Jeden gen zdecydował o tym, że Homo sapiens opanował świat?
Pojedyncza zmiana genetyczna mogła zdecydować, że to Homo sapies wygrał rywalizację ewolucyjną z neandertalczykiem i denisowianinem. To fascynujące, że pojedyncza zmiana w ludzkim DNA mogło doprowadzić do zmiany połączeń w mózgu, mówi główny autor badań opublikowanych na łamach Science, profesor Alysson R. Muotri z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD).
Muotri, profesor pediatrii oraz medycyny komórkowej i molekulanej od dawna bada kwestie związane z rozwojem mózgu oraz nieprawidłowościami prowadzącymi do schorzeń neurologicznych. Interesuje go również ewolucja mózgu, a szczególnie to, co różni nasz mózg od mózgów najbliżej spokrewnionych z nami ludzi – neandertalczyków i denisowian.
Badania nad ewolucją wykorzystują głównie dwa narzędzia – genetykę i badanie skamieniałości. Problem jednak w tym, że żadne z tych narzędzi nie mówi nam zbyt wiele o budowie i funkcjonowaniu mózgu. Mózg nie ulega bowiem fosylizacji, nie ma więc czego badać.
Muotri zdecydował więc na wykorzystanie komórek macierzystych, narzędzia, które jest rzadko używane w rekonstrukcjach ewolucyjnych. Komórki macierzyste mogą zostać wykorzystane do tworzenia w laboratorium organoidów, czyli zminiaturyzowanej uproszczonej wersji badanego narządu. Muotri i jego zespół są pionierami w wykorzystywaniu komórek macierzystych do porównywania ludzi z innymi naczelnymi, jak szympansy czy bonobo. Dotychczas jednak uważana, że wykorzystanie tej techniki do porównania z gatunkami wymarłymi nie jest możliwe.
W ramach najnowszych badań naukowcy katalogowali różnice genetyczne pomiędzy H. sapiens a neandertalczykami i denisowianami. Wykorzystując zmianę znalezioną w jednym tylko genie udało im się, za pomocą komórek macierzystych, uzyskać „neandertalski” organoid mózgu. Nie wiemy, kiedy i jak doszło do tej zmiany. Wydaje się jednak, że była ona znacząca i pozwala wyjaśnić umiejętności współczesnego człowieka dotyczące zachowań społecznych, języka, kreatywności, umiejętności adaptacji i wykorzystania technologii, Muotri.
Naukowcy początkowo znaleźli 61 genów, których wersje odróżniały nas od naszych wymarłych kuzynów. Jednym z tych zmienionych genów był NOVA1. Przykuł on uwagę Muotriego, gdyż wiadomo, że jest to ważny gen regulatorowy, wpływający na wiele innych genów podczas wczesnych etapów rozwoju mózgu. Naukowcy wykorzystali więc technologię edytowania genów CRISPR do stworzenia współczesnych ludzkich komórek macierzystych zawierających neandertalską wersję genu NOVA1. Następnie pokierowali komórkami macierzystymi tak, by rozwijały się w komórki mózgowe, uzyskując w ten sposób „neandertalskie” organoidy mózgu.
Organoidy mózgu to niewielkie grupy komórek mózgowych uzyskane z komórek macierzystych. Są one użytecznym modelem do badania genetyki, rozwoju chorób, reakcji mózgu na infekcje czy na leki.
Stworzone przez kalifornijskich uczonych „neandertalskie” organoidy już na pierwszy rzut oka wyglądały inaczej. Miały wyraźnie inny kształt, co było wydać nawet gołym okiem. Gdy uczeni bliżej im się przyjrzeli okazało się, że organoidy H. sapiens i organoidy „neandertalskie” różnią się także sposobem proliferacji komórek oraz tworzenia synaps. Miały nawet odmienne proteiny biorące udział w tworzeniu synaps. A impulsy elektryczne generowane w „neandertalskich” organoidach były silniejsze na początkowym etapie rozwoju, jednak nie dochodziło w nich do takiej synchronizacji jak w organoidach H. sapiens.
Zdaniem Muotriego, sposób działania i zmian w sieci neuronowej „neandertalskich” organoid jest podobny do działania, dzięki któremu noworodki naczelnych nieczłowiekowatych są w stanie nabywać nowe umiejętności znacznie szybciej niż ludzkie noworodki.
