Beslenme ve enerji tüketimine paleoantropolojik bakış

“Bilim, sahip olduğumuzdan daha geniş dünyaları, içinde yaşadığımız formuna nasıl geldiğiyle alakalı yeni soru ve bakış açıları üreterek keşfetmemizi sağlar” François Jacob (1994)

Canlıların enerji tedarik ve kullanım stratejileri yaşadığı çevre ve biyolojisi hakkında bizlere göz ardı edemeyeceğimiz bilgiler sağlar. Çevreden enerjinin nasıl elde edildiği ve enerjinin vücudun temel yaşamsal olayları için ne şekilde harcandığı, o canlının hayatta kalma, üreme ve sağlık durumu üzerinde önemli etkilere sahiptir. Bu durum yaşam boyu tedarik edilen enerjinin bağışıklık sistemi, fiziksel aktivite, termoregülasyon gibi bazal metabolizma ve büyüme, üreme, depolama fonksiyonlarını içeren üretim temelli olan, bir canlının yaşam boyu geçirdiği tüm biyolojik ve fizyolojik fonksiyonların devamı için kullanılmasından kaynaklanmaktadır (Leonard vd., 2006). Dolayısıyla, insanın 6-7 milyon yıllık hikâyesinde enerji tedariği, metabolizma ve enerji tüketim temellerinden biyokültürel yaklaşım ile bahsetmek insan biyolojisinin adaptif değişimlerinin anlaşılmasında farklı fikirler geliştirilmesini sağlayacaktır.

Beslenme ve enerji arasındaki ilişkiyi ele almadan önce kısaca enerji dönüşüm prensiplerinden bahsetmek yararlı olabilir. Herkes hayatında enerji kavramını bir şekilde kullanmaktadır. Kim “bugün enerjim düşük” ya da “buranın enerjisi çok güzel”, “çocuklar enerji dolu” cümlelerini kurmamıştır ki. Örnekleri daha da arttırabileceğimiz gibi bu kavramın bilimsel tanımı literatürde “iş yapma kapasitesinin ölçüsü” olarak geçmektedir (Cheetham, 2010). Bu tanıma dayanarak iş yapma dediğimiz eylemi (bir şeyi ortaya çıkarmak ya da oluşturmak için emek harcama durumu) bir formdan diğerine dönüşen belli bir enerji miktarı olarak kabul edebiliriz. Peki, temelde fiziğin başlıca araştırma konusu olup diğer bilim dallarınca da incelenen enerji tam olarak nedir? Nasıl üretilir ya da üretilebilir mi?

Dünyanın temel enerji kaynağı hepimizin bildiği gibi güneş kaynaklı foton enerjisidir ve fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürülerek canlılar tarafından kullanılmaktadır. Termodinamiğin birinci yasasına baktığımızda enerjinin yaratılıp yok edilmediği aksine bir formdan diğerine dönüştürülme suretiyle kullanıldığını görmekteyiz (Cheetham, 2010). Buna en güzel örnek akan suyun sahip olduğu kinetik enerjinin hidroelektrik jeneratörlerinde elektrik enerjisine ve hatta kinetik enerjinin havadaki molekülleri hareket ettirme suretiyle bir diğer enerji çeşidi olan sese dönüşmesidir. Yine suyun, tribün ve borulara çarpması bir diğer enerji çeşidi olan ısı enerjisinin açığa çıkmasına katkı sağlamaktadır (Cheetham, 2010). Biyoloji söz konusu olduğunda ise bahsi geçen enerji formları dışında kimyasal enerji çok büyük bir önem kazanmaktadır. Nitekim yaşayan tüm canlılarda enerji, kimyasal bağlar yardımıyla depo edilip reaksiyonlar yardımıyla açığa çıkartılarak kullanılmaktadır. Bu da tüm canlıların hayatlarını devam ettirebilmeleri için gereken kimyasal enerjiyi edinmeleri ve dönüştürmeleri gerektiği anlamına gelir. Bunun kaynağı da besinlerdir. Enerji akışı bu anlamda canlılar için besin tüketimiyle başlayarak sindirimle devam eden ve su, karbondioksit üretimiyle sonlanan bir süreci kapsamaktadır. Tüm bu döngü hayati biyokimyasal olayların temelini de oluşturmaktadır. Hücre yenileme, büyüme, hareket, üreme ve sıcaklık değişimi bunlara örnek gösterilebilir. Dolayısıyla hayati tüm işlevlerin ardında vücudun dinamik enerji dengesinin devamlılığını sağlama stratejileri olduğu söylenebilir (Grafik 1) (Snodgrass, 2012). Bu sebeple biyolojik antropoloji alanında çalışan biliminsanları Hominin evrimini son yıllarda enerji modelleri üzerinden araştırmaya başlamışlardır. Bu yaklaşımın evrimsel süreçleri anlama yolunda çeşitli avantajları bulunmaktadır. Birincisi, temel enerji kaynağımızın besin olması ve besinin edinme ve tüketme aşamalarının yüksek oranda organizma ile yaşadığı çevreye bağlı olması, canlı ekolojileri hakkında da fikir sahibi olmamızı sağlamasıdır. İkinci avantaj ise enerji modelinin canlının enerji dengesini sağlama, hayatta kalma ve üreme açısından önemli adaptif sonuçlar doğurmasıdır. Kısacası canlıların besin edinme ve tüketme yolları üzerinde durulduğunda doğal seçilimin evrimsel değişim örüntülerine nasıl etki ettiği hakkında daha fazla söz sahibi olabiliriz.

