Свинец мог повлиять на эволюцию мозга человека и развитие речи

Инфографика показывает воздействие свинца на людей в современную эпоху и на наших предков; как анализировались окаменелые зубы и ткани мозга; как современный ген NOVA1 мог защитить людей от нежелательных эффектов свинца. Автор: J Gregory, Mount Sinai Health System

Международное исследование опровергает представление о том, что воздействие токсичного металла свинца — в основном постиндуриальное явление. Исследование показывает, что наши предки периодически подвергались воздействию свинца на протяжении более двух миллионов лет, и этот токсичный металл мог повлиять на эволюцию мозга гоминид, их поведение и даже развитие речи.

Исследование, опубликованное в Science Advances, также добавляет новую деталь в загадку о том, как люди превзошли своих «кузенов» неандертальцев. Модели мозговых органоидов с неандертальской генетикой оказались более восприимчивы к воздействию свинца, чем человеческий мозг, что говорит о том, что свинец был более вреден для неандертальцев.

Токсичная нить в эволюции человека

Анализ 51 окаменелого зуба различных видов гоминид и человекообразных обезьян выявил химические следы периодического воздействия свинца, уходящие в прошлое почти на два миллиона лет. Исследователи обнаружили характерные «свинцовые полосы» в зубной эмали, которые формировались в детстве.

«Наши данные показывают, что воздействие свинца не было лишь продуктом промышленной революции — оно было частью нашей эволюционной среды», — сказал профессор Рено Жоаннес-Бойо.

Использование человеческих мозговых органоидов позволило сравнить эффекты свинца на разные версии гена NOVA1. Автор: University of California San Diego

От ископаемых к функции: свинец и «ген речи»

Ученые использовали мозговые органоиды, чтобы изучить, как древнее воздействие свинца могло повлиять на развитие мозга. Они сравнили эффекты свинца на две версии ключевого гена развития NOVA1. Современная человеческая версия NOVA1 отличается от той, что была у неандертальцев.

Когда органоиды с архаичным вариантом NOVA1 подвергались воздействию свинца, в них наблюдались значительные нарушения в активности нейронов, экспрессирующих ген FOXP2, который критически важен для развития речи и языка. Этот эффект был гораздо менее выражен в органоидах с современным вариантом NOVA1.

«Эти результаты позволяют предположить, что наш вариант NOVA1 мог обеспечить защиту от вредного неврологического воздействия свинца», — сказал профессор Алиссон Муотри.

Лабораторные эксперименты с мозговыми органоидами показали влияние свинца на развитие мозга с акцентом на ген FOXP2. Автор: University of California San Diego

Современные уроки древней проблемы

Хотя сегодня воздействие свинца в основном связано с человеческой деятельностью, оно остается серьезной глобальной проблемой для здоровья, особенно детей. Полученные данные подчеркивают, насколько глубоко переплетены токсины окружающей среды и человеческая биология на протяжении миллионов лет.

ИИ: Это исследование — яркий пример того, как негативные факторы окружающей среды, такие как токсичные металлы, могли не просто вредить, но и неожиданным образом направлять эволюцию, способствуя закреплению защитных генетических мутаций. В 2025 году понимание этого глубокого исторического контекста особенно важно для оценки долгосрочных последствий современных экологических загрязнений.