這是人類進(jìn)化史上最令人費解的謎題之一：為何我們智人得以延續(xù)，而曾與我們共享地球的近親尼安德特人和丹尼索瓦人卻在數(shù)萬年前滅絕了？主流假說認(rèn)為，現(xiàn)代人能夠更好地溝通并建立彼此之間的聯(lián)系，這有助于他們應(yīng)對氣候波動和其他生存壓力。
10月15日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》的研究揭示了這種社會優(yōu)勢可能是如何產(chǎn)生的：我們的大腦能更好地抵御鉛的毒性作用。該假說基于化石牙齒證據(jù)——早在200萬年前，鉛中毒就在人類祖先中普遍存在。由此引發(fā)的腦損傷可能限制了古人類社會復(fù)雜化的發(fā)展上限。該理論認(rèn)為，現(xiàn)代人類進(jìn)化出了對鉛的防御能力，從而得以構(gòu)建更復(fù)雜穩(wěn)固的社會體系。實驗支持了這一觀點——研究人員培育出由腦組織制成的類器官，并使其同時攜帶現(xiàn)代與古人類的關(guān)鍵腦部基因。
美國加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的神經(jīng)科學(xué)家和類器官專家Alysson Muotri首次提出了這個假設(shè)，當(dāng)時他參加了美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的環(huán)境流行病學(xué)家Manish Arora關(guān)于尼安德特人鉛暴露的演講。Arora后來告訴Muotri，他的團(tuán)隊有未發(fā)表的研究表明，在古人類中，鉛暴露是普遍存在的。鉛存在于許多自然環(huán)境中，人類祖先可能因飲用流過含鉛巖石的水或食用從土壤中吸收鉛的植物而接觸到鉛。
當(dāng)時，Muotri團(tuán)隊正在研究現(xiàn)代人基因組與尼安德特人和丹尼索瓦人基因組不同的一小組蛋白質(zhì)編碼基因，總共61個。他專注于其中一種——NOVA1，后者幫助協(xié)調(diào)神經(jīng)發(fā)育，打開和關(guān)閉大腦中數(shù)百個其他基因開關(guān)。
Muotri解釋說，在現(xiàn)代人類中，NOVA1似乎以犧牲成熟速度為代價促進(jìn)復(fù)雜性發(fā)展，而在類人猿以及尼安德特人和丹尼索瓦人中的變異則具有相反的效果。“一個明顯的例子是，幼年黑猩猩可以比人類嬰兒聰明，但成年個體的情況正好相反。”Muotri一直在思考在現(xiàn)代人中NOVA1是如何選擇的。在與Arora交談后，他想知道鉛是否也起了作用？畢竟，在現(xiàn)代人中，童年時期接觸神經(jīng)毒性物質(zhì)與情緒調(diào)節(jié)紊亂、沖動控制和執(zhí)行功能較差有關(guān)。
Muotri和Arora與包括中國科學(xué)家在內(nèi)的幾十名科學(xué)家合作。他們首先在世界各地發(fā)現(xiàn)的51顆古猿、猴子和古人類的牙齒化石中尋找鉛暴露的信號，并在73%的樣本中發(fā)現(xiàn)了鉛。
接下來，Muotri和同事設(shè)計了腦類器官，使其具有現(xiàn)代人版本的NOVA1或尼安德特人和丹尼索瓦人的變體。Muotri說，他們將類器官暴露于少量且符合古人類自然接觸水平的真實鉛環(huán)境。
他們發(fā)現(xiàn)，鉛對兩種迷你大腦發(fā)育的影響是不同的。在古老的類器官中，它似乎會擾亂表達(dá)FOXP2基因的神經(jīng)元。FOXP2基因的突變與幾種交流障礙有關(guān)，這表明它在語言中起著關(guān)鍵作用。在現(xiàn)代人類類器官中，這些神經(jīng)元基本上沒有受到損害。“這是我們靈光乍現(xiàn)的時刻。”Muotri說。
他解釋稱，研究結(jié)果表明，在現(xiàn)代人類中，自然鉛暴露篩選出了包括NOVA1在內(nèi)的基因變異，這些變異幫助大腦抵御鉛毒性。這使智人發(fā)展出更強的社會凝聚力與溝通能力，并比其他古老近親活得更久。“有時進(jìn)化會將逆境轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。”Muotri指出。
美國紐約大學(xué)生物人類學(xué)家、古牙齒研究專家Shara Bailey說：“這是個大膽而富有創(chuàng)意的假說，但研究存在諸多局限，現(xiàn)有證據(jù)尚不足以說服我。”她指出，這些牙齒并未有力地證明古人類在幼兒時期曾接觸過鉛，而這一時期鉛對大腦發(fā)育的影響最大。此外，奇怪的是，鉛似乎集中在古牙的牙本質(zhì)中，即牙釉質(zhì)下方的鈣化層，而不是牙釉質(zhì)本身。
芬蘭赫爾辛基大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Takashi Namba補充道，目前尚不明確將類器官暴露于鉛環(huán)境能否真實反映發(fā)育期暴露大腦的實際狀況。盡管如此，Namba認(rèn)為該論文“絕對有趣”，因為“鮮有研究通過實驗手段探討影響人類進(jìn)化的環(huán)境因素”。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adr1524
本文鏈接：是鉛中毒導(dǎo)致尼安德特人滅亡的嗎？http://www.sq15.cn/show-11-27201-0.html
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