Исследование, опубликованное 15 октября в журнале Science Advances, кардинально меняет представление о свинцовом отравлении, доказывая, что оно является не современной промышленной проблемой, а постоянным фактором давления на окружающую среду на протяжении более двух миллионов лет. Эта длительная история взаимодействия могла повлиять на эволюцию мозга, поведения и языка гоминидов, включая наш вид.
Геоархеологические доказательства были получены при анализе 51 окаменевшего зуба, принадлежавшего различным видам: Homo sapiens, неандертальцам, а также представителям рода австралопитеков (Australopithecus africanus) и парантропов (Paranthropus robustus). Данные исследования опровергают устоявшееся мнение о том, что значительное воздействие свинца началось лишь с развитием металлургии, горнодобывающей промышленности и использованием этилированного бензина.
С помощью метода высокоточной лазерно-абляционной геохимии ученые обнаружили в дентине и эмали зубов четкие «свинцовые полосы». Эти полосы формировались в детстве каждого индивида и свидетельствуют о постоянном контакте с токсичным металлом. Древние источники свинца включали загрязнение почвы и воды, усугубляемое вулканической активностью, а также высвобождение металла из собственных костных запасов организма во время болезней или стресса.
Для проверки гипотезы о влиянии свинца на нейроразвитие команда исследователей под руководством Рено Жоаннеса-Буайо из Исследовательской группы геоархеологии и археометрии (GARG) Университета Южного Креста в Австралии и Алиссона Муотри из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовала органоиды мозга — миниатюрные, выращенные в лаборатории модели мозга из стволовых клеток.
В центре эксперимента оказался ген NOVA1, который управляет экспрессией других генов во время развития мозга, особенно в ответ на воздействие свинца. Ученые сравнили две версии этого гена: современную, присущую Homo sapiens, и архаичную, обнаруженную у неандертальцев и других вымерших гоминидов.
Результаты показали, что органоиды с архаичной версией гена NOVA1 при воздействии свинца демонстрировали значительные нарушения в развитии нейронов коры и таламуса. Эти области мозга играют ключевую роль в формировании речи и языка. В исследовании также упоминается ген FOXP2, который централен для этих же функций.
В то же время органоиды с современной человеческой версией NOVA1 оказались более устойчивыми. Нарушения в их развитии были менее серьезными, что указывает на наличие у Homo sapiens генетической защиты от нейротоксического воздействия свинца.
Таким образом, постоянное давление со стороны токсичности свинца могло стать движущей силой эволюции гена NOVA1. Эта генетическая адаптация, возможно, предоставила Homo sapiens преимущество в выживании и развитии языковых способностей, что могло сыграть роль в том, почему наш вид выжил, в то время как неандертальцы исчезли.
Однако те же генетические изменения, которые помогли выжить в прошлом, могут влиять на уязвимость современного человека к свинцовому отравлению. Несмотря на эволюционную адаптацию, свинец остается серьезной угрозой для общественного здравоохранения.
По данным Института показателей и оценки здоровья, только в 2021 году воздействие свинца привело к более чем 1,5 миллионам смертей во всем мире. Особенно опасно его влияние на детей, у которых оно вызывает снижение результатов тестов, поведенческие проблемы, нарушения слуха и анемию.
В настоящее время свинец по-прежнему используется в производстве автомобильных аккумуляторов, керамики, косметики и других повседневных товаров. Одним из значительных источников загрязнения остается питьевая вода, в которую металл попадает из устаревших систем водопровода.
Изображение носит иллюстративный характер
Геоархеологические доказательства были получены при анализе 51 окаменевшего зуба, принадлежавшего различным видам: Homo sapiens, неандертальцам, а также представителям рода австралопитеков (Australopithecus africanus) и парантропов (Paranthropus robustus). Данные исследования опровергают устоявшееся мнение о том, что значительное воздействие свинца началось лишь с развитием металлургии, горнодобывающей промышленности и использованием этилированного бензина.
С помощью метода высокоточной лазерно-абляционной геохимии ученые обнаружили в дентине и эмали зубов четкие «свинцовые полосы». Эти полосы формировались в детстве каждого индивида и свидетельствуют о постоянном контакте с токсичным металлом. Древние источники свинца включали загрязнение почвы и воды, усугубляемое вулканической активностью, а также высвобождение металла из собственных костных запасов организма во время болезней или стресса.
Для проверки гипотезы о влиянии свинца на нейроразвитие команда исследователей под руководством Рено Жоаннеса-Буайо из Исследовательской группы геоархеологии и археометрии (GARG) Университета Южного Креста в Австралии и Алиссона Муотри из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовала органоиды мозга — миниатюрные, выращенные в лаборатории модели мозга из стволовых клеток.
В центре эксперимента оказался ген NOVA1, который управляет экспрессией других генов во время развития мозга, особенно в ответ на воздействие свинца. Ученые сравнили две версии этого гена: современную, присущую Homo sapiens, и архаичную, обнаруженную у неандертальцев и других вымерших гоминидов.
Результаты показали, что органоиды с архаичной версией гена NOVA1 при воздействии свинца демонстрировали значительные нарушения в развитии нейронов коры и таламуса. Эти области мозга играют ключевую роль в формировании речи и языка. В исследовании также упоминается ген FOXP2, который централен для этих же функций.
В то же время органоиды с современной человеческой версией NOVA1 оказались более устойчивыми. Нарушения в их развитии были менее серьезными, что указывает на наличие у Homo sapiens генетической защиты от нейротоксического воздействия свинца.
Таким образом, постоянное давление со стороны токсичности свинца могло стать движущей силой эволюции гена NOVA1. Эта генетическая адаптация, возможно, предоставила Homo sapiens преимущество в выживании и развитии языковых способностей, что могло сыграть роль в том, почему наш вид выжил, в то время как неандертальцы исчезли.
Однако те же генетические изменения, которые помогли выжить в прошлом, могут влиять на уязвимость современного человека к свинцовому отравлению. Несмотря на эволюционную адаптацию, свинец остается серьезной угрозой для общественного здравоохранения.
По данным Института показателей и оценки здоровья, только в 2021 году воздействие свинца привело к более чем 1,5 миллионам смертей во всем мире. Особенно опасно его влияние на детей, у которых оно вызывает снижение результатов тестов, поведенческие проблемы, нарушения слуха и анемию.
В настоящее время свинец по-прежнему используется в производстве автомобильных аккумуляторов, керамики, косметики и других повседневных товаров. Одним из значительных источников загрязнения остается питьевая вода, в которую металл попадает из устаревших систем водопровода.
