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从摩门蟋蟀同类相食想到的

2001年,一群人从英国牛津来到瑞士南部阿尔卑斯山区的一间小木屋里,他们此行的目的不是纵情山水,也不是田园高歌,他们既不远足,也不滑雪。是的,他们来到这里,只是为了吃。

来到这间小木屋里的每一个人都想先饱餐一顿,但随即便开始了他们的实验性研究。该研究后来成为肥胖研究历史上的一个重要里程碑,对每个想要高效减肥(不用怎么挨饿的减肥方式)的人来说都具有重大意义。但是,这项研究自始至终都无法走进大众视野,甚至大多数营养学家都不正眼看它。

这是为什么呢?原因可能是,这项研究是由两位非传统营养医学领域的研究者发起的,他们分别是澳大利亚的昆虫学家——史蒂芬·J.辛普森和戴维·劳本海默。

什么?昆虫学家?天啊,他们研究的内容和我的饮食有什么关系?

这也许是你现在的疑问。但我可以告诉你,两者不仅相关,而且非常相关。辛普森和劳本海默在研究过程中发现了一个非常重要的现象。为了将这一现象形象化,我决定借助摩门蟋蟀的例子,摩门蟋蟀是辛普森深入研究过的昆虫之一。

摩门蟋蟀呈深棕色,拇指大小,虽然名为“蟋蟀”,但实则是蝗虫的一种。它们和蝗虫一样臭名昭著——每年春天,数以百万计的摩门蟋蟀会以每日1~2千米的速度成群地穿越美国西部的农田。“上帝,这些昆虫为什么要这样做?”辛普森对此充满疑问。

随后,辛普森意识到,促使它们大量出动进而泛滥成灾的,是饥饿!值得注意的是,它们在飞行过程中不会像一般蝗虫那样把作物吃得干干净净。“这也不像蝗虫,很难说刚才到底有没有一群蟋蟀飞过这里。”辛普森疑惑地说。按理说,它们出来是为了找吃的,但不知道出于什么原因,它们竟然不吃作物,所经之地的植物和作物都被留了下来。这是为什么?那它们在找什么呢?

辛普森仔细观察后,得出结论:尽管挑食,但摩门蟋蟀在路途中一定会吃东西。比如,它们会吃蒲公英和荚果的叶子,还会吃动物尸体和粪便,甚至同类相食。

摩门蟋蟀会同类相食这件事在美国西部犹他州、爱达荷州等地的居民眼中是个传奇,因为这种生物在当地俨然是交通的“破坏分子”。假如一只摩门蟋蟀被穿行而过的汽车轧死,那么它的同类就会迅速地蜂拥而至,将那只摩门蟋蟀的尸体疯狂啃噬,然后后来的蟋蟀又被过往车辆轧扁,进而吸引下一波同类涌来,这易导致交通瘫痪。

辛普森的心中充满了疑惑,他试图通过实验来解开这一谜团。他准备了四个装有不同粉末的小碗,前两个小碗里所装的东西分别是蛋白质和碳水化合物,第三个小碗装的东西二者都有,第四个小碗则用于控制实验,既不含蛋白质,也不含碳水化合物,而是只有维生素、纤维素和盐。辛普森将这四个小碗摆放在摩门蟋蟀的行进路线上,静待结果浮出水面。

接下来的现象很有趣:摩门蟋蟀平时在大自然中虽然会摄入碳水化合物,但它们此时对那碗纯碳水化合物并不感兴趣;反之,几乎所有摩门蟋蟀都聚集在了第一、三个小碗周围。也就是说,它们喜欢纯蛋白质和碳水化合物与蛋白质的组合,而这二者比较,摩门蟋蟀更多聚集在盛纯蛋白质的小碗周围。如果用食物来举例,就可以说,它们对烤土豆没有兴趣,更喜欢牛排。

图1.1 摩门蟋蟀对蛋白质的偏爱

最左边的小碗(P∶C)装的食物含有21%的蛋白质和21%的碳水化合物(其余则为纤维素、维生素和盐);碗C只含有碳水化合物,不含蛋白质;碗P只含有蛋白质,不含碳水化合物;而碗O则仅含纤维素、维生素和盐。

注:本实验中蛋白质或碳水化合物的最大含量为42%。

该实验证实了辛普森的猜想:这些摩门蟋蟀不只是饿,它们对蛋白质还有特别的渴求。对一群蝗虫来说,最美味的蛋白质来源是什么?没错,是同伴。因此,这些生物非常喜欢同类相食。

这位昆虫学家心中的谜团逐渐得以解开:摩门蟋蟀之所以成群飞行,是为了形成无法攻破的天然屏障以抵御天敌。出于对蛋白质的情有独钟,它们首先会大规模地冲向栖息地中最主要的蛋白质来源,直至将其吞噬殆尽,它们才会在无可奈何之下大规模出动,以寻找其他的蛋白质来源。然而,促使它们前行的不仅有远方的蛋白质,还有身旁那些出于对蛋白质的渴求而对自己垂涎欲滴的同伴。不管怎样,对蛋白质的渴求是摩门蟋蟀大规模出动的诱因。

通过这一实验,辛普森有了许多新的发现。这些新发现虽然不能说“可怕”,但很奇特。摩门蟋蟀的确和人类想象中的有着很大的区别,特别是它们对蛋白质有近乎疯狂的“执念”,实属意想不到。而我们只要究其根本,就会发现许多物种也与摩门蟋蟀有着相似的“执念”,我们可以将其简单概括为一种跨物种的、具有普遍性的“蛋白质效应”。一言以蔽之,受“蛋白质效应”影响的任何一种动物外出觅食都不只是为了摄取能量,即“卡路里”;相反,它们体内的饥饿感会一直存在,直到它们找到一种可以专门满足其蛋白质需求的食物。

在我们的日常饮食中,有三种物质可以为我们提供能量或热量,它们分别是碳水化合物、脂肪和蛋白质(事实上,酒精也可以为我们提供能量)。水、盐和维生素等物质虽然对维持生命不可或缺,却不会提供人体所需的能量。在三种主要能量物质中,碳水化合物是首要的能量来源,很多种类的脂肪也具有同样的作用(一些脂肪的情况较为复杂,这一点我们将在后续章节中讨论)。

然而,蛋白质是一种值得我们注意的特殊物质。虽然它也能为我们提供能量,但它最主要、最基本的作用在于它是构成人体组织结构的重要成分——从肌肉组织到免疫系统都离不开蛋白质。这说明了蛋白质的重要性,它是我们生存所必需的物质,谁要是长期缺乏蛋白质,那么,这个人一定会出现身体健康问题。

打个比方,在建房子的过程中我们需要能源,例如电。理论上,你可以将原本用于搭建房梁或木地板的木头烧掉,以获取更多的能源。但这样做是极其不划算的,因为你建房子也需要这些木头,没有足够的木头,你连房子的框架结构都搭建不起来。对于我们的身体来说,蛋白质就是这样的物质,没有了蛋白质,身体的组织结构都会不复存在,更别说一个完整的躯体了(在这个例子中,碳水化合物和脂肪可以被看作两种可以交替使用的能源)。因此,储备一定量的蛋白质是维持生命所必需的。

一方面,我们的身体对蛋白质有着特殊的需求;另一方面,这也奠定了蛋白质的特殊地位,当蛋白质摄入量已满足身体所需时,无论是人还是动物,往往就不会再继续吃了,但对于碳水化合物和脂肪来说则不然。所以我们平时的碳水化合物和脂肪摄入量很容易超标。再次用上面的例子来打比方:只要盖房子所需的建筑材料足够,我们就不再需要更多的建筑材料了,堆在工地也是白占地方;但只要我们进行作业,就会用到电,因此电在理论上是没有“足够”这个说法的。

从新陈代谢的角度来看,这是因为我们的身体无法像储存碳水化合物和脂肪那样高效地储存多余的蛋白质。前两者可以特殊的形式储存在我们的体内,即糖原(储存的碳水化合物)和甘油三酯(储存的脂肪)。广义上,我们可以将肌肉视作蛋白质的储存形式,但它并不会被消耗来为我们提供能量,哪怕我们已经饿得不行。一般来说,身体不会“燃烧”肌肉,而是首先利用储存在体内的碳水化合物和脂肪来提供能量。

简言之,对许多动物来说,它们的身体会严格调控蛋白质的摄入量,既不会过多,也不会过少。而另外两种主要的能量来源——碳水化合物和脂肪,在饮食行为调控方面扮演的却是配角。诚然,它们也会起作用,但与蛋白质相比就得甘拜下风了。这一点在很多动物身上都有所体现,无论是老鼠还是蜘蛛,无论是鱼类、鸟类还是猪,甚至在狒狒和猩猩这种灵长类动物身上也得到了验证。然而,蛋白质又是如何影响人类的呢?人类对蛋白质是否也有特定的摄入需求?它会不会影响我们的饮食行为?

辛普森和劳本海默在牛津大学开展研究很长一段时间后,才终于提出了这些问题。一天,他们的研究团队遇到了一位非常聪明的动物学专业女学生,她的名字叫瑞秋·布莱特利。很巧的是,布莱特利的父母刚好有最好的方法,来揭开蛋白质在智人这一物种身上的运作之谜。谜底就藏在瑞士境内阿尔卑斯山区那间小木屋里…… z4nX+A83Nl8OnB5fAV5WxpIs+HGbsFUc1WE7anAO+4S0pMM1PjlqoT/fjtVBZYII

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