Η αρχαία έκθεση σε μόλυβδο και η ανθρώπινη εξέλιξη
Μια επαναστατική διεθνής μελέτη ανατρέπει την αντίληψη ότι η έκθεση στο τοξικό μέταλλο μόλυβδος είναι κυρίως ένα φαινόμενο της μεταβιομηχανικής εποχής. Η έρευνα αποκαλύπτει ότι οι πρόγονοι μας εκτίθεντο περιοδικά σε μόλυβδο για πάνω από δύο εκατομμύρια χρόνια, και ότι το τοξικό αυτό μέταλλο μπορεί να έχει επηρεάσει την εξέλιξη των εγκεφάλων των ανθρωπίδων, τη συμπεριφορά τους και ακόμη και την ανάπτυξη της γλώσσας.
Η μελέτη και τα ευρήματα
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances, προσθέτει ένα κομμάτι στο παζλ του πώς οι άνθρωποι υπερέβησαν τους συγγενείς τους, τους Νεάντερταλ. Μοντέλα εγκεφαλικών οργάνων με γενετική Νεάντερταλ ήταν πιο ευάλωτα στις επιπτώσεις του μολύβδου σε σχέση με τους ανθρώπινους εγκεφάλους, υποδεικνύοντας ότι η έκθεση σε μόλυβδο ήταν πιο επιβλαβής για τους Νεάντερταλ.
Η έρευνα, που ηγήθηκε η ομάδα Γεωαρχαιολογίας και Αρχαιομετρίας του Southern Cross University στην Αυστραλία, σε συνεργασία με το Τμήμα Περιβαλλοντικής Ιατρικής στο Icahn School of Medicine στο Mount Sinai Hospital της Νέας Υόρκης και τη Σχολή Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, συνδύασε καινοτόμο γεωχημεία απολιθωμάτων, προηγμένα πειράματα με εγκεφαλικά όργανα και πρωτοποριακή εξελικτική γενετική για να αποκαλύψει μια εκπληκτική ιστορία σχετικά με τον ρόλο του μολύβδου στην ανθρώπινη ιστορία.
Αναλύσεις και συμπεράσματα
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η έκθεση σε μόλυβδο ήταν κυρίως ένα σύγχρονο φαινόμενο, συνδεδεμένο με ανθρώπινες δραστηριότητες όπως η εξόρυξη, η τήξη και η χρήση μολύβδου σε καύσιμα και χρώματα. Αναλύοντας 51 απολιθωμένα δόντια από ανθρωπίδες και μεγάπες, συμπεριλαμβανομένων των Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, πρώιμου Homo, Νεάντερταλ και Homo sapiens, η ομάδα ανακάλυψε σαφή χημικά ίχνη περιοδικής έκθεσης σε μόλυβδο που εκτείνεται σχεδόν δύο εκατομμύρια χρόνια πίσω.
Χρησιμοποιώντας γεωχημεία υψηλής ακρίβειας με λέιζερ στο GARG Facility του Southern Cross University και στις σύγχρονες εγκαταστάσεις Exposomics του Mount Sinai, οι ερευνητές εντόπισαν διακριτές ‘ζώνες μολύβδου’ στα δόντια, που σχηματίστηκαν κατά την παιδική ηλικία καθώς αναπτυσσόταν το σμάλτο και η οδοντίνη. Αυτές οι ζώνες αποκαλύπτουν επαναλαμβανόμενα επεισόδια πρόσληψης μολύβδου από περιβαλλοντικές πηγές (όπως μολυσμένο νερό, έδαφος ή ηφαιστειακή δραστηριότητα) και από τα ίδια τα αποθέματα οστού του σώματος, που απελευθερώθηκαν κατά τη διάρκεια στρες ή ασθένειας.
Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι η έκθεση σε μόλυβδο δεν ήταν απλώς προϊόν της Βιομηχανικής Επανάστασης – ήταν μέρος του εξελικτικού μας τοπίου.
Ο καθηγητής Renaud Joannes-Boyau, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας GARG, δήλωσε: “Αυτό σημαίνει ότι οι εγκέφαλοι των προγόνων μας αναπτύχθηκαν υπό την επιρροή ενός ισχυρού τοξικού μετάλλου, το οποίο μπορεί να έχει διαμορφώσει τη κοινωνική τους συμπεριφορά και τις γνωστικές τους ικανότητες κατά τη διάρκεια των χιλιετιών.”
Η ομάδα επίσης στράφηκε στο εργαστήριο για να εξετάσει πώς αυτή η αρχαία έκθεση μπορεί να έχει επηρεάσει την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Χρησιμοποιώντας ανθρώπινα εγκεφαλικά όργανα, μικροσκοπικά μοντέλα του εγκεφάλου που αναπτύσσονται στο εργαστήριο, συνέκριναν τις επιδράσεις του μολύβδου σε δύο εκδόσεις ενός βασικού αναπτυξιακού γονιδίου που ονομάζεται NOVA1, το οποίο είναι γνωστό ότι ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων κατά την έκθεση σε μόλυβδο κατά τη διάρκεια της νευροανάπτυξης. Η σύγχρονη ανθρώπινη έκδοση του NOVA1 διαφέρει από αυτήν που βρέθηκε στους Νεάντερταλ και άλλους εξαφανισμένους ανθρωπίδες, αλλά μέχρι τώρα οι επιστήμονες δεν γνώριζαν γιατί αυτή η αλλαγή εξελίχθηκε.
Όταν τα όργανα που φέρουν την αρχαία παραλλαγή NOVA1 εκτέθηκαν σε μόλυβδο, παρουσίασαν σημαντικές διαταραχές στη δραστηριότητα του FOXP2 – εκφραζόμενων νευρώνων στον φλοιό και τον θάλαμο – περιοχές του εγκεφάλου που είναι κρίσιμες για την ανάπτυξη της ομιλίας και της γλώσσας. Αυτή η επίδραση ήταν πολύ λιγότερο έντονη σε όργανα με τη σύγχρονη παραλλαγή NOVA1.
“Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η παραλλαγή NOVA1 μας μπορεί να προσέφερε προστασία από τις επιβλαβείς νευρολογικές επιδράσεις του μολύβδου,” δήλωσε ο καθηγητής Alysson Muotri, καθηγητής Παιδιατρικής/Κυτταρικής & Μοριακής Ιατρικής και Διευθυντής του UC San Diego Sanford Stem Cell Institute Integrated Space Stem Cell Orbital Research Center.
“Είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα του πώς μια περιβαλλοντική πίεση, σε αυτή την περίπτωση, η τοξικότητα του μολύβδου, θα μπορούσε να έχει οδηγήσει σε γενετικές αλλαγές που βελτίωσαν την επιβίωση και την ικανότητά μας να επικοινωνούμε μέσω της γλώσσας, αλλά που τώρα επηρεάζουν επίσης τη λειτουργία μας.”
