional aspektləri araşdırılmalıdır. Funksiyaları gen kodlaşdıran inventarlar vasitəsilə çıxarmaq olar (metagenomika), həm də birbaşa metabolit istehsalını kəmiyyətcə qiymətləndirərək (metabolizma) və ya ardıcıllıqla ifadə olunan RNT (metatranskriptomiya) (Marchesi & Ravel, 2015). Antropoloqlar öz layihələrinə mikrobiom qolu əlavə etməyə həvəsləndirilməlidirlər, çünki bu, müşahidələrin izahedici gücünü gücləndirə bilən, xüsusən də mikrobiotanın birgə rezident icmalarının bioloji inteqrativ statusunu nəzərə alaraq məlumat toplusunu təklif edir (Amato, 2016). İnsanlar təbii mühitdə gəzmək üçün kültürel dəyişikliklərə çox güvəndikləri üçün, mikrobiomlar, hətta statik bir ekoloji mənzərədə belə, sürətli mədəni dəyişikliklərin bioloji təsirlərini qiymətləndirmək üçün ideal bir hədəfdir.

Hal-hazırda, insan yemçilərinin və kiçik miqyaslı ənənəvi cəmiyyətlərin mikrobiomu ilə bağlı yalnız bir neçə tədqiqat aparılmışdır, lakin bir neçə kənd icması da insan mikrobiomunun müxtəlifliyinə dair qiymətli sübutlar təqdim etmişdir (Cədvəl 1-ə baxın). Əhəmiyyətli odur ki, əvvəllər qeyd etdiyimiz yaşayış təsnifatındakı nüansları nəzərə alaraq (bax. Bölmə 2.1), mikrobiota və insan yemçilərin pəhrizləri arasında qurulacaq müvafiq assosiasiyalar digər qarışıq yaşayış modellərindən yabanı qidaların yemlənməsinin dəqiq müəyyən edilməsindən asılıdır. Pəhriz tərkibini təhlil etmək məqsədi daşımasa da, nəşr olunan bir neçə mikrobioma tədqiqatından əhəmiyyətli məlumatlar əldə edilə bilər (Burkina Faso: De Filippo və digərləri, 2010 Hadza: Schnorr və digərləri, 2014 BaAka: Gomez və digərləri, 2015 Matses of Peru: Obregon-Tito et al., 2015 Yanomami: Clemente et al., 2015 Papuan highlanders: Martinez et al., 2015 Khentii: Zhang et al., 2014 ). An overall conclusion that we can take away from these studies is that the major observed shifts in composition and abundance are a result of the massive lifestyle changes that coincide and associate with post-industrial (and usually urbanized) societies and are not necessarily linked with evolutionary selection pressures and/or specific modes of subsistence.