Skupiliśmy się tylko na jednym genie, którego wersje różnią się pomiędzy człowiekiem współczesnym a wymarłymi kuzynami. Na następnych etapach badań chcemy skupić się na pozostałych 60 genach i sprawdzić, co dzieje się, gdy jeden, dwa lub więcej z nich, zostanie zmienionych, mówi Muotri.
Komentarze (16)
Ergo Sum, 15 lutego 2021, 21:11
Tylko że badania kulturowe wskazują na to, że faktycznie Homo Sapiens rządził i tworzył lepsze więzi społeczne, ale to Homo Neanderthalensis był bardziej innowacyjny. Neandertalczycy wymyślali rozwój a Homo Sapiens z tego korzystali i przejmowali. Geny się mieszały i dlatego możliwy był postęp. Gdyby nie było Neandrtalczyków dalej bylibyśmy na etapie walczących ze sobą małp.
Heimo, 15 lutego 2021, 21:37
@Ergo Sum
Chyba troszkę emocjonalne stwierdzenie.
Niemniej jednak z badań nad neandertalskim mózgiem wynika, że mali neandertalczycy szybciej zdobywali konieczne do przeżycia umiejętności życiowe i wcześniej dojrzewali? Może też tracili tę plastyczność mózgu, która homo sapiens pozwala uczyć się praktycznie do końca życia...?
Qion, 15 lutego 2021, 21:46
Moim zdaniem to zbyt dalekie uproszczenie. Badania genetyczne wykazały, że przodkowie obecnych Europejczyków i Azjatów krzyżowali się z Neandertalczykami, czego nie potwierdziły badania Afrykańczyków. Nie oznacza to, że ludy Afryki mają znacząco gorsze możliwości intelektualne i twórcze niż np. Europejczycy.
Mariusz Błoński, 15 lutego 2021, 23:07
@Qion ale w genomie ludzi z Afryki są też geny neandertalczyków. https://kopalniawiedzy.pl/neandertalczycy-DNA-Afryka-Eurazja,31443
Ergo Sum, 16 lutego 2021, 15:32
Jest taki bardzo ciekawy projekt uniwersytecki związany z poszukiwanie ewentualnych korelacji osobowości ASPI z genami neandertalskimi. Wg badań które się wiążą z tymi pracami że właśnie te geny odpowiadają za profil osobowości charakterystyczny dla wielu genialnych odkrywców mających jednak trudności w relacjach społecznych. Takim był np. Nicola Tesla czy Einstein. Także wielu noblistów. Z tego co ostatnio odkrywa się o neandertalczykach widać pewne podobieństwo. Używali różnych narzędzi, języka - ale wydaje się, że ich społeczności nie tworzyły dobrych relacji społecznych. To potrafili natomiast Homo Sapiens nastawieni na rywalizację. To również czytałam na KW - że Nean. byli takimi raczej poczciwotami, które łatwo dawały się wykorzystywać - ale z drugiej strony bystrymi "artystami". Gdyby porównać rozwój ludzkość do samochodu to Neandertalczycy byli by silnikiem, ale HS kierowcą - choć @Qion ma chyba rację że może to zbyt duże uproszczenie.
Qion, 16 lutego 2021, 18:45
Na podstawie dotychczasowych danych o genomie neandertalczyka, denisowianina i Homo sapiens trudno jest jednoznacznie stwierdzić jakie geny zapewniły człowiekowi współczesnemu tak szybki rozwój zwłaszcza od początku epoki żelaza ok. XV w. p.n.e., nabierając tempa błyskawicznego od epoki oświecenia w XVII w., poprzez rewolucję przemysłową oraz współczesną naukowo-techniczną. Wiadomo, że Einstein, Newton i Tesla byli doświadczeni pewną formą autyzmu znaną jako syndrom Aspergera. Nie można jednak stwierdzić, czy doświadczali go tylko neandertalczycy i czy przyczynił się on np. do wyginięcia tego gatunku człowieka w wyniku kazirodztwa lub braku relacji heteroseksualnych w dużych grupach społecznych. Wiadomo, że Azjaci, do których należy zaliczyć australijskich Aborygenów, nowogwinejskich Papuasów mają 4-5% genów neandertalskich, Europejczycy 20% mniej niż Azjaci, podczas gdy Afrykańczycy posiadają tylko 0,3% genów neandertalczyka, a nie wydaje mi się aby kultura papuaska lub aborygeńska była bardziej rozwinięta cywilizacyjnie niż afrykańska. Badania przy pomocy neuronowych programów komputerowych ludzkiego genomu wskazują na istnienie nieznanego gatunku człowieka, którego zalicza się do tzw. "populacji duchów" (ghost population). Być może to on wpłynął na taki szybki dzisiejszy rozwój:
https://www.smithsonianmag.com/science-nature/artificial-intelligence-study-human-genome-finds-unknown-human-ancestor-species-180971436/
tempik, 16 lutego 2021, 20:04
Zrzucanie sukcesu lub jego braku na geny to zbyt duże uproszczenie. W przypadku prostych cech fizycznych jeszcze da to się skorelować, no bo dłuższe nogi to większa szansa złapania obiadu lub uniknięcia stania się obiadem więc dłuższe życie i większa szansa przekazania genu długich nóg. Z intelektem raczej jest inaczej. Ludzie inteligentni ponad normę bardzo rzadko odnoszą sukces społeczny, ekonomiczny i prokreacyjny więc z przekazywaniem genów mądrości jest problem.
