سرب عامل برتری ما نسبت به نئاندرتالها
قرارگرفتن انسانهای اولیه در معرض سرب ممکن است به طور نامحسوس مسیر تکامل ما را تغییر داده باشد.
به گزارش پایگاه علمی خبری دانه، پژوهشگران دریافتهاند که هومینیدهای(Hominidae) باستانی، از جمله انسانهای اولیه، در دوران کودکی به طور مداوم در معرض سرب قرار داشتهاند؛ مواجههای که ردهای شیمیایی آن در دندانهای فسیلی باقیمانده است. آزمایشها نشان میدهد این تماس ممکن است به تغییرات ژنتیکی منجر شده باشد که کارکردهای مغزی مرتبط با زبان را در انسان مدرن تقویت کرده است.
انسانیان یا هومینیدها خانوادهای علمی هستند که انسان و تمام میمونهای بزرگ (شامپانزه، گوریل، اورانگوتان) را در برمیگیرد و نشان میدهد انسان از نظر تکاملی جداشده از این خانواده نیست، بلکه عضوی از آن است.
یک تلاش پژوهشی بزرگ و بینالمللی در حال بازنویسی این باور دیرینه است که قرارگرفتن در معرض سرب عمدتاً مشکلی مدرن به شمار میرود. یافتههای جدید نشان میدهد نیاکان اولیه انسان طی بیش از دو میلیون سال بارها با سرب مواجه بودهاند؛ موضوعی که نشان میدهد این فلز سمی ممکن است نقشی غیرمنتظره در شکلگیری تکامل مغز، رفتار و احتمالاً زبان هومینیدها داشته باشد.
این مطالعه که در مجله Science Advances منتشر شده. همچنین زاویه دید تازهای درباره این پرسش ارائه میدهد که چرا انسان مدرن در نهایت از نئاندرتالها پیشی گرفت. انداموارههای مغزی پرورشیافته در آزمایشگاه که حامل گونههای ژنتیکی نئاندرتالی بودند، در برابر سرب واکنش شدیدتری نشان دادند نسبت به انداموارههایی با ژنتیک انسان مدرن؛ نشانهای از آن که نئاندرتالها ممکن است در برابر اثرات عصبی سرب آسیبپذیرتر بوده باشند.
اندامواره یا اُرگانوییدها (Organoids) ساختارهای سهبعدی مینیاتوری و سادهشدهای هستند که از سلولهای بنیادی ساخته میشوند و عملکرد و معماری یک اندام واقعی (مانند مغز، کلیه یا روده) را تا حد زیادی شبیهسازی میکنند.این ساختارها اغلب به عنوان (اندامهای مینیاتوری در ظرف آزمایشگاه) شناخته میشوند و برای مطالعه رشد، بیماریها و آزمایش داروها بدون نیاز به مدلهای حیوانی یا تحقیقات روی انسان استفاده میگردند.
نئاندرتالها (Homo neanderthalensis) یک گونه انسانی منقرضشده و نزدیکترین خویشاوند ژنتیکی انسان مدرن یا هومو ساپینس(Homo sapiens) بودند که تا حدود ۴۰٬۰۰۰ سال پیش در اروپا و بخشهایی از آسیا زندگی میکردند.
پژوهشگران با ترکیب شیمی فسیلها، آزمایشهای اندامواره مغزی و ژنتیک تکاملی، بررسی کردند که سرب چگونه در تاریخ هومینیدها (Hominidae) نقش داشته است.
شواهد تماس باستانی با سرب در دندانهای فسیلی
برای سالها، سمیت سرب بهشدت با فعالیتهای صنعتی انسان (مانند ذوب فلزات، معدنکاری و استفاده از بنزین و رنگهای سربدار) گرهخورده تلقی میشد. این دیدگاه زمانی تغییر کرد که پژوهشگران ۵۱ دندان فسیلی از طیفی از هومینیدها و کَپیهای بزرگ را بررسی کردند؛ از جمله Australopithecus africanus، Paranthropus robustus، انسانهای اولیه، نئاندرتالها و .Homo sapiens این دندانها ردهای شیمیایی روشنی از تماسهای متناوب با سرب نشان میدادند که قدمت آنها به نزدیک دو میلیون سال پیش بازمیگردد.
تحلیلهای ژئوشیمیایی بسیار دقیق با روش لیزر – ابلیشن انجام شد، «نوارهای سرب» مشخصی را در مینای دندان و عاج آشکار کرد. این نوارها در دوران کودکی شکلگرفتهاند و نشاندهنده دورههای تکرارشونده دریافت سرب از منابع محیطی (مانند آب یا خاکآلوده یا فعالیتهای آتشفشانی) یا از سرب ذخیرهشده در استخوانهای بدن هستند که در زمان فشار روانی یا بیماری آزاد میشود.
پروفسور رنو ژوان – بویو، رئیس گروه پژوهشی GARG، میگوید:
«دادههای ما نشان میدهد تماس با سرب فقط محصول انقلاب صنعتی نبوده، بلکه بخشی از چشمانداز تکاملی ما محسوب میشود.»