Traditional population Region Məkan Yaşayış Food type Məlumat növü Body site Study
Rural Burkinabe Afrika Burkina Faso Rural farming Agricultural crops: millet, sorghum, grain flours, legumes, vegetables, herbs, occasional meat (chicken, termites) V5–V6 16S rRNA Nəcis De Filippo et al. ( 2010 )
Batwa/Twa Afrika Uganda Formerly hunter-gatherers horticulture, marginal foraging Cassava, wild yams, wild game V1–V2 16S rRNA tüpürcək Nasidze et al. ( 2011 )
Rural Malawians Afrika Malawi Farming and market agriculture Agricultural crops V4 16S rRNA and shotgun subsample Nəcis Yatsunenko et al. ( 2012 )
Hadza Afrika Tanzaniya Hunting and gathering Wild tubers, berries, baobab, honey comb, game V4 16S rRNA Nəcis Schnorr et al. ( 2014 )
Hadza Afrika Tanzaniya Hunting and gathering Wild tubers, berries, baobab, honey comb, game Shotgun Nəcis Rampelli et al. ( 2015 )
Cameroon hunter-gatherers Afrika Cameroon Hunting and gathering Cassava, small fauna, wild fruits V5–V6 16S rRNA Nəcis Morton et al. ( 2015 )
Bantu farmers Afrika Cameroon Subsistence farming Cassava, domestic meat, fish V5–V6 16S rRNA Nəcis Morton et al. ( 2015 )
Bantu fishers Afrika Cameroon Fishing Fish, cassava V5–V6 16S rRNA Nəcis Morton et al. ( 2015 )
BaAka Afrika Central African Republic Mixed foraging, horticulture, and trade Manioc root, wild yams, koko leaves, peanuts, Irvingia nuts, duiker V1–V3 16S rRNA Nəcis Gomez et al. ( 2016 )
Bantu Afrika Central African Republic Farming and market agriculture Agricultural products V1–V3 16S rRNA Nəcis Gomez et al. ( 2016 )
Rural South Africans Afrika Cənubi Afrika Rural farming and small market economy Coarse grains, vegetables 16S rRNA pyrosequencing and qPCR Nəcis Ou et al. ( 2013 )
Rural Russians Eurasia Tatarstan, Omsk, Tyva, and Khakassia regions Agriculture, market economy, gardens Bread, potatoes Shotgun Nəcis Tyakht et al. ( 2013 )
Khentii Eurasia Mongolia Pastoralists Fermented milk, meat V1–V3 16S rRNA Nəcis Zhang və başqaları. ( 2014 )
Tibetan herders Eurasia Highland Tibet Herding Meat and milk V1–V3 16S rRNA Nəcis Li və başqaları. ( 2016 )
Khentii Eurasia Mongolia Pastoralists Fermented milk, meat Shotgun Nəcis Liu və başqaları. ( 2016 )
Medieval monastic Germans Avropa Medieval Dalheim, Germany Rural farming Wheat, cabbage, pork, lamb V3, V5, V6 16S rRNA shotgun metaproteomics Şifahi Warinner et al. ( 2014 )
Ancient Native American Şimali Amerika Rio Zape, Northern Mexico Hunting and gathering, horticulture Naməlum V3 16S rRNA Nəcis Tito et al. ( 2012 )
Hutterites Şimali Amerika ABŞ Rural farming Fresh and canned produce V4 16S rRNA Nəcis Davenport et al. ( 2014 )
Guahibo Cənubi Amerika Venezuela Rural farming Agricultural crops V4 16S rRNA and shotgun subsample Nəcis Yatsunenko et al. ( 2012 )
Guahibo Cənubi Amerika Venezuela Rural farming Agricultural crops V4 16S rRNA and shotgun subsample Nəcis Obregon-Tito et al. ( 2015 )
Matses Cənubi Amerika Peru Mixed foraging, horticulture, and paracultivation Wild game, some wild plants, domesticated plantain V4 16S rRNA and shotgun subsample Nəcis Obregon-Tito et al. ( 2015 )
Yanomami Cənubi Amerika Venezuela Mixed foraging and paracultivation Bananas, seasonal fruits, plantain, palm hearts, cassava, land and lacustrine fauna, peccary, monkey, tapir V4 16S rRNA Fecal, oral, skin Clemente et al. ( 2015 )
Asaro and Sausi South Pacific Papua New Guinea Subsistence agriculture, gardens Taro, sweet potato, plantain, pork, fish V5–V6 16S rRNA Nəcis Martinez et al. ( 2015 )

5.3 Metagenome view of diet specializations

Humans actively cultivate membership and diversity of the gut microbiome through the types of foods that they consume (David et al., 2013 Flint et al., 2008 ), and differences in the types and sources of nutrients in the diet, particularly lipids and plant-based carbohydrates, appear to overwhelmingly dictate the microbial taxonomic community structure (Sonnenburg & Sonnenburg, 2014 Sonnenburg et al., 2016 ). As diet composition influences the residency of microbial gut symbionts, so too does the microbiome play an important role in nutritional buffering for the host. Therefore, anthropologists can expect to find attributes of the microbiome that serve a nutritional-provisioning role, which has been previously studied using dəstə in vitro culturing methods, but is now readily viewed through the lens of shotgun metagenomic and metabolite data. In particular, characterizing enzyme-coding genes based on a reference database (e.g. abundance or homology) is one method to profile the functional potential of a microbial community. Critically, however, gene presence does not equate to biological function, but refers to potential function methods that capture evidence of function directly (such as culturing, batch fermentation, metabolite analysis, and shotgun transcriptomics) are needed to confirm the actual functionality of a particular microbiome configuration. Using a metagenomic approach, Rampelli et al. ( 2015 ) demonstrated that consumption of differentially sourced plant foods were reflected in the type and abundance of glycoside hydrolases found among the gut bacterial genomes of Hadza foragers of Tanzania and urban Italians. Interestingly, the Hadza gut microbiome appears to be adapted for broad-spectrum carbohydrate metabolism, and given the complex polisaxaridlər that characterize their diet, this illustrates a potential functional flexibility of gut microbiota to correspond to dietary composition. To improve and support these findings, experimental next steps might include simulating colonic fermentation using a batch-fermentation system such as a chemostat (Ziv, Brandt, & Gresham, 2013 ), or simulated in vitro environments (Minekus et al., 1999 ). Investigative analyses in the form of targeted metabolite assays (Turroni et al., 2016 ) or metatranscriptome analysis (Lee, Rusch, Stewart, Mattila, & Newton, 2014 ) would also offer a snapshot of total activity output of the microbiome and can be used alongside dietary trials, interventions, or even recalls. These strategies may help us achieve a new level of understanding as to how, and to what extent, the human microbiome is adapted to specific dietary or environmental factors, and whether these were relevant selective forces in human evolution.

5.4 Metabolites and nutritional buffering

The type and abundance of enzyme-coding genes necessarily impacts metabolite production, which are mostly in the form of volatile fatty acids that are the result of carbohydrate fermentation and are absorbable and used by the human host (den Besten et al., 2013 ). These microbiota-derived fatty acids are the key substrates that support an entire dietary class of animals, the herbivores, for whom the majority of the diet is comprised of plant cell walls. However, omnivores, particularly the great apes (including humans), are also highly dependent on microbial metabolites for nutritional support. The amount and type of carbohydrate in the diet differentially affects the abundance ratio of short chain fatty acid (SCFA) production, depending on factors such as: (a) plant and tissue type (b) polymer resistance to host intestinal enzymes (c) pentose və ya hexose saccharides, and their complexity (den Besten, 2013). A comparison between rural Africans living in South Africa with that of urban African Americans found remarkably higher total SCFA in stool of the former, with similar results reported for Burkinabe rural farmers, and was attributed to a traditional African diet rich in “coarse grains and vegetables” (De Filippo et al., 2010 Ou et al., 2013 ). Looking at SCFA production in terms of abundance ratio also characterizes the bacterial activity output and fermentative strategy, as in, whether the products cross-feed other microbes or whether they directly feed the host (Bergman, 1990 den Besten et al., 2013 Lambert & Fellner, 2012 ). Increasingly, we realize that the particular metabolic pathways that are engaged through microbial metabolite production can also induce physiological changes in the host that alter host sensitivity to incoming or derived dietary nutrients. This means that as the gut microbiota come into contact with foreign substrates (i.e., foods), they can signal to the host metabolism about the type and abundance of nutrients available, and the host metabolism can respond accordingly (Tremaroli & Bäckhed, 2012 ).

5.5 Comparative work informs evolutionary hypotheses

Our understanding of the role of the gut microbiome in human diet is richly informed by comparative studies between populations with different subsistence regimes—from source, to production, to consumption (De Filippo et al., 2010 Gomez et al., 2016 Obregon-Tito et al., 2015 Schnorr et al., 2014 ). Furthermore, the composition and function of the gut microbiome is chiefly influenced by host gut morphology and dietary patterns (David et al., 2013 Delsuc et al., 2014 Milton & Demment, 1988 Muegge et al., 2011 ). A general trend has emerged in which traditional populations, regardless of geography, maintain a shared continuum of taxonomic presence and absence that does not overlap with characteristic taxa for industrial-urban populations. Therefore, mode of subsistence appears to overwhelmingly explain the presence and distribution of taxa, with hunter-gatherer groups clustering most closely together, followed by a wider spread of variation for mixed subsistence and rural farmers (Gomez et al., 2016 Martinez et al., 2015 Obregon-Tito et al., 2015 Schnorr et al., 2014 ).

These observations and inferences lead to more tantalizing inquiries. Can humans cultivate specific microbial communities that possess unique adaptations to metabolize novel dietary compounds, relevant to both ancient and contemporary populations? One early publication supports the idea that, indeed, horizontal gene transfer from environmental microbiota is possible and can impart beneficial dietary adaptations (Hehemann et al., 2010 ), though corroborative findings in other human populations are not yet available. Structural reconfigurations of microbial taxa are also well associated with short-term changes to diet (David et al., 2013 ), but adaptation as a result of long-term consumption or exposure to specific foods or diets is still unclear. Some evidence comes from the observation that people with çölyak xəstəliyi have a distinctly altered gut microbiome that is depleted in key phyla (Sellitto et al., 2012 ), although whether this is a contributor to or outcome of the disease remains unclear. In contrast, a healthy gut microbiome contains many bacterial species capable of degrading özü (Caminero et al., 2014 ), and may be connected to an ancient dietary adaptation, or functional honing of the microbiome, following the transition to grain-based agriculture. Not only does the microbiome help degrade complex dietary molecules, but it is also critical for early training of the adaptive immune system (Hooper et al., 2012 ). As reports of celiac disease and non-celiac gluten sensitivity (NCGS) rise, both of which are often co-expressed with other autoimmune disorders, gut epithelial permeability, and FODMAPS (sensitivity fermentable, oligo-, di-, monosaccharides, and polyols) and are multifactorial in development (Biesiekierski et al., 2013 Megiorni & Pizzuti, 2012 ), a worthwhile investigation of gluten-degrading microorganism abundance could reveal interesting patterns of disruption, potentially as a result of environmental xenotoxins, such as pesticides or agricultural antibiotics (Mohan et al., 2016 ).

If diet alone could be associated with major changes in the genetic and taxonomic structure of the gut microbial community, and if local environments encouraged the acquisition of novel microbial traits through horizontal gene transfer with endemic microbes (Hehemann et al., 2010 ), then it seems likely that these processes have happened throughout human evolution. In fact, microbe-animal symbiosis is a governing principle of biology (Margulis, 1993 ), epitomized in examples like the bobtail squid and their luminescent Vibrio fischeri or coral and their photosynthetic zooxanthellae (Fraune & Bosch, 2010 Gilbert et al., 2012 McFall-Ngai et al., 2013 ). Examples of diet induced microbiome adaptations in animals are varied and ubiquitous, having been inferred across all mammalian phylogeny (Muegge et al., 2011 ), with specific observations from work on honeybees, termites, vultures, giant pandas, gorillas, and bovids (Brulc et al., 2009 Engel, Martinson, & Moran, 2012 Martinez et al., 2015 Ley et al., 2008 Muegge et al., 2011 Tamarit et al., 2015 Zhu, Wu, Dai, Zhang, & Wei, 2011 ). One of the most striking examples of microbiome convergence due to dietary niche is seen in myrmecophagous mammals (Delsuc et al., 2013).

In the few studies of traditional populations, dietary specialization of the gut microbiota are noted at the level of encoded traits, such as strain-level carbohydrate degrading specializations and population structuring of mobile genetic elements (Brito et al., 2016 Obregon-Tito et al., 2015 Rampelli et al., 2015 Soverini et al., 2016 ). Perhaps then ancient human hunter-gatherers, who lived in and subsisted upon a wild landscape, could acquire and incorporate environmental microbial traits that would confer a fitness advantage simply by providing the genetic tools to convert refractory plant foods into nourishing nutritional compounds. Earlier work has shown that human-associated bacteria elicit specializations following human cultural changes during the Neolithic, indicated by an expansion of transposable elements in bacterial genomes (Mira, Pushker, & Rodriguez-Valera, 2006 ). Therefore, it is not unreasonable to suppose that similar rapid specializations have followed humans (as well as all animals) across a multitude of ecological settings.

One intriguing possibility of a deep evolutionary source for human reliance on and rapid adaptability of the gut microbiome relates to fermented foods. Species that encounter and consume naturally fermented foods, such as primates, may gain additional exposure to specific crops of carbohydrate degrading microorganisms from the environment. Early hominid exploitation of overripe fruits is thought to have activated an alcohol metabolizing enzyme in ape ancestors and may have helped reinforce the mutualistic relationship between humans and microbiota by improving human tolerance of fermented foods and microbial metabolite byproducts (Carrigan et al., 2014 ), though this pattern likely extends to other primates and animals as well. Still, human directed fermentation is now a widespread behavioral trait that is used to improve the quality of a number of food resources, external to consumption, including dairy, cereal grains, and legumes. Given seasonality of resources, it appears advantageous to accommodate rapid turnovers or reorganizations of gut microbiota following food availability. The origin and effect of these behaviors is an open area of investigation, but there is potential that the extensive nutritional benefits that humans gain from fermented foods is owed to some ancient selective process.


LACTOOVOVEGETARIAN DIET

The lactoovovegetarian diet was selected for this analysis because most vegetarians are on this or some modified version of this diet. In addition, the American Heart Association reported that the lactoovovegetarian diet enables individuals to meet basic nutrient needs ( 5).

A comparison of the calorie and food consumption of a lactoovovegetarian diet and a meat-based diet is provided in Cədvəl 1. In the lactoovovegetarian diet, the meat and fish calories were replaced by proportionately increasing most other foods consumed in Table 1 in the vegetarian diet except sugar and sweeteners, fats, and vegetable oils. The total weight of food consumed was slightly higher (1002 kg per year) in the lactoovovegetarian diet than in the meat-based diet (995 kg per year). The most food calories consumed in both diets were associated with food grains, and the second largest amount of calories consumed was from sugar and sweeteners.

Per capita food consumption, energy, and protein of foods of a meat-based compared with a lactoovovegetarian diet in the United States

Food . Meat-based diet 1 . Energy . Protein . Lactoovovegetarian diet 2 . Energy . Protein .
kqkcalgkqkcalg
Food grain 114 849 24.9 152 1132 33.2
Pulses (legumes) 4.3 40 2.0 7.5 70 4.5
Tərəvəz 239 147 6.6 286 155 8.8
Oil crops 6 71 3.0 8 95 4.0
Meyvə 109 122 1.4 112 122 1.9
Meat 124 452 41.1 0 0 0
Balıq 20.3 28 4.7 0 0 0
Dairy products 256 385 22.5 307.1 473 30.0
Yumurta 14.5 55 4.2 19.2 73 5.6
Vegetable oils 24 548 0.2 25 570 0.2
Animal fats 6.7 127 0.1 6.7 127 0.1
Sugar and sweeteners 74 686 0.2 74 686 0.2
qoz-fındıq 3.1 23 0.6 4.0 30 0.8
Ümumi 994.9 3533 111.5 1001.5 3533 89.3
Feed grains 3816.0 450.0
Food . Meat-based diet 1 . Energy . Protein . Lactoovovegetarian diet 2 . Energy . Protein .
kqkcalgkqkcalg
Food grain 114 849 24.9 152 1132 33.2
Pulses (legumes) 4.3 40 2.0 7.5 70 4.5
Tərəvəz 239 147 6.6 286 155 8.8
Oil crops 6 71 3.0 8 95 4.0
Meyvə 109 122 1.4 112 122 1.9
Meat 124 452 41.1 0 0 0
Balıq 20.3 28 4.7 0 0 0
Dairy products 256 385 22.5 307.1 473 30.0
Yumurta 14.5 55 4.2 19.2 73 5.6
Vegetable oils 24 548 0.2 25 570 0.2
Animal fats 6.7 127 0.1 6.7 127 0.1
Sugar and sweeteners 74 686 0.2 74 686 0.2
qoz-fındıq 3.1 23 0.6 4.0 30 0.8
Ümumi 994.9 3533 111.5 1001.5 3533 89.3
Feed grains 3816.0 450.0

Feed grains are cereal grains fed to livestock.