Pewnie głównym mechanizmem jest tak jak w życiu, ciąg przypadkowych zdarzeń
Jajcenty, 16 lutego 2021, 20:25
Tylko tu nie mówimy o inteligencji pozwalającej wygłaszać tyrady na temat motywów romantycznych w twórczości Broniewskiego. Raczej mamy na myśli zwiększoną zdolność do kojarzenia faktów i np skonstruowania lepszej dzidy.
To na pewno, ale i tak ważny jest wynik uśredniony. Średnio gamonie szybciej ubywają, a geniusze nieco dłużej wytrzymują, no chyba że zajmują się malarstwem naskalnym
tempik, 17 lutego 2021, 08:15
To nie ma znaczenia.
To raczej też nie. Bo gamonie skupiają się na rzeczach podstawowych czyli jedzeniu i prokreacji, to jest ich taktyka przetrwania, jako polisa ubezpieczeniowa napłodzić potomstwa. A ci od dzidy gro czasu zamiast się rozmnażać i zajmować potomstwem to myślą o życiu, czy o swojej nowej wersji dzidy. I tak z udoskonaleń dzidy skorzystają w większości przyszłe pokolenia gamoni
Nie obrażając nikogo, ja tą zależność widzę i w czasach współczesnych.
Zresztą jakby to szło drogą genów i ewolucji to dzisiaj wszyscy byśmy mieli głowy i intelekt wielkości skorupy żółwi z Galapagos
a jednak gamoni jest wciąż więcej, a jednostki wybitne to bardzo mała nisza.
Jajcenty, 17 lutego 2021, 09:14
Stanowczo przeceniasz znaczenie rozmiaru. Słoń czy wieloryb ma wielokrotnie większy mózg a jako gatunek raczej nie radzą sobie w starciu z gwałtownie zmieniającym się otoczeniem. I zupełnie zignorowałeś fakt, że jako gatunek jesteśmy w stanie unicestwić życie na planecie. Jak zechcemy to zabijemy nawet sinice i karaluchy.
peceed, 17 lutego 2021, 10:59
Ile to jest znacząco? Bo różnice istnieją i są widoczne gołym okiem.
Życie na północy wymaga zupełnie innej skali planowania i umiejętności odsuwania korzyści na przyszłość. Wystarczy porozmawiać z misjonarzami aby pozbyć się złudzeń że typowi ludzie w Afryce mają te cechy rozwinięte w porównywalnym stopniu do Europejczyków. Są duże różnice w zdolnościach poznawczych, tylko że nie należy rozumieć tego jako jakiegoś opóźnienia. Raczej wszyscy są "humanistami".
Inna sprawa, że ludów na tym kontynencie jest sporo i potrafią się między sobą znacznie różnić. W pewnych rejonach Afryki większość genomu pochodzi spoza Afryki (to też może dawać sprzeczne informacje o poziomie neandertalskiego DNA).
To zabawne, bo kiedyś miałem podobną obserwację. Kluczem jest samodzielne myślenie i sceptycyzm, takie osoby są kiepskimi nośnikami kulturowymi. Trzeba też sporo pracować samemu - bogate życie towarzyskie zabierałoby czas na odkrycia
Wychodzi Neandertalczyk.
Trzeba by podpiąć mózg wielorybów czy słoni do innego ciała i dopiero wtedy można by oceniać.
Z przeciwstawnymi kciukami każdy może cwaniakować
Nic to nie da, bo otoczenie ludzkie błyskawicznie skopiuje taką nową lepszą dzidę, a nawet uzna że jest modna.
Korzyści z myślenia muszą być relatywne w stosunku do innych, inaczej zabawę w zapładnianie może wygrać "sąsiad z gitarą".
Jajcenty, 17 lutego 2021, 11:19
Obaj z @tempik argumentujecie przeciw znaczącemu wpływowi inteligencji wbrew faktom. Zjedliśmy Neandertalczyków, bo siła musiała ustąpić przed inteligencją, co zresztą jakby lekko wynika z artykułu - trochę się zapędziliście w argumentacji - bo wychodzi na to, że inteligencja jest raczej przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym. To że dzisiaj patologia jest bardziej dzietna, nie jest dobrym argumentem 60 tys lat temu
tempik, 17 lutego 2021, 11:53
może tak, ale niekoniecznie wynika to z DNA(przynajmniej nie w tak dużym stopniu). Dużo z tego co napisałeś to kwestia społeczna i kulturowa a nie genów. taki wędrowiec z Afryki po przyjeździe do Europy już w drugim pokoleniu nie odbiega poznawczo itd. od rodowitych Europejczyków.
Jeśli ich zjedliśmy to chyba jednak siła zwyciężyła
w czasach, kiedy ważyły się losy panowania obie populacje były na tyle małe i niestabilne, że mógł zdecydować głupi katar, wszy, próchnica zębów, jakiś syfilis czy zwiększona populacja jakiegoś drapieżnika.
tezy, że to nasza mądrość wygrała nigdy nie da się udowodnić.
jeśli rodzi się więcej gamoni niż geniuszy, a nie na odwrót to ewolucyjnie jest chyba wszystko jasne?
peceed, 17 lutego 2021, 11:54
Ponieważ mózg człowieka skurczył się w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysięcy lat jest to silna przesłanka za tym, że rozwój kultury, specjalizacja i handel zmniejszą wymagania odnośnie zdolności kognitywnych.
Jeśli neandertalczyk miał mniejsze predyspozycje do polegania na przekazie kulturowym (i mniejsze możliwości ze względu na niską gęstość zaludnienia), to można przyjąć, że musiał bardziej polegać na swojej pomysłowości i umiejętności indywidualnego rozwiązywania problemów.
Inteligencja nie jest przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym, ale ma swoją cenę która nie musi równoważyć korzyści w społeczeństwie w którym panuje pasożytnictwo intelektualne
To zależy od jego rodziców
Do Europy zazwyczaj nie trafiają "przeciętniaki". Na przykład większość imigrantów w UK to Igbo, którzy nie odbiegają inteligencją ogólną od reszty Brytyjczyków.
Mogliśmy ze sobą przenosić choroby na które Neandertalczycy byli mniej odporni - wyłącznie z powodu braku uprzedniego kontaktu.
Notabene Izu Ugonoh też jest Igbo, co dość dobrze wyjaśnia dlaczego gość lepiej posługuje się językiem polskim od większości robiących z nim wywiady dziennikarzy
tempik, 17 lutego 2021, 13:33
dlatego ewolucyjnie sukces odnoszą średniacy, których jest najwięcej. Wybitni gamonie i geniusze to mniejszość(chociaż mam wrażenie że gamoni jest więcej). Oczywiście dzięki tym mądrzejszym świat idzie do przodu. Pożytek dla ludzkości z gamoni tak jak z kleszczy jeszcze nie jest znany nauce
Umieć się dogadać z geniuszem(przynajmniej w stopniu podstawowym) i potrafić "od święta" zrobić coś głupiego z gamoniem to klucz do sukcesu
zdarza się też tak, że geniusze żyją w takiej abstrakcji że trzeba kogoś "normalnego" żeby dostrzegł ich geniusz i okazję do przekucia teorii na jakieś pożyteczne, praktyczne zastosowanie.
venator, 27 marca 2021, 10:54
Tak, jest taka teoria. Jednak jej ograniczenie to kwestia dosyć dużego zróżnicowania genetycznego u Neandertalczyka dla genów kompleksu zgodności tkankowej, która mogła mieć wpływ na wysoką skuteczność adaptacyjnego układu odpornościowego naszego kuzyna. Ponadto ograniczeniem dla rozprzestrzeniania chorób zakaźnych było bardzo niskie zaludnienie, to były ułamki procenta osoby na kilometr kwadratowy.
Ciekawa jest hipoteza choroby przenoszonej w wyniku praktyk kanibalistycznych, które uprