Blyforgiftning kan ha vært spikeren i neandertalernes kiste
Homo sapiens tålte bly i miljøet bedre enn det neandertalerne og denisova-mennesket gjorde. Dette kan være med på å forklare hvorfor våre nære slektninger døde ut, mener forskere.
Neandertaler-skalle funnet i Shanidar-hulen i dagens Irak.(Foto: James Gordon/Wikimedia commons, CC BY 2.0)
Kristoffer LottrupKristofferLottrupKristoffer LottrupJournalist i Videnskab.dk
Publisert
Hvorfor forsvant neandertalerne og denisova-mennesket?
Populære forklaringer er voldsomme klimaendringer og beinhard konkurranse med Homo sapiens om mat og bosteder.
En tredje teori er innavl og lite genetisk variasjon. Her kan en årsak være at særlig neandertalere ofte levde i små, isolerte grupper og ikke kommuniserte med omverdenen.
Nå har internasjonale forskere noe nytt å bidra med til den siste forklaringen.
Homo sapiens reagerte annerledes på bly
Ifølge en studie som nylig ble publisert i tidsskriftet Science Advances, kan blyforgiftning ha svekket evnen til å snakke og kommunisere med hverandre hos neandertalere og denisova-mennesker.
Det kan ha gitt Homo sapiens en evolusjonær fordel og bidratt til at de to andre artene døde ut for mellom 30.000 og 40.000 år siden.
Den nye hypotesen bygger på to funn:
Blyforgiftning er ikke bare noe nytt som har kommet med menneskelig forurensning. Det kan spores to millioner år tilbake i tid.
Homo sapiens har en genmutasjon som gjør hjernen vår mindre sårbar for bly.
– Studien vår viser at blyforgiftning var utbredt blant tidlige Homo sapiens, neandertalere og en rekke fortidsmennesker og -aper lenge før den industrielle revolusjon, sier Renaud Joannes-Boyau til den danske forskningsavisen Videnskab.dk.
Joannes-Boyau er professor i geokronologi og geokjemi ved Southern Cross University i Australia og hovedforfatter av den nye studien.
– Dermed kan hjernene til våre forfedre ha utviklet seg under påvirkning av et potent giftig metall som muligens har formet deres sosiale atferd og kognitive evner gjennom årtusener.
Neandertalere levde i små, isolerte grupper.(Maleri: Charles Robert Knight/Public Domain)
Bly er et giftig tungmetall som selv i svært små mengder kan skade helsa – særlig hos barn, som tar opp bly mer effektivt enn voksne. Flerestudier viser at bly kan hemme barns læring og hukommelse.
Blyforgiftning har blitt regnet som et ganske moderne fenomen. Romerne var de første storbrukerne av metallet. De brukte det i alt fra vannrør til våpen. Senere har moderne gruvedrift og ikke minst blyholdig bensin og maling forgiftet millioner av mennesker.
At blyforgiftning også fantes i steinalderen, er noe forskerne bak den nye studien oppdaget da de analyserte 51 fossile tenner fra flere primater og en rekke arter på menneskets direkte utviklingslinje.
De blyforgiftede tennene kommer blant annet fra 100.000 år gamle rester av Homo sapiens og 250.000 år gamle neandertalere. Konsentrasjonen av bly var høyest i 1,8 millioner år gamle tenner fra kjempeapen Gigantopithecus blacki.
Forskerne antar at blyet er fra naturlige kilder som vulkansk aske, mineralrik jord og forurenset grunnvann.
Annonse
Dette gjorde forskerne
Forskerne undersøkte tenner fra homininene Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, tidlig Homo, neandertalere og Homo sapiens, samt primatene tidlig orangutang, tidlig bavian og kjempeapen Gigantopithecus blacki.
Fossilene er fra Australia, Afrika, Asia og Europa og er opptil to millioner år gamle.
I studien brukte forskerne laserteknologi til å skanne tennene lag for lag, som årringer i et tre.
I hvert lag kunne de lese av en rekke kjemiske signaturer, inkludert bly, som de fant i 73 prosent av tennene – blant annet hos Homo sapiens og neandertalere.
Blyet kunne spores i flere lag. Det tyder på at de ble utsatt for bly over tid.
Brukte mini-hjerner
Deretter undersøkte forskerne hvordan blyet kan ha påvirket utviklingen av hjernene til Homo sapiens, neandertalere og denisova-mennesket.
De utstyrte såkalte hjerne-organoider – små 3D-modeller av hjernen som er dyrket fra stamceller i et laboratorium – med to ulike versjoner av genet NOVA1. Genet er viktig for utviklingen av den menneskelige hjernen. Det er også kjent for å spille en rolle i hvordan hjernen reagerer på blyforgiftning.
Halvparten av hjernemodellene hadde den moderne varianten av genet, som Homo sapiens har. Den andre halvparten fikk en eldre variant som fantes hos neandertalere og denisova-mennesket.
De to versjonene er nesten helt like, men én mutasjon skiller dem.
Hva er organoider?
Organoider er levende 3D-modeller av organer som hjerne eller nyrer. De dyrkes fra stamceller og vokser i en petriskål i laboratoriet.
Slike mini-organer brukes i økende grad for å teste hvordan sykdommer, legemidler og miljø påvirker celler.
Organoider er ikke så store – ofte bare et par millimeter.
De kan holdes i live i dager, uker eller måneder – avhengig av hva de brukes til.
I kontrollerte forsøk ble organoidene utsatt for små, realistiske mengder bly. Da ble begge versjonene av minihjerner stresset, men Homo sapiens-organoidene var mest stabile.
Organoidene under mikroskopet. Homo sapiens-versjonen til venstre og den eldre versjonen til høyre.(Foto: UC San Diego Health Sciences)
– Kort sagt ser Homo sapiens ut til å ha utviklet et litt mer motstandsdyktig nevralsystem mot miljøgifter som bly. Dette er en hittil ukjent faktor som muligens har vært med på å forme biologien vår, sier Renaud Joannes-Boyau.
I Homo sapiens-organoidene var det særlig hjerneområder for kommunikasjon og sosial atferd som var litt bedre beskyttet mot bly.
Utviklingen av språk
På ett område var forskjellen spesielt oppsiktsvekkende.
Når hjernemodellene med den eldre utgaven av NOVA1 ble utsatt for bly, forstyrret det genets evne til å uttrykke et annet gen, FOXP2. Dette er også kjent som tale-genet, fordi det er avgjørende for utviklingen av språk og tale hos mennesker.
I Homo sapiens-organoidene skjedde ikke denne forstyrrelsen.
Annonse
Ifølge forskerne kan dette ha gitt Homo sapiens en evolusjonær fordel: Det kan ha gjort vår art bedre i stand til å utvikle språk enn de to andre artene.
– Utviklingen av språk støttet sannsynligvis vår arts overlevelse og store utbredelse, og her ser vår større robusthet overfor bly ut til å ha spilt en rolle, sier Joannes-Boyau.
– Vi sier ikke at blyeksponering var en primær årsak til at neandertalerne og denisova-mennesket døde ut, men en større følsomhet for bly og kanskje andre miljøgifter kan ha vært en medvirkende stressfaktor.
Frido Welker ved Globe Institute på Københavns Universitet forsker på menneskets tidlige historie. Han har ikke vært med på den nye studien, men har lest den for Videnskab.dk. Han er imponert over forskernes arbeid.
– Det er en veldig godt utført kombinasjon av moderne medisinske metoder og geokjemisk analyse av tenner. Funn av blyforgiftning så langt tilbake i tid er virkelig overraskende og interessant. Det åpner for nye hypoteser som den forskerne presenterer her, sier han.
Welker sier dette er interessant, men tar samtidig forbehold.
– Det er allment kjent at FOXP2-genet koder for tale og språk og at personer med visse mutasjoner i genet er mer utsatt for språkforstyrrelser. Men at Homo sapiens skulle ha vært bedre til å kommunisere fordi de var mindre sårbare for forstyrrelser i genet, er foreløpig bare en hypotese.
Welker peker også på begrensningene ved å bruke organoider.
– De er glimrende testmodeller, men dyrkes i relativt korte perioder og gir derfor langt fra hele bildet av hvordan hjernen utvikler seg over tid – med eller uten forstyrrelse av FOXP2.
Forskerne bak den nye studien tar også forbehold for metoden. I studien skriver de at det trengs flere forsøk i mer avanserte dyremodeller.
Welker er enig.
Annonse
– Det krever mer forskning før vi kan si at blyforgiftning ga Homo sapiens et evolusjonært forsprang sammenlignet med neandertalerne og denisova-mennesket. Men hypotesen er virkelig interessant.