Per capita food consumption, energy, and protein of foods of a meat-based compared with a lactoovovegetarian diet in the United States

Food . Meat-based diet 1 . Energy . Protein . Lactoovovegetarian diet 2 . Energy . Protein .
kqkcalgkqkcalg
Food grain 114 849 24.9 152 1132 33.2
Pulses (legumes) 4.3 40 2.0 7.5 70 4.5
Tərəvəz 239 147 6.6 286 155 8.8
Oil crops 6 71 3.0 8 95 4.0
Meyvə 109 122 1.4 112 122 1.9
Meat 124 452 41.1 0 0 0
Balıq 20.3 28 4.7 0 0 0
Dairy products 256 385 22.5 307.1 473 30.0
Yumurta 14.5 55 4.2 19.2 73 5.6
Vegetable oils 24 548 0.2 25 570 0.2
Animal fats 6.7 127 0.1 6.7 127 0.1
Sugar and sweeteners 74 686 0.2 74 686 0.2
qoz-fındıq 3.1 23 0.6 4.0 30 0.8
Ümumi 994.9 3533 111.5 1001.5 3533 89.3
Feed grains 3816.0 450.0
Food . Meat-based diet 1 . Energy . Protein . Lactoovovegetarian diet 2 . Energy . Protein .
kqkcalgkqkcalg
Food grain 114 849 24.9 152 1132 33.2
Pulses (legumes) 4.3 40 2.0 7.5 70 4.5
Tərəvəz 239 147 6.6 286 155 8.8
Oil crops 6 71 3.0 8 95 4.0
Meyvə 109 122 1.4 112 122 1.9
Meat 124 452 41.1 0 0 0
Balıq 20.3 28 4.7 0 0 0
Dairy products 256 385 22.5 307.1 473 30.0
Yumurta 14.5 55 4.2 19.2 73 5.6
Vegetable oils 24 548 0.2 25 570 0.2
Animal fats 6.7 127 0.1 6.7 127 0.1
Sugar and sweeteners 74 686 0.2 74 686 0.2
qoz-fındıq 3.1 23 0.6 4.0 30 0.8
Ümumi 994.9 3533 111.5 1001.5 3533 89.3
Feed grains 3816.0 450.0

Feed grains are cereal grains fed to livestock.

The amount of feed grains used to produce the animal products (milk and eggs) consumed in the lactoovovegetarian diet was about half (450 kg) the amount of feed grains fed to the livestock (816 kg) to produce the animal products consumed in the meat-based diet ( Table 1). This is expected because of the relatively large amount of animal products consumed in the meat-based diet ( 7). Less than 0.4 ha of cropland was used to produce the food for the vegetarian-based diet, whereas about 0.5 ha of cropland was used in the meat-based diet ( 8). This reflects the larger amount of land needed to produce the meat-based diet ( Table 1).

The major fossil energy inputs for grain, vegetable, and forage production include fertilizers, agricultural machinery, fuel, irrigation, and pesticides ( 8, 9). The energy inputs vary according to the crops being grown ( 10). When these inputs are balanced against their energy and protein content, grains and some legumes, such as soybeans, are produced more efficiently in terms of energy inputs than vegetables, fruits, and animal products ( 8). In the United States, the average protein yield from a grain crop such as corn is 720 kg/ha ( 10). To produce 1 kcal of plant protein requires an input of about 2.2 kcal of fossil energy ( 10).


Sizi maraqlandıran xəbərlər, kurslar və ya hadisələr olduğunda xəbərdar olun.

E -poçtunuzu daxil edərək Penn State Extension -dan əlaqə almağa razılıq verirsiniz. Məxfilik siyasətimizə baxın.

Təqdim etdiyiniz üçün təşəkkür edirik!

Agroterrorism: ABŞ Heyvan Kənd Təsərrüfatı üçün bir təhlükə

Məqalələr

Pennsylvania Süd Sağlamlığı və Bioloji Təhlükəsizlik Təlimatı

Bələdçilər və Nəşrlər

Brix Refraktometrindən istifadə

Videolar

Süd buzovlarında istilik stressi

Məqalələr

Metabolik profilləşdirmə

Məqalələr


Videoya baxın: Bir Maymun İnsan Olabilir Mi? Lucynin Hikayesi (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Osmund

    EPTI SPS HUGE

  2. Kiganos

    Səhv olduğuna inanıram. Mən əminəm. PM-də mənə yaz.

  3. Sadaka

    mesaj çox faydalıdır

  4. Istvan

    Məncə, siz səhv edirsiniz. Mən bunu sübut edə bilərəm.

  5. Miki

    Üzr istəyirəm, amma düşünürəm ki, səhv edirsən. Mən mövqeyimizi müdafiə edə bilərəm. PM-də mənə e-poçt göndərin.



Mesaj yazmaq