Neandertálské geny vysvětlují kruhovitost moderních lidských mozků

$config[ads_kvadrat] not found

Marc Kirschner (Harvard U) Part 1: The Origin of the Vertebrate Nervous System

Marc Kirschner (Harvard U) Part 1: The Origin of the Vertebrate Nervous System
Anonim

Rostoucí soubor výzkumů naznačuje, že v mnoha ohledech jsme my Homo sapiens nejsou tak odlišní od našeho blízkého příbuzného Homo neanderthalensis. Podobně jako žijící lidé, i neandrtálci vytvořili umění, vyjadřovali kulturu a starali se o členy své komunity. Ale my se od nich liší ve dvou, možná spojených cestách - tvaru našich lebek a skutečnosti, že jsme nezanikli.

Je to proto, že lebky mají v hlavě mozek. Moderní lidské lebky mají kulatý, kulovitý tvar, zatímco lebky neandertálců jsou prodloužené. Ve studii zveřejněné ve středu v Současná biologie, mezinárodní tým vědců se stal prvním, kdo identifikoval genetické faktory, které pravděpodobně vedly k těmto přesvědčivým rozdílům ve tvaru. Na oplátku nás posunuli o krok blíž k pochopení toho, co to znamená být členem našich odlišných druhů.

„Motivací pro studium jedinečného tvaru lidského mozku je, že představuje jednu z nejznámějších a jasně definovaných anatomických charakteristik, které odlišují Homo sapiens z jiných lidských druhů, “řekl první autor a biologický antropolog Philipp Gunz, Ph.D. Inverzní.

Gunz pracuje jako vědecký pracovník v Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii. Skulls, vysvětluje, jsou okna do mozkové biologie. Vědci věděli, že neandrtálci a moderní lidé mají lebky různých tvarů, ale protože mozková tkáň není zkamenělá, základní biologie zůstala nepolapitelná. Tady se tým zabýval interdisciplinárním přístupem, který kombinoval analýzu fosilních lebek s zobrazováním mozku a moderním sekvenováním genů.

Je důležité poznamenat, že naše mozky nebyly vždy kulovité. Nejstarší Homo sapiens zkameněliny, nalezené v Maroku a datované před asi 300 000 lety, mají endokraniální objemů které spadají do rozsahu současných lidí, ale endokraniální tvary které jsou prodloužené. To znamená, že měli velké mozky, ale ne kulaté. Předchozí práce provedená Gunzem ukazuje, že moderní velikost mozku se objevila asi před 300 000 lety, ale globulové mozky se objevily asi před 40 000 lety - přibližně ve stejnou dobu, kdy neandrtálci vyhynuli.

Gunz říká, že pozoruhodná změna Homo sapiens endokraniální tvary pravděpodobně odrážejí „evoluční změny v organizaci struktur lidského mozku, možná dokonce i přesnými způsoby, jakými jsou vzájemně propojeny různé oblasti“.

K prozkoumání této myšlenky tým vyvinul dohodnuté měřítko globularity vytvořením virtuálních otisků vnitřku neandrtálských a moderních lidských mozků. Pak změřili globularitu mozku 4 469 živých lidí pomocí MRI skenů mozku. Vědci také zkoumali DNA těchto účastníků - hledali fragmenty staré neandrtálské DNA s nadějí, že by mohlo existovat spojení mezi neandertálským původem a tvarem mozku. Ačkoli neandertálci jsou zaniknutí, jejich genetické dědictví žije na protože starověkých trysts s anatomicky moderními lidmi.

Vědci zjistili, že i když všichni žijící lidé mají tvary lebky, které se výrazně liší od lebek neandertálců, moderní lidé se liší mírou globularity mozku. Dále zjistili, že mezi živými lidmi korelují s Neandrtálskými DNA fragmenty na chromozomech 1 a 18 snížena globularity.

„Podobně jako ostatní aspekty anatomie mozku bude stupeň globularity pravděpodobně ovlivněn změnami v mnoha různých genech, každý s malým účinkem,“ vysvětluje Gunz. „Účinky každého přidruženého neandertálského fragmentu byly jemné, ale zjistitelné díky použití velké velikosti vzorku v naší studii.“

Tyto neandertálské fragmenty pak byly spojeny se změnou genové aktivity v tkáních mozkové struktury, včetně putamenu v bazálních gangliích a mozečku. Geny, které fragmenty sdružují s UBR4 a PHLPPI, hrají důležitou roli ve vývoji mozku - a je pravděpodobné, že zde je spojitost mezi globularitou mozku a mechanismy mozku. Bazální ganglia přispívá k kognitivním funkcím, jako je učení a plánování dovedností, a cerebellum - které obsahuje 50 procent neuronů mozku - je důležité pro zpracování jazyka a pracovní paměť.

Gunz zdůrazňuje, že účinky nesoucí neandrtálské fragmenty, které ovlivňují tvar mozku, jsou v nejlepším případě subtilní - a jejich zaměření na globularitu nebylo motivováno „myšlenkou, že tvar mozku nám může říct něco jednoduchého o našem chování.“ Zatímco jiní vědci tvrdili, že kulaté, vyboulené cerebellumy lidí nám mohly dát sociální a kognitivní nohu nad neandrtálci, Gunz si myslí, že „není důvod očekávat přímou korelaci mezi celkovým tvarem a chováním mozku“.

Zjištění však naznačují, že vývojové mechanismy pravděpodobně přispěly k vývoji moderního tvaru a funkce mozku - což nám umožnilo být pocitem, přemýšlením lidí, kterými jsme dnes. Tým plánuje pokračovat ve studiu genů spojených s globularitou, s nadějí, že odhalí další způsoby, kterými je tato vlastnost spojena s lidskou biologií. Jsme jediní lidé, kteří zůstali na Zemi - a proč je stále záhadou.

$config[ads_kvadrat] not found