Ova materija ograničila razvoj mozga neandertalaca i drugih rođaka ljudi: Spektakularno otkriće naše supermoći

Šta je to što razdvaja mozak modernih ljudi (Homo sapiensa) od naših izumrlih rođaka poput neandertalaca (Homo neanderthalensis)?

Naučnici sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Kalifornije u San Dijegu veruju da su otkrili odgovor na ovo pitanje.

Preporučujemo

Drevni hominidi, uključujući i rane ljude i velike čovekolike majmune, bili su izloženi olovu ranije nego što se mislilo, čak do dva miliona godina pre nego što su moderni ljudi počeli da rudare ovaj meta.

Ova izloženost olovu oblikovala je evoluciju mozga hominida, ograničavajući jezički i društveni razvoju kod svih vrsta osim kod homosapijensa zahvaljujući zaštitnoj genetskoj varijanti koju samo mi imamo, saopštio je Univerzitet Kalifornije u San Dijegu (UCSD).

Analiza fosilizovanih zuba

Istraživači su, u studiji objavljenoj u Science Advances, analizirali fosilizovane zube 51 hominida iz Afrike, Azije i Evrope, uključujući i moderne i drevne ljude poput neandertalaca, ljudskih predaka poput Australopithecus africanus i izumrlih čovekolikih majmuna kao što je Gigantopithecus blacki.

Oni su otkrili olovu u 73 odsto uzoraka, uključujući 71 odsto savremenih i drevnih ljudi. Zanimljivo je da su fosili G. blacki stari 1,8 miliona godina pokazali najčešću akutnu izloženost olovu.

Dugo se pretpostavljalo da su ljudi bili izloženi štetnim količinama olova još od antike, kada su Rimljani koristili olovne cevi za transport vode, i da se kontaminacija olovom značajno povećala od Industrijske revolucije, da bi bila smanjena tek krajem 20. veka.

- Prestali smo da koristimo olovo u svakodnevnom životu kada smo shvatili koliko je toksično, ali niko nikada nije proučavao olovo u praistoriji - rekao je dr Alison Muotri, profesor pedijatrije i ćelijske i molekularne medicine na Medicinskom fakultetu, pomoćnik direktora Arheološkog centra i direktor Integrisanog svemirskog centra za istraživanje matičnih ćelija u orbiti Sanford.

Iznenađujuće, zubi ljudi rođenih od 1940-ih do 1970-ih – kada su deca bila izložena olovnom benzinu i farbi – pokazali su slične obrasce izloženosti olovu kao fosilizovani ljudski zubi. Tim pretpostavlja da su, poput Rimljana, drevni ljudi i drugi hominidi možda bili izloženi olovu zbog svoje potrebe za vodom.

- Jedna mogućnost je da su tražili pećine sa tekućom vodom unutra. Pećine sadrže olovo, tako da su svi bili kontaminirani. Na osnovu studija zubne gleđi, to je počelo vrlo rano u detinjstvu - rekao je Muotri

Izloženost olovu ometa razvoj mozga, što dovodi do deficita u inteligenciji i poteškoća sa emocionalnom regulacijom. S obzirom na ova otkrića, Muotri i njegov tim su se zapitali kako je moderni ljudski mozak procvetao uprkos izloženosti olovu tokom naše evolucije.

Predstavljanje ljudske evolucije u Arheološkom muzeju Katalonije u Barseloni... Foto: Shutterstock / WH_Pics

Mala genetska promena

Gen nazvan neuro-onkološki ventralni antigen 1 (NOVA1) igra centralnu ulogu u razvoju ljudskog mozga i formiranju sinapsi. Smatran glavnim regulatorom neurorazvoja, NOVA1 kontroliše kako neuralne progenitorne ćelije reaguju na olovo. Poremećaj aktivnosti NOVA1 povezan je sa nekoliko neuroloških poremećaja.

Većina modernih ljudi ima varijantu gena NOVA1 koja se razlikuje za samo jedan bazni par DNK od verzije koja je bila prisutna kod neandertalaca i drugih predaka. Prethodni rad Muotrija i njegovih kolega pokazao je da zamena ljudske varijante NOVA1 arhaičnom varijantom rezultira značajnim promenama u arhitekturi i sinaptičkoj povezanosti sitnih modela ljudskih mozgova izvedenih iz matičnih ćelija, nazvanih organoidi.

- Sve o organoidima je identično osim te genetske varijante, što nam omogućava da se pitamo da li nam ta specifična mutacija između nas i neandertalaca daje bilo kakvu prednost - rekao je Muotri.

Arhaična varijanta je ubrzala sazrevanje mozga, ali je vremenom rezultirala manjom kompleksnošću.

- Ako svi ljudi imaju ovu noviju mutaciju u svim delovima sveta, veoma jak genetski pritisak mora da ju je odabrao u našoj vrsti – objasnio je.

Da bi istražili da li je izloženost olovu u okolini uticala na ovaj izbor, tim je stvorio moždane organoide sa ljudskim i arhaičnim varijantama NOVA1 i izložio ih olovu. Zatim su uporedili razvoj njihovih kortikalnih i talamičkih neurona.

Otkrića sugerišu da je sticanje moderne varijante NOVA1 možda zaštitilo moderne ljude od štetnih efekata olova, promovišući složen razvoj jezika i društvenu koheziju. To je moglo dati modernim ljudima značajnu evolucionu prednost u odnosu na neandertalce, čak i u prisustvu kontaminacije olovom. Muotri veruje da ovi rezultati imaju važne implikacije za razumevanje kako su stresori iz okoline oblikovali razvoj mozga tokom ljudske evolucije. On spekuliše da je izloženost olovu možda doprinela izumiranju neandertalaca pre oko 40.000 godina.

- Jezik je tako važna prednost, on je transformacioni, on je naša supermoć. Zato što imamo jezik, u stanju smo da organizujemo društvo i razmenjujemo ideje, što nam omogućava da koordiniramo velike pokrete. Nema dokaza da su neandertalci to mogli da urade. Možda su imali apstraktno razmišljanje, ali to nisu mogli da prenesu jedni drugima. A možda je razlog taj što nikada nisu imali sistem za komunikaciju koji je bio efikasan kao naš složeni jezik - rekao je Muotri.

(Telegraf Nauka/UC San Diego Today)