Kehityshistoriamme vahvin lenkki löytyy esihistoriallisesta nuotiopiiristä. Se, joka keksi paistaa lihan ja juurimukulan, tuli varmistaneeksi, että isoille aivoille riitti ravintoa.

Teksti: Tuula Kinnarinen

Ihmisaivot ovat nälkäinen elin – etenkin elämän ensimmäisinä vuosina, kun ne rakentuvat tehtäviinsä. Aluksi ne haukkaavat päivittäisestä energiankulutuksesta peräti 87 prosenttia, sitten 45–60. Siitä osuus laskee, kunnes se aikuisuuteen tultaessa pysähtyy 25:een. Sekin on paljon, kun katsoo apinasukulaistemme kulutusta. Niiden aivot tyytyvät kymmenkuntaan prosenttiin.Pääkopan vaatimukset näkyvät kehossa. Apinoista poiketen meillä on vähän lihaskudosta, joka kuluttaa paljon energiaa, ja paljon rasvakudosta, joka tulee toimeen vähällä. Evoluution mittaan tällainen jakauma on ollut mielekäs: se on säästänyt energiaa, ja niinä aikoina, kun ruoanhankinta on tehnyt tiukkaa, rasva on toiminut varastona, josta aivoille on riittänyt ravintoa.Rasvakudoksen valta näkyy yhä selvästi pikkulapsissa. Vastasyntyneen kehossa on rasvaa 16 prosenttia, ja siitä määrä nousee 25:een, ennen kuin alkaa puolentoista vuoden iässä pudota kohti lähtötasoaan. Se on enemmän kuin millään muulla kädellisellä. Simpanssinpoikanenkin tulee toimeen viidellä.

Kasvu käynnistyi erectuksessa

Isot aivot ovat ihmissuvun valttikortti. Juuri ne tekivät apinaihmisistä esi-ihmisiä ja lopulta heistä meitä. Tästä evoluutiomme tutkijat ovat yhtä mieltä. Mikä aivojen kasvua siivitti, on epäselvempi asia.Geneetikot sanovat, että pari miljoonaa vuotta sitten perimässä tapahtui mutaatio, jonka ansiosta leukaperät ja purulihakset surkastuivat. Aivot saivat tilaa kasvaa, ja älyä alkoi kertyä. Paleoantropologit uskovat, että kävi myös toisin päin. Afrikan kuivuessa savanniksi esi-ihmiset tekivät innovaatioita, jotka muuttivat arkea ja vauhdittivat aivojen kasvua. Ihmiset kehittivät uusia selviytymisstrategioita, keksivät parempia kivityökaluja ja aloittivat sosiaalisen elämän. Kaikenlaiset aktiviteetit tunnetusti vahvistavat meidänkin aivojamme.Menivät syyt ja seuraukset kuinka päin tahansa, fossiileista päätellen aivot ovat ottaneet kaksi selvää kasvuspurttia: ensin erectuksessa ja toisen kerran heidelberginihmisessä. Kun tiedämme, että erectus, Homo-suvun varhainen edustaja, ilmaantui Afrikkaan jo noin 1,8 miljoonaa vuotta sitten, aivoille on pitänyt tarjota runsaasti ravintoa huomattavan pitkään.

Kypsennys ratkaisi pulman

Meille syöpöt aivot eivät tuota ongelmia, mutta miten ruokinnasta suoriutuivat kivikautiset eläjät? Laajentamalla ruokavaliotaan, vastaavat bioantropologit. Osa heistä vannoo riistan nimeen. Lihan proteiinit ja rasvat sisältävät niin paljon energiaa, ettei aivoilla ollut hädän päivää. Sopivasti erectus oli ensimmäinen ihminen, joka lähti metsälle. Toiset korostavat merieläimistön merkitystä. Kalat ja simpukat sisältävät runsaasti monityydyttymättömiä rasvahappoja, joita ilman aivot eivät kehity oikein. Kolmas joukko on sitä mieltä, ettei mikään yksittäinen ruoka-aine ratkaissut lisäenergian tarvetta. Avainasemaan nousi ruoan kypsennys.– Jos esi-ihmiset olisivat syöneet runsaskuituista mutta vähäenergiaista raakaa ravintoa, he olisivat olleet kuin apinat: natustaneet lehtiä, marjoja, pähkinöitä ja hedelmiä lähes taukoamatta. He olisivat tarvinneet myös apinoiden isot hampaat ja suuren suoliston, jossa kasvikunnan hitaasti sulavat antimet saavat viipyä pitkään. Niitä heillä ei ollut. Hammasrivi oli jo pienentynyt ja suolisto  menettänyt 40 prosenttia tilavuudestaan. Näin selvät muutokset tarkoittavat, että varhaiset ihmiset söivät pehmeää, helposti sulavaa ruokaa, sanoo Harvardin yliopiston professori Richard Wrangham, kokkaushypoteesin kärkimies.