او میافزاید: «این یعنی مغز نیاکان ما تحتتأثیر یک فلز سمی قدرتمند رشد کرده است؛ عاملی که ممکن است طی هزارهها بر رفتار اجتماعی و تواناییهای شناختی آنها اثر گذاشته باشد.»
تعامل سرب با رشد اولیه مغز
برای درک پیامدهای عملکردی این تماس، گروه پژوهشی انداموارههای مغزی انسانی را بررسی کرد؛ مدلهای سادهشدهای که در آزمایشگاه برای شبیهسازی رشد اولیه مغز پرورش داده میشوند. آنها اثر سرب را بر دو نسخه از یک ژن کلیدی رشد به نام (NOVA1) آزمودند؛ ژنی که تنظیم بیان ژنها را در شرایط تماس با سرب طی رشد عصبی بر عهده دارد. نسخه انسان مدرن (NOVA1) با گونه موجود در نئاندرتالها و دیگر هومینیدهای منقرضشده متفاوت است؛ هرچند دلیل این تغییر تکاملی پیشتر روشن نبود.
اندامواره
هایی که حامل گونه نئاندرتالیِ (NOVA1) بودند، هنگام تماس با سرب دچار اختلالات قابلتوجهی در نورونهای بیانکننده (FOXP2) در قشر مغز و تالاموس شدند؛ نواحیای که برای رشد زبان و گفتار حیاتیاند. در مقابل، انداموارههایی با ژن (NOVA1) انسان مدرن، اختلال بسیار کمتری نشان دادند.
پروفسور الیسون موئترا، استاد کودکان و پزشکی سلولی – مولکولی و مدیر مرکز پژوهشی سلولهای بنیادی سنفورد در UC سندیگو، میگوید:
«این نتایج نشان میدهد گونه (NOVA1) ما ممکن است در برابر اثرات عصبی زیانبار سرب نقش حفاظتی داشته باشد.»
او اضافه میکند: «این نمونهای خارقالعاده است از اینکه چگونه یک فشار محیطی (در اینجا سمیت سرب) میتواند تغییرات ژنتیکیای را رقم بزند که بقا و توانایی ارتباط زبانی ما را بهبود داده، اما در عین حال بر آسیبپذیری ما در برابر تماسهای مدرن با سرب نیز اثر میگذارد.»
بینشهای ژنتیکی درباره انسان مدرن
دادههای ژنتیکی و پروتئومیکی این مطالعه نشان داد که تماس با سرب در انداموارههایی با گونههای ژنتیکی باستانی، چندین مسیر مرتبط با رشد عصبی، ارتباط و رفتار اجتماعی را مختل میکند. اختلالات مربوط به (FOXP2) بهویژه چشمگیر است، زیرا نقش این ژن در گفتار و زبان بهخوبی شناخته شده است. این یافتهها نشان میدهد فشار بلندمدتِ سموم محیطی ممکن است ویژگیهای شناختی و ارتباطی را در انسان مدرن و نئاندرتالها در مسیرهای تکاملی متفاوتی سوق داده باشد.
پروفسور مانیش آرورا، استاد و معاون پزشکی محیطی، میگوید:
«این مطالعه نشان میدهد مواجهههای محیطی چگونه تکامل ما را شکل دادهاند.»
او میافزاید: «از منظر رقابت میان گونهها، این مشاهده که تماسهای سمی میتوانند در مجموع به مزیت بقا منجر شوند، الگوی تازهای برای پزشکی محیطی در بررسی ریشههای تکاملی اختلالات مرتبط با عوامل محیطی ارائه میدهد.»
پیامدهای تماس باستانی سرب برای امروز
اگرچه تماس امروزی با سرب عمدتاً به فعالیتهای صنعتی نسبت داده میشود، این فلز همچنان تهدیدی جدی برای سلامت (بهویژه سلامت کودکان) محسوب میشود. یافتههای جدید نشان میدهد حساسیت انسان به سرب ممکن است ریشههایی عمیق در گذشته تکاملی ما داشته باشد و توسط برهمکنش ژنها و محیط شکلگرفته باشد.
پروفسور ژوان – بویو در پایان میگوید:
«کار ما نهتنها تاریخ تماس با سرب را بازنویسی میکند، بلکه یادآور میشود تعامل میان ژنها و محیط میلیونها سال است که گونه ما را شکل داده و همچنان به این کار ادامه میدهد.»
این پژوهش از دندانهای فسیلی گردآوریشده از آفریقا، آسیا، اروپا و اقیانوسیه بهره برد و با نقشهبرداری ژئوشیمیایی دقیق، دورههای تماس با سرب در کودکی را ردیابی کرد. همزمان، انداموارههای مغزی حاوی ژن (NOVA1) انسان مدرن یا گونههای باستانی برای بررسی اثر سرب بر رشد مغز به کار رفتند؛ با تمرکز ویژه بر ژن (FOXP2) که نقشی مرکزی در زبان دارد. تحلیلهای ژنتیکی، ترنسکریپتومیکی و پروتئومیکی در کنار هم تصویری جامع از نقش احتمالی سرب در تکامل شناخت و رفتار اجتماعی هومینیدها ارائه دادند.
