: 29.10.2025
Нейротоксический свинец – катализатор эволюции человека разумного?
Свинец, как известно, очень токсичный метал: свинцовое отравление (сатурнизм) может проявляться различными симптомами и даже привести к коме и смерти. Этот металл встречается в природе в виде различных соединений, и наши далекие предки также подвергались его вредному действию. Парадоксально, но, возможно, именно оно стало одним из драйверов эволюции Homo sapiens
Тяжелый, мягкий, пластичный и ковкий свинец использовался людьми на протяжении тысячелетий. При этом этот металл является мощным системным нейротоксином, нарушающим, в первую очередь, развитие и работу головного мозга. Он опасен в любых концентрациях: даже мельчайшие следы свинца могут привести к ухудшению памяти, способности к обучению и других когнитивных функций, особенно у детей.
Сейчас свинцовое отравление обычно ассоциируется со старыми водопроводными трубами, выхлопными газами, свинцовыми красками и другими приметами начала индустриального периода, однако этот металл до сих пор применяется в производстве аккумуляторов, боеприпасов, средств радиационной защиты, в некоторых сплавах и припоях.
Ученые из Австралии изучили возможное влияние свинца на эволюцию человека, начиная с древнейших времен. Они проанализировали 51 образец ископаемых зубов древних приматов и представителей подсемейства гомининов, куда входит человек, – орангутанов и павианов, австралопитеков и близких к ним парантропов, а также неандертальцев и древних людей современного физического типа из разных регионов Азии, Африки и Европы.
Исследователи обнаружили четкие следы эпизодического воздействия свинца в 73% всех образцов, в том числе в 71% образцов от австралопитеков, парантропов и H. sapience. Среди этих образцов – и зубы гигантской человекообразной обезьяны Gigantopithecus blacki, предположительно жившей 1,8–1 млн лет назад. Полученные результаты свидетельствуют, что воздействие свинца на особей не было редким или случайным событием – оно происходило неоднократно в течение долгого времени.
В те времена свинец поступал в живые организмы из природных источников, таких как вулканическая пыль, грунтовые воды, протекающие через породы, богатые свинцом, кормовые растения, накапливающие свинец из почвы, и т.п.
Чтобы понять, как свинец мог повлиять на мозг наших предков, ученые провели эксперименты на органоидах – выращенных из стволовых клеток миниатюрных версиях тканей человеческого мозга, обладающих рядом особенностей настоящего мозга. Клетки органоидов двух мозговых структур, коры и таламуса, содержали современную либо архаичную (обнаруженную в ДНК неандертальцев и денисовцев) версию гена NOVA1.
Ген NOVA1 кодирует белок, играющий решающую роль на ранней стадии развитии мозга, включая развитие речи. Как известно, архаичный и современный варианты отличаются на мутацию всего лишь в одном звене-нуклеотиде, однако это влияет на участие белка в различных процессах, включая синаптические взаимодействия и формирование нейронных связей. Но что послужило фактором эволюционного давления, способствовавшего отбору современного генетического варианта NOVA1, было неясно.
Сначала ученые убедились, что органоиды, содержащие разные варианты NOVA1, различаются и по работе множества генов. Затем органоиды подвергли воздействию малых количеств свинца – таких, с какими могли сталкиваться древние люди.
Во всех органоидах свинец изменил работу генов, критически важных для нейроразвития. Особое внимание привлек ген FOXP2, важный для развития речи, активность которого существенно различалась при воздействии свинца на «архаичные» и «современные» органоиды.
В случае с архаичным вариантом NOVA1 активность гена FOXP2 снижалась в присутствии низкой концентрации свинца, но увеличивалась при более высокой. Такой неоднозначный ответ выделяет FOXP2 как основную молекулярную мишень действия свинца. Более того: «архаичные» органоиды, подвергшиеся воздействию свинца, вообще теряли нейроны, в которых был активен ген FOXP2. Другими словами, такие нейроны были неспособны противостоять клеточному стрессу, вызванному свинцом.
Гораздо более устойчивыми оказались органоиды, несущие современный вариант гена NOVA1. По-видимому, отбор именно этого варианта мог идти по признаку устойчивости к свинцу. Этот токсичный металл и сегодня остается одним из самых разрушительных веществ для человеческого мозга, но все же, похоже, не таким разрушительным, как для прародителей человека.
Проблема свинцового отравления остается актуальной и в наши дни. Изучая, как реагировали на «свинцовый стресс» организмы наших предков, мы можем лучше понять, как обезопасить от него нынешние и будущие поколения.
Фото: https://commons.wikimedia.org
Публикации по теме:
Радость открытия, или Охота за гомининами
Чарлз Дарвин и эволюционная теория
: 29.10.2025 
