是鉛中毒導致尼安德特人滅亡的嗎？

這是人類進化史上最令人費解的謎題之一：為何我們智人得以延續，而曾與我們共享地球的近親尼安德特人和丹尼索瓦人卻在數萬年前滅絕了？主流假說認為，現代人能夠更好地溝通并建立彼此之間的聯系，這有助于他們應對氣候波動和其他生存壓力。

10月15日發表于《科學進展》的研究揭示了這種社會優勢可能是如何產生的：我們的大腦能更好地抵御鉛的毒性作用。該假說基于化石牙齒證據——早在200萬年前，鉛中毒就在人類祖先中普遍存在。由此引發的腦損傷可能限制了古人類社會復雜化的發展上限。該理論認為，現代人類進化出了對鉛的防御能力，從而得以構建更復雜穩固的社會體系。實驗支持了這一觀點——研究人員培育出由腦組織制成的類器官，并使其同時攜帶現代與古人類的關鍵腦部基因。

美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校的神經科學家和類器官專家Alysson Muotri首次提出了這個假設，當時他參加了美國西奈山伊坎醫學院的環境流行病學家Manish Arora關于尼安德特人鉛暴露的演講。Arora后來告訴Muotri，他的團隊有未發表的研究表明，在古人類中，鉛暴露是普遍存在的。鉛存在于許多自然環境中，人類祖先可能因飲用流過含鉛巖石的水或食用從土壤中吸收鉛的植物而接觸到鉛。

當時，Muotri團隊正在研究現代人基因組與尼安德特人和丹尼索瓦人基因組不同的一小組蛋白質編碼基因，總共61個。他專注于其中一種——NOVA1，后者幫助協調神經發育，打開和關閉大腦中數百個其他基因開關。

Muotri解釋說，在現代人類中，NOVA1似乎以犧牲成熟速度為代價促進復雜性發展，而在類人猿以及尼安德特人和丹尼索瓦人中的變異則具有相反的效果。“一個明顯的例子是，幼年黑猩猩可以比人類嬰兒聰明，但成年個體的情況正好相反。”Muotri一直在思考在現代人中NOVA1是如何選擇的。在與Arora交談后，他想知道鉛是否也起了作用？畢竟，在現代人中，童年時期接觸神經毒性物質與情緒調節紊亂、沖動控制和執行功能較差有關。

Muotri和Arora與包括中國科學家在內的幾十名科學家合作。他們首先在世界各地發現的51顆古猿、猴子和古人類的牙齒化石中尋找鉛暴露的信號，并在73%的樣本中發現了鉛。

接下來，Muotri和同事設計了腦類器官，使其具有現代人版本的NOVA1或尼安德特人和丹尼索瓦人的變體。Muotri說，他們將類器官暴露于少量且符合古人類自然接觸水平的真實鉛環境。

他們發現，鉛對兩種迷你大腦發育的影響是不同的。在古老的類器官中，它似乎會擾亂表達FOXP2基因的神經元。FOXP2基因的突變與幾種交流障礙有關，這表明它在語言中起著關鍵作用。在現代人類類器官中，這些神經元基本上沒有受到損害。“這是我們靈光乍現的時刻。”Muotri說。

他解釋稱，研究結果表明，在現代人類中，自然鉛暴露篩選出了包括NOVA1在內的基因變異，這些變異幫助大腦抵御鉛毒性。這使智人發展出更強的社會凝聚力與溝通能力，并比其他古老近親活得更久。“有時進化會將逆境轉化為優勢。”Muotri指出。

美國紐約大學生物人類學家、古牙齒研究專家Shara Bailey說：“這是個大膽而富有創意的假說，但研究存在諸多局限，現有證據尚不足以說服我。”她指出，這些牙齒并未有力地證明古人類在幼兒時期曾接觸過鉛，而這一時期鉛對大腦發育的影響最大。此外，奇怪的是，鉛似乎集中在古牙的牙本質中，即牙釉質下方的鈣化層，而不是牙釉質本身。

芬蘭赫爾辛基大學的神經科學家Takashi Namba補充道，目前尚不明確將類器官暴露于鉛環境能否真實反映發育期暴露大腦的實際狀況。盡管如此，Namba認為該論文“絕對有趣”，因為“鮮有研究通過實驗手段探討影響人類進化的環境因素”。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adr1524