Neandertaliešu gēni izskaidro mūsdienu cilvēka smadzeņu apaļumu

Pieaugošais pētījumu kopums liecina, ka mēs daudzējādā ziņā Homo sapiens nav tik atšķirīgi no mūsu tuviem radiniekiem Homo neanderthalensis. Tāpat kā dzīvi cilvēki, neandertalieši radīja mākslu, izpaužas kultūru un rūpējās par savas kopienas locekļiem. Bet mēs atšķiramies no tiem divos, iespējams, savienotos veidos - mūsu galvaskausa formā un to, ka mēs neesam izgājuši izmiris.

Tas ir tāpēc, ka galvaskausiem, ļoti svarīgi, ir smadzenes. Mūsdienu cilvēka galvaskausiem ir apaļa, lodveida forma, bet neandertaliešu galvaskausi ir iegareni. Trešdien. T Pašreizējā bioloģija Starptautiskā zinātnieku komanda kļuva par pirmo, kas identificēja ģenētiskos faktorus, kas, visticamāk, izraisīja šīs pārliecinošās atšķirības. Savukārt mēs esam soli tuvāk, lai saprastu, ko nozīmē būt mūsu atsevišķu sugu dalībniekiem.

„Cilvēka braincāzes unikālās formas izpētes motivācija ir tā, ka tā ir viena no visprecīzākajām un skaidri definētajām anatomiskajām īpašībām, kas atšķir t Homo sapiens no citām cilvēku sugām, ”teica pirmais autors un bioloģiskais antropologs Philipp Gunz Apgrieztā.

Gunz strādā kā pētnieks Max Planck evolūcijas antropoloģijas institūtā. Skulls, viņš skaidro, ir logi smadzeņu bioloģijā. Zinātnieki ir zinājuši, ka neandertaliešiem un mūsdienu cilvēkiem ir dažādu formu galvaskausus, bet tāpēc, ka smadzeņu audi nav fosilizēti, pamatā esošā bioloģija ir palikusi nenotverama. Tātad šeit komanda ieņēma starpdisciplināru pieeju, apvienojot fosilās galvaskausa analīzi ar smadzeņu attēlveidošanu un mūsdienu gēnu sekvencēšanu.

Ir svarīgi atzīmēt, ka mūsu smadzenes ne vienmēr ir bijušas globālās. Vecākā Homo sapiens Marokā konstatētajiem un aptuveni 300 000 gadus veciem fosiliem ir endokraniāla apjomi kas ietilpst mūsdienu cilvēku diapazonā, bet endokraniālā formas kas ir iegareni. Tas nozīmē, ka viņiem bija lielas smadzenes, bet ne apaļas. Iepriekšējais Gunzas paveiktais darbs rāda, ka pirms 300 000 gadiem radās mūsdienu smadzeņu lielums, bet pirms 40 000 gadiem radās bruņveida smadzenes - aptuveni tajā pašā laikā neandertalieši izgāja.

Gunz saka, ka pārsteidzoša pārmaiņa Homo sapiens endokrāniskās formas, iespējams, atspoguļo „evolūcijas izmaiņas cilvēka smadzeņu struktūru organizēšanā, iespējams, pat tādā veidā, ka dažādas jomas ir savstarpēji saistītas”.

Lai izpētītu šo ideju, komanda izstrādāja saskaņotu globulitātes mērogu, radot virtuālus nospiedumus no neandertaliešu un mūsdienu cilvēka braincas. Pēc tam viņi izmērīja 4669 dzīvo cilvēku smadzeņu globulitāti ar MRI smadzeņu skenēšanas palīdzību. Zinātnieki arī pārbaudīja šo dalībnieku DNS - meklējot senās neandertaliešu DNS fragmentus ar cerībām, ka varētu būt saikne starp neandertaliešu senču un smadzeņu formu. Lai gan neandertalieši ir izmiruši, viņu ģenētiskais mantojums dzīvo seno mēģinājumu dēļ ar anatomiski moderniem cilvēkiem.

Zinātnieki atklāja, ka, lai gan visiem dzīvajiem cilvēkiem ir galvaskausa formas, kas ievērojami atšķiras no neandertaliešu galvaskausiem, mūsdienu cilvēki atšķiras atkarībā no smadzeņu globālās pakāpes. Turklāt viņi atklāja, ka dzīvo cilvēku vidū 1. un 18. hromosomas neandertaliešu DNS fragmenti ir saistīti ar samazināts globularitāte.

„Tāpat kā citi smadzeņu anatomijas aspekti, globālās pakāpes pakāpi var ietekmēt daudzu dažādu gēnu variācija, katrs ar nelielu efektu,” skaidro Gunz. “Katra saistītā neandertāla fragmenta ietekme bija smalka, bet atklājama, jo mūsu pētījumā tika izmantots liels paraugu skaits.”

Pēc tam šie neandertaliešu fragmenti tika saistīti ar mainītu gēnu aktivitāti smadzeņu struktūras audos, ieskaitot putamen bazālajā ganglijā un smadzenēs. Gēniem, ar kuriem fragmenti saistīti, UBR4 un PHLPPI, ir svarīga loma smadzeņu attīstībā - un ir iespējams, ka šeit ir saikne starp smadzeņu globulitāti un smadzeņu mehānismiem. Bazālais ganglijs veicina kognitīvās funkcijas, piemēram, prasmju apgūšanu un plānošanu, un smadzeņi, kas satur 50 procentus smadzeņu neironu, ir svarīgi valodas apstrādei un darba atmiņai.

Gunz uzsver, ka smadzeņu formu ietekmējošo neandertaliešu fragmentu pārvadāšanas sekas ir labākās - un viņu uzmanība uz globularitāti nav motivēta ar „ideju, ka smadzeņu forma var mums pastāstīt kaut ko vienkāršu par mūsu rīcību.” Kaut arī citi zinātnieki ir apgalvojuši, ka apaļie, izspiedušie smadzeņi, iespējams, mums ir devuši sociālo un kognitīvo kāju virs Neandertālēm, Gunz uzskata, ka “nav iemesla sagaidīt tiešu korelāciju starp vispārējo smadzeņu formu un uzvedību.”

Taču konstatējumi liecina, ka attīstības mehānismi, iespējams, veicināja mūsdienu smadzeņu formas un funkcijas attīstību, ļaujot mums būt sajūtai, domājošiem cilvēkiem, kurus mēs šodien esam. Komanda plāno turpināt pētīt gēnus, kas saistīti ar globularitāti, cerot, ka viņi atklās citus veidus, kā šī iezīme ir saistīta ar cilvēka bioloģiju. Mēs esam vienīgie cilvēki, kas palikuši uz Zemes - un kāpēc joprojām ir noslēpums.