Enerji dengesi
Enerjinin akışı ve antropolojik çalışmalarda yaklaşım olarak benimsenmesinin öneminden biyolojik kullanım şekillerine geçiş yapmak gerekirse, bilinmesi gereken en temel bilgi, tedarik edilen enerji ile harcanan enerji miktarının birbirine eşit olduğu takdirde beden dengesinin sabit kaldığıdır. Sabitlik iki şekilde bozulmaktadır: İlki enerji harcamasının tüketimden fazla olduğu durumlarda dokularda yer alan yağ oranının azalması, diğer durumda ise dokulardaki yağ ve glikojen oranının artış göstermesi ile. Akşam çayına attığımız şeker, kahvemizin yanında tükettiğimiz bir tatlı günlük ortalama enerji ihtiyacımızın üzerine tekabül ettiği takdirde sindirilmeye devam ederek depo edilmektedir. Depolanma, günlük enerji ihtiyacının yüzde 85’inin karşılanmasından sonra tüketilen tüm besinlerin dâhil olduğu bir süreçtir (Cheetham, 2010). Bu bilginin kilit rol oynadığı durum; uzun vadede bedenin, yağı yüksek enerji sağlayan birincil depo kaynağı olarak kullanmasından ileri gelmektedir. Tropik kara memelilerinin biyolojileri düşük yağ depolama eğilimi gösterirken (yüzde 1-2) günümüzde özellikle batı toplumlarında obezitenin yüksek prevelans (tekrarlanma sıklığı) göstermesi bu anlamda fetal (doğum öncesi) ve postnatal (doğum sonrası) dönemde zorlu koşullara karşı geliştirilen bir adaptasyonun koşullar değişince (yüksek kalorili yiyeceklere çevrelendiğimiz durumda) nasıl uyumsuz sonuçlara sebebiyet verebileceğinin örneği olarak görülebilir. Dolayısıyla uzun yıllar boyunca uyum sağladığımız çevresel koşulların ve beslenme alışkanlıklarımızın değişiklik göstermesi, günümüzde en sık rastlanan hastalıklardan olan yüksek kilo ve obezite riskinin artış göstermesinde kilit rol oynamaktadır. Sonuç olarak tarihsel süreç içerisinde yalnızca yağ dokunun oransal artışına bakmak yerine, böylesi bir artışın metabolik ve davranışsal içeriklerini yorumlamaya çalışmak, bütüncül ve kapsayıcı yaklaşımlar ileri sürmemizi sağlayacaktır.

Tarihöncesi döneme geri dönecek olursak Homo sapiens ile karşılaştırdığımızda Australopithecus ve Paranthropusların beslenme evrimi hakkında çok az bilgi sahibi olduğumuzu söyleyebiliriz. Homo habilisten H.erectusa yiyecek yelpazesinin hayvansal besinler ile yüksek enerjili bitki kaynaklarını içeren, çeşitli ve “kalite odaklı” diyete sahip olduklarını görmekteyiz. Bunu fosil kalıntılarının diş ve çene mofolojisi, diş kimyası, aşınma analizleri ve besin kalıntılarından (arkeobotanik, zooarkeolojik) elde edilen sonuçlar ışığında söyleyebiliriz. Örneğin diş morfolojilerine bakıldığında H.erectus ile Australopithecusların farklı besinleri tükettiği anlaşılmaktadır (Robinson, 1954). Molar (büyük azı dişi) ve premolar (küçük azı) genişlikleri Australopithecus afarensisten, A. boisei’ye genişleme gösterirken, yaklaşık 2 milyon yıl önce tarih sahnesine çıkan Homo cinslerinden olan habilisten erectusa küçülme eğilimi göstermektedir. Sadece diş boyutları değil diş mine morfolojileri de canlıların beslenme rejimleri hakkında bilgi sahibi olmamıza yardımcı olmaktadır. Ungar’ın (2004) çalışmaları Homo cinsine ait dişlerin mine yüzeylerinin Australopithecus afarensis örneklerine göre daha girintili, Homo cinslerinin bazı meyve, dal ve etleri çağdaşlarından daha verimli bir şekilde sıyırıp kestiği izlenimi de vermektedir. Yine mine morfolojisine dayanarak P. robustusların tohum, yemiş gibi daha sert yiyecekleri A. africanuslardan daha etkili bir biçimde parçaladığı anlaşılmaktadır (Grine, 1986). Tüm bu bilgiler bizlere Homo erectusların diğer türlere göre besin değeri yüksek, kalorili ve düşük lif oranlı bir beslenme rejimine sahip olduğunu işaret etmektedir. Bu anlatım 2-1,8 milyon yıl önce var olan çevreyle uyumlu bir tablo çizmektedir. Keza Pleistosen dönemin bu zaman aralığını çalışan arkeolog ve antropologlar bizlere kurak ve kuru otlak alanları artmış bir Afrika tasvir etmektedir.

Peki, tarihöncesi dönemlerde atalarımızın içerisinde bulunduğu çevresel yapılanmaya bakarak ne yediklerini ve ne yemeye eğilimli olduklarını tahmin edebilir miyiz? Bu sorunun muhtemel cevaplardan birine homininlerin yaşadığı düşünülen yerlerde benzer besin ihtiyacına sahip (Paranthropus, hominoid, primat vb.), yaşamını halen sürdüren hayvanların beslenme şekilleri ile karşılaştırma yaparak ulaşabiliriz (Charles, 2006). Bu anlamda Doğu ve Güney Afrika’da primatlar tarafından tüketilen 461 yabani bitki (meyve, yaprak/filiz, tohum/kabuklu bitkiler, yumrular) ve küçük hayvan incelendiğinde, homininlerin homidlerle beraber iri bedenli maymunlarla benzer habitatlarda hepçil olarak beslendiği söylenebilir (Peters ve O’Brien, 1981; 1982). Araştırmacılar bu çalışma kapsamında atalarımızın tahmini tüketmiş olabileceği Afrika’nın çeşitli bitki türlerini, taşıdıkları besin değerlerini de göz önünde bulundurarak listelemiştir (Peters ve O’Brien, 1981; Stahl, 1984). Buna göre; homininlerin olasılıkla tükettikleri besinlerden fındık benzeri yağlı yemişler yağ ve protein açısından zengin bulunurken, olgunlaşmış meyveler, kuru meyveler, baklagiller, çim tohumları, sığ yumrular (soğanlı, köksap, etli kökler) ve nektarlar karbonhidrat açısından zengin; olgunlaşmamış kök ve yapraklar ile baklagiller ise protein açısından ortalama değer taşıyan besin kaynaklarıdır. Charles (2006)’ın ortaya koyduğu bir diğer analizde ise Kalahari’den Doğu Zimbabve’ye uzanan bölge içerisinde 1 ile 194 arasında değişen sayıda yenebilen meyve türü bulunduğunu, tüm bölge bütün kabul edildiğinde ise 301’e yakın yenebilir bitki türünün mevcut olduğunu iletmektedir. Bahsedilen bitki türlerinden bazı fındık benzeri ağaçlar, kuru meyve türleri yılın kurak zamanlarında iyi ürün vermesi açısından da avantaj sağlamaktadır. Bu anlamda Afrika’nın ağaçlık alanlarının iklim ve tür çeşitliliği açısından yeterli zenginlikte olduğu aşikârdır.

Günümüze yaklaştıkça yapılan etnografik ve retrospektif çalışmalar bahsedilen rejim değişikliğinin, avcı toplayıcı geçim ekonomisine sahip insan toplulukları üzerinden evrimsel bakışla yorumlanmasına imkan sağlamaktadır. Bu çalışmalar avcı toplayıcı geçim ekonomisine sahip insan toplulukların günlük enerjisinin kuyruksuz büyük maymunların aksine yüzde 45-65 oranında hayvansal besinlerden sağladığını ortaya koymaktadır. Goriller enerjilerinin yüzde 80’inini yaprak ve kabuk gibi lifli ve düşük besin değeri olan yeşilliklerden tedarik ederken, kuyruksuz büyük maymunlar içerisinde yırtıcı sayılabilecek olan şempanzeler dahi enerjilerinin yalnızca yüzde 5’ini hayvansal besinlerden sağlamaktadır (Snodgrass, 2012). Av eti gibi hayvansal kaynaklı besinler, iri bedenli kuyruksuz büyük maymunlar tarafından tercih edilen bitkilerden daha yüksek enerji barındırmaktadır. İnsanların yüksek enerji kaynaklı besinlere yönelmesi ile daha az miktarlar tüketerek günlük enerji ihtiyacını karşıladığı söylenebilir. Bu durum yalnızca miktarla değil, beyin büyüklüğü ile de ilişkilendirilmektedir. Antropologlar tarafından yapılan karşılaştırmalı analizler besin kalitesi ve beyin büyüklüğü arasında bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Leonard ve arkadaşlarının (2006) 31 farklı primat türüyle yaptığı araştırmalar beyne ayrılan enerji miktarı ile kalori ve beslenmenin kalitesi arasında pozitif bir ilişki olduğunu göstermektedir (bkz. Aiello, 1997; Aiello ve Wheeler, 1995). Dahası insanlarda depo edilen yağ dokusunun, enerji kısıtlılıklarının giderilmesinde ve metabolik görevler arasında enerji akışının devam etmesinde önemli rol oynadığı bilinmektedir (Blackwell vd., 2010). Yeni doğmuş bir bebeğin yüzde 15-16 civarında olan yağ oranı ilerleyen 12-18 ay içerisinde yüzde 25-26’e yükselmekte ve erken çocukluk evresinde yüzde 15’e tekrar gerilemektedir (Dewey vd., 1993). İnsan bebekleri bu anlamda diğer memeli türlerin bebeklerine göre daha fazla yağ dokusuna sahiptir (Leonard vd., 2006). Ungar (2006), yağlılık oranının en yüksek olduğu dönem ile beynin metabolik talebinin en fazla olduğu dönemlerin benzer olmasını, yine beyin büyüklüğünün arkasında yatan sebeplerden biri olarak görmektedir.

Beyin dışında iri primatların sahip oldukları uzun kalın bağırsakların da beslenme rejimlerinde yer alan lifli yiyeceklere karşı geliştirilmiş adaptif bir oluşum olarak görülmektedir (Milton, 1987). Uzamış kalın bağırsaklar bitki liflerinin fermantasyonunda bir enerji formu olan uçucu yağların da elde edilmesini sağlamaktadır (Milton, 1993). Bu durum iri primatların ihtiyacı olan günlük enerji miktarlarını elde ettiği besinlerden daha verimli bir şekilde teminine yorumlanmaktadır. İri primatların aksine insanlarda ise ince bağırsaklar kalın bağırsaklardan daha uzun olup böylesi bir oluşumun zengin besin içerikli, kolay sindirilebilen beslenme rejimlerine sahip yırtıcılarla benzerliği dikkat çekmektedir (Sussman,1987; Martin, 1989). Afrika’yı yaşam alanı edinen Homo üyelerinin sahip olduğu beslenme rejiminin ne sadece et ne de sadece bitki odaklı olmadığı aksine diğer kaynaklarla beraber tüketebilecekleri kalorisi yüksek ve çeşitli besinleri içeren karışık bir diyete sahip olduğu gösterilmektedir (Schoeninger vd., 2001; Leonard vd., 2012). Bu beslenme şekli canlıların enerji tedarikini yıl boyu belli bir düzeyde stabil kılarak vücudun metabolik fonksiyonlarının devamlılığına ve fonksiyonlar arası ödünleşim mekanizmasına katkı sağlamaktadır.

