Wie Zucker das Gehirn formte

Seit Jahrzehnten dominiert in der Evolutionsforschung eine gängige Erklärung: Der Mensch ist zu dem geworden, was er heute ist, weil er irgendwann anfing, Fleisch zu essen. Mehr Protein, mehr Fett, mehr Energie – das ermöglichte ein größeres Gehirn, das wiederum komplexeres Denken und schließlich Sprache, Werkzeuge und Kultur ermöglichte. Diese Erklärung ist nicht falsch, aber unvollständig, sagt die australische Ernährungswissenschaftlerin Jennie Brand-Miller von der University of Sydney im Gespräch mit ORF Wissen. „Wir wollen die Rolle von Fleisch in der menschlichen Evolution keineswegs kleinreden. Was wir sagen, ist: Man braucht neben Fett und Protein auch eine Quelle für Kohlenhydrate – und diese Quelle war lange Zeit Zucker.“ Zuckerhungriges Organ Denn anders als Muskeln oder andere Organe, die auch Fett verbrennen können, ist das Gehirn für seine Energie fast vollständig auf Glukose angewiesen. Dabei ist es ziemlich anspruchsvoll: Obwohl das Gehirn bei erwachsenen Menschen weniger als zwei Prozent des Körpergewichts ausmacht, verschlingt es rund ein Fünftel des Grundumsatzes – also der Energie, die der Körper allein zum Überleben braucht. Zwar können auch Fleisch und Protein indirekt Glukose liefern – über einen Prozess namens Glukoneogenese, bei dem die Leber aus Aminosäuren unter anderem Zucker herstellt. Dieser Prozess ist aber ineffizient und gerade für ein wachsendes Gehirn nicht ausreichend, so Brand-Miller: „Das im Laufe der Evolution immer schwerer und größer werdende Gehirn brauchte viel Glukose als Energie. Und die kam aus pflanzlichen Lebensmitteln." Vier Millionen Jahre modelliert Um das zu belegen, modellierten Brand-Miller und ihr Team die menschliche Ernährung über rund vier Millionen Jahre hinweg – von Schimpansen über frühe Hominiden wie dem Australopithecus Lucy bis hin zu modernen Jäger-und-Sammler-Gesellschaften. Das Ergebnis, das das Forschungsteam zurzeit auch in einer Übersichtsarbeit im Fachjournal „Science“ präsentiert: „Kohlenhydrate aus Zucker spielten von Anfang bis zum Ende unseres Modells eine zentrale Rolle. Am Anfang bezogen Schimpansen und auch Lucy rund 66 Prozent ihrer Energie aus Zucker. Und auch moderne Jäger und Sammler holen sich noch immer mindestens 25 Prozent ihrer Energie aus Zucker." Früchte und Honig als wichtige Quellen Als Zuckerquellen dienten anfangs wohl vor allem Früchte. Reife Früchte enthalten je nach Sorte zwischen einem und 25 Prozent Zucker – eine Banane etwa kommt auf 15 Prozent, Weintrauben auf 16 Prozent. Neben Früchten identifiziert die neue Untersuchung aber noch eine weitere Zuckerquelle, die in der bisherigen Evolutionsforschung oft unterschätzt wurde: Honig. Mit einem Zuckergehalt von 85 bis 90 Prozent ist er eine der energiedichtesten Nahrungsquellen überhaupt – und sowohl bei Schimpansen als auch bei modernen Jäger-und-Sammler-Gesellschaften ein universell vorkommendes, hochgeschätztes Lebensmittel. Manche Gruppen beziehen auch heute noch bis zu 35 Prozent ihrer täglichen Energie aus Honig. Erst Feuer, dann Stärke Stärke als zusätzliche Kohlenhydrat- und Energiequelle kam erst deutlich später ins Spiel – aus einem einfachen Grund: „Rohe Stärke ist für Menschen unverdaulich. Sie gelangt in den Dickdarm, setzt dort aber keine Glukose frei, die das Gehirn nutzen könnte. Das änderte sich erst deutlich später, als wir lernten, mit Feuer umzugehen." Erst als unsere Vorfahren Wurzeln, Knollen und später Getreide kochen konnten, wurde Stärke zur wichtigen Kohlenhydrat- und Glukosequelle, die dann auch den Zucker zumindest teilweise ersetzte. Was die DNA verrät Dass Zucker in der frühen menschlichen Evolution als Energiequelle wichtiger war als Stärke, zeigt sich auch in den Genen. Ein besonders deutliches Signal liefert dabei das Gen AMY1, das für das Enzym Amylase zuständig ist – jenes Enzym im Speichel, das Stärke aufspaltet. „Schimpansen haben nur eine Kopie dieses Gens, aber Menschen haben viele Kopien davon. Wer viele Kopien hat, produziert mehr Amylase – und kann Stärke schneller und effizienter verdauen“, so die Ernährungswissenschaftlerin. Bei modernen Menschen zeigen Studien je nach Population im Schnitt sechs bis acht oder sogar noch mehr Kopien des Gens. Dass Schimpansen nur eine Kopie haben, sei ein klares Zeichen dafür, dass eine bessere Stärkeverdauung erst ab einem gewissen Punkt in der menschlichen Entwicklung einen Überlebensvorteil mit sich brachte. Low-Carb nicht für alle geeignet Diese evolutionäre Geschichte hat laut Brand-Miller auch direkte Relevanz für heute – vor allem in Anbetracht anhaltender Trends zu kohlenhydratarmen Diäten. Ketogene Ernährungsformen etwa seien zwar in bestimmten medizinischen Kontexten sinnvoll, etwa bei Typ-2-Diabetes oder Krankheiten wie Epilepsie. Für gesunde Menschen aber, und besonders für Frauen mit Kinderwunsch, sieht Brand-Miller sogar Risiken: „Außerhalb dieser medizinischen Kontexte halte ich solche Diäten nicht für optimal. Zum Beispiel für eine gesunde Frau, die schwanger werden möchte." Der Grund liegt laut der Ernährungswissenschaftlerin im enormen Glukosebedarf während der Schwangerschaft und Stillzeit: Plazenta und Fötus verbrauchen zusammen rund 70 Gramm Glukose pro Tag, die Milchproduktion erfordert weitere Mengen an Laktose. Dieser Bedarf lasse sich durch Glukoneogenese alleine nicht decken und bedürfe zusätzlicher Zucker- bzw. Kohlenhydratquellen. Zucker ist nicht gleich Zucker Das heißt laut Brand-Miller aber nicht, dass heute jeder Mensch möglichst viel Zucker konsumieren sollte. Vor allem auch deshalb, weil der Zucker in Limonaden und Süßigkeiten nicht mit dem Zucker in Früchten und Honig vergleichbar sei. „Was wir im Laufe der Zeit falsch gemacht haben, ist Zucker in raffinierter Form zu extrahieren. In dieser Form fehlen aber all die schützenden Nährstoffe und Antioxidantien, die in der Natur normalerweise mit dem Zucker einhergehen. In einer Fruchtzelle stecken etwa auch Vitamin C und Flavonoide – und die schützen den Körper vor dem oxidativen Stress, der entsteht, wenn Glukose ins Blut gelangt." Brand-Millers Empfehlung lautet daher nicht, komplett auf Zucker zu verzichten – zumindest, wenn man keine Vorerkrankungen hat, die den Verzicht unbedingt nötig machen. Vielmehr sollte besserer Zucker konsumiert werden – also mehr Obst oder ein Löffel Honig, statt zu Kuchen, Süßigkeiten und Limonaden zu greifen.