用超声波棒测量咀嚼肌

　　根据2022年8月20日曼彻斯特大学官网消息，曼彻斯特大学领导的研究发表在《科学进展》杂志上，表明在咀嚼坚果和生水果等食物时，你会消耗更多的能量。这项研究首次直接测量了人类咀嚼的能量成本，并表明，它可能在人类下颌咀嚼肌肉和牙齿的进化中发挥了至关重要的作用。具体情况如下：

　　近日，曼彻斯特大学领导的研究发表在《科学进展》杂志上，表明在咀嚼坚果和生水果等食物时，你会消耗更多的能量。

　　然而，他们发现，我们咀嚼的速度对所施加的能量的影响远远小于我们咀嚼材料的硬度。

　　科学家们招募了15名年龄在18至45岁之间的女性和6名男性，并要求他们咀嚼两种不同类型的无味和无味口香糖：柔软和僵硬。

　　然后，他们通过精确测量消耗的氧气，二氧化碳的产生并将其与咀嚼肌肉活动联系起来，来测量志愿者咀嚼时的能量消耗。

　　当咀嚼较软的口香糖时，受试者的能量消耗相对于其基础代谢率平均增加10.2%，与基础代谢率相比，较硬的口香糖分别上升到15.1%以上。

　　科学家认为，咀嚼能力在大约2.6亿年前在一些脊椎动物中进化而来。

　　复杂咀嚼和牙齿的进化是一个关键的进化步骤，允许哺乳动物吃各种不同的食物，然而，人类已经开发出加工食物的方法，因此更容易食用。

　　许多现代食品是数千年人工选择的最终产品，增加了它们的消费便利性。然而，觅食民族和早期人类食用的食物几乎肯定需要更大的咀嚼努力来口头加工食物。

　　结果表明，由于早期人类可能吃得更难加工的食物，自然选择的进化反应将是产生的下颌，肌肉和牙齿，这在一定程度上优化了用于咀嚼的能量。

　　来自曼彻斯特大学的进化生物力学家Adam van Casteren是该研究的主要作者，与马克斯普朗克进化人类学研究所(德国)，智利大学(智利)以及马斯特里赫特大学医学中心和莱顿大学(荷兰)的科学家合作。

　　他说：“我们是第一个证明人类咀嚼所消耗的能量是巨大的，咀嚼的材料越硬，对代谢成本的影响就越大。我们相信，从食物来源中提取最大能量而不将其浪费在加工成本上的需求，可能是哺乳动物咀嚼进化背后的驱动力之一。这是因为在某些食物中，营养素并不容易获得，有效咀嚼的能力可能对任何动物的生存都至关重要。”

　　他补充说：“对于现代人来说，咀嚼很可能只占日常能量预算的一小部分。但在烹饪和复杂的食品加工方法开始之前，当食物需要咀嚼更长的时间时，我们祖先的成本可能相对较高。这项研究为早期人类牙颌面化石的解释带来了一种新的能量维度。”

　　该研究由马克斯普朗克学会，生物技术和生物科学研究委员会以及欧洲研究委员会资助。

　　案例研究：咀嚼类人猿的能源成本

　　黑猩猩以估计的400千卡/小时消耗生肉，而猩猩以185千卡/小时(44，45)的速度慢得多。

　　如果我们假设咀嚼肉对口香糖的耗能作用与口香糖相似，那么咀嚼肉的成本为9.2千卡/小时。

　　这将导致黑猩猩每小时从肉类中获得的能量减少2.3%，而猩猩每小时从肉中获得的能量减少5.0%。

　　这些数字是推测性的，但考虑到实际肉类的连接组织提供的高度机械挑战，它们可能是保守的。