KAYNAKLAR:

– Aiello LC. (1997) “Brains and guts in human evolution: The expensive tissue hypothesis.” Braz. J. Genet. Vol.20, 141–148.

– Aiello LC., Wheeler, P. (1995) “The expensive-tissue hypothesis: The brain and the digestive system in human and primate evolution.” Curr Anthropol. Vol.36, pp.199–221.

– Blackwell AD, Snodgrass JJ, Madimenos FC, Sugiyama LS (2010) Life history, immune function, and intestinal helminths: Trade-offs among immunoglobulin E, C-reactive protein, and growth in an Amazonian population. Am J Hum Biol. Vol.22, pp.836–848.

– Charles P. (2006) “Theoretical and Actualistic Ecobotanical Perspectives on Early Hominin Diets and Paleoecology.” In: Unger P. (Ed.). Evolution of the Human Diet. Oxford University Press.

– Dewey KG., Heinig MJ., Nommsen LA., Peerson JM., Lonnerdal B. (1993) “Breastfed infants are leaner than formula-fed infants at 1 y of age: The Darling Study.” Am J Clin Nutr. Vol.52, pp.140–145.

– Grine FE. (1986) “Dental evidence for dietary differences in Australopithecus and Paranthropus:
A quantitative analysis of permanent molar microwear.” J Hum Evol. Vol.15, pp.783–822.

– Hill RW., Wyse GA., Anderson M. ( 2008 ) Animal Physiology , 2nd ed. Sunderland, UK.

– Leonard WR., Robertson ML. (1994) “Evolutionary perspectives on human nutrition: The influence of brain and body size on diet and metabolism.” Am. J Hum Biol. Vol.6, pp.77–88.

– Leonard WR., Robertson ML., Snodgrass JJ. (2006) “Energetic Models of Human Nutritional Evolution.” In: Unger P. (Ed.). Evolution of the Human Diet. Oxford University Press. pp. 344-359.

– Luisi PL. (2006) The Emergence of Life. Cambridge University Press, Cambridge.

– Martin RD. (1989) Primate Origins and Evolution: A Phylogenetic Reconstruction. Princeton University Press. Princeton, NJ.

– Milton K. (1987) “Primate diets and gut morphology: Implications for hominid evolution.” In: Harris M., Ross EB. (Eds.). Food and Evolution: Toward a Theory of Human Food Habits. Temple University Press, Philadelphia, PA, pp. 93–115.

– Milton K. (1993) “Diet and primate evolution.” Sci Am. Vol.269(2), pp.86–93.

– Peters CR., O’Brien EM. (1981) “The early hominid plant-food niche: Insights from an analysis of plant exploitation by Homo, Pan, and Papio in eastern and southern Africa.” Curr Anthropol. Vol.22, pp.127–140.

– Peters CR., O’Brien EM. (1982) “On early hominid plant-food niches: Reply.” Curr Anthropol. Vol.23, pp.214–218.

– Robinson JT. (1954) “Prehominid dentition and hominid evolution.” Evolution, Vol.8, pp.324–334.

– Schoeninger MJ., Bunn HT., Murray SS., Pickering T., Moore J. (2001) “Meat-eating by the fourth African ape.” In: Stanford CB., Bunn HT. (Eds.). Meat-Eating and Human Evolution. Oxford University Press, New York, pp.179–195.

– Snodgrass JJ. (2012). “Human Energetics.” In: Stinson S., Bogin B., O’Rourke D. (Ed.). Human Biology and Biocultural Perspective. Wiley Black. pp.325-384.

– Sussman RW. (1987) “Species-specific dietary patterns in primates and human dietary adaptations.”
In: Kinzey WG. (Ed.). The Evolution of Human Behavior: Primate Models. SUNY Press: Albany, NY, pp. 131–179.

– Stahl AB. (1984) “Hominid dietary selection before fire.” Curr Anthropol. Vol.25, pp.151–168.

– Wells JCK. (2010) The Evolutionary Biology of Human Body Fatness Thrift and Control. Cambridge University Press.