Tärkkelys turpoaa käyttöön

Ravitsemustutkijoilta olemme tottuneet kuulemaan, kuinka kypsennys heikentää ruoan laatua tuhoamalla ravintoaineita, kuten vitamiineja. Niin se tekeekin, mutta toisaalta se nostaa ruoasta saatavan energian määrää. Wranghamin mielestä juuri tämä takasi sen, että ihminen saattoi kasvattaa aina vain isommat aivot.– Kasvien energia on pakkautunut valtaosin tärkkelysjyväsiin, ja raa’at jyväset sulavat erittäin huonosti. Ruoansulatuselimistömme onnistuu käyttämään niiden sisältämistä hiilihydraateista vain puolet, Wrangham sanoo. – Kun juurimukulat, palot ja siemenet kypsentää, tärkkelysjyväset turpoavat ja vapauttavat ravintoaineensa. Ruoansulatusentsyymien työ helpottuu, ja ne nappaavat talteen enemmän energiaa. Määrä vaihtelee kasvista toiseen, mutta parhaimmillaan ekstraa kertyy 35 prosenttia.Kypsennys nostaa kasvien energia-antia toisellakin tapaa. Se pilkkoo soluseinien sideaineet ja pehmittää kasvin. Tämä säästää kaloreita niin syödessä kuin ruokaa sulatellessa.

Liha purkaa proteiininsa

Lihaa on tutkittu paljon vähemmän kuin kasveja, eikä tiettävästi kukaan ole laskenut, miten kypsennys vaikuttaa lihan energiataseeseen. Wrangham kuitenkin uskoo, että se nostaa energia-antia – siitäkin huolimatta, että paistettaessa rasvaa valuu hukkaan. Hänen mielestään lihaa ei oikeastaan kannata syödä raakana.– Liha koostuu enimmäkseen proteiineista, ja ne ovat kallista sulatettavaa. Elimistö käyttää niiden pilkkomiseen 20–35 prosenttia energiastaan, kun hiilihydraatit vievät 5–15, rasvat tätäkin vähemmän.Eläinrasva, oli se kylmää tai kuumaa, sulaakin lähes täydellisesti ohutsuolessa. Tiiviitä proteiinikeriä sen sijaan pääsee ehyinä paksusuoleen. Siellä niihin käyvät käsiksi bakteerit, mutta ne kuluttavat vapautuvan energian omiin tarpeisiinsa. Ihminen jää nuolemaan näppejään.– Kun lihan kypsentää, proteiinikerät purkautuvat joustavaksi verkoksi ja liha pehmentyy. Mehevyyttä lisää vielä se, että kuumennus hajottaa solujen sideaineena toimivan kollageenin notkeaksi gelatiiniksi. Olisi outoa, ellei energian ja ravintoaineiden saatavuus paranisi.Wrangham otaksuu, että kypsästä proteiinista sulaa 90 prosenttia, raa’asta vain 50. Hän ei tempaa arviotaan tuulesta vaan perustaa sen mittauksiin, joita on tehty raa’an ja keitetyn kananmunan proteiinien sulavuudesta.

Kuka kesytti tulen?

Kuka edeltäjistämme ensimmäisenä ruoka-aineitaan paistoi ja keitti, on hankala kysymys, sillä nuotioista jää huonosti pysyviä jälkiä. Eräät Afrikan-alkukotiamme tutkivat arkeologit sanovat löytäneensä merkkejä tulen käsittelystä puolentoista miljoonan vuoden takaa. Israelista tunnetaan tulisijoja, joilla on ikää 790 000 vuotta. Äskettäin valmistunut Euroopan arkeologisten asuinjäännösten kartoitus taas kertoo, että yleisesti nuotiotulia on sytytetty vasta 400 000 vuotta.Wrangham uskoo tulen käsittelyn pitkään historiaan. Se selittää parhaiten varhaisten erectusten joltisenkin isot aivot ja pienen suoliston. – Jos he elivät ilman tulta, heidän on täytynyt parantaa ruoka-aineidensa ravitsemus¬arvoa nykyisten luonnonkansojen tapaan: riiputtaa lihaa, kuivattaa kalaa, murskata siemeniä, nuijia juuria ja kypsyttää hedelmiä hiekassa, Wrangham luettelee ja lisää: – He saattoivat myös lainata luonnon tulta aina kun salama sytytti ruohikkopalon. Jos Israelin ajoitus osuu lähemmäksi totuutta, tulen kesyttivät myöhäiset erectukset. Euroopan tulosten perusteella kunnia kokkaustaidosta menee vasta edeltäjillemme heidelberginihmisille.Nykyihmisen nuotiopiirejä ei kyseenalaista kukaan, päinvastoin. Jos tuli ei olisi kuulunut esivanhempiemme työkalupakkiin, maailma olisi voinut jäädä asuttamatta. Matkalla uusille mantereille ihmisten piti kyetä valmistamaan ravitsevaa ruokaa hyvin erilaisissa ympäristöissä. Niinpä he oppivat hyödyntämään luontoa aina vain monipuolisemmin. Nyt me saamme kaloreita irti melkein mistä tahansa – liikaakin, sillä nykyinen elämäntyyli on pienentänyt energiantarvetta 15–30 prosenttia.

Julkaistu Tiede -lehdessä 5/2011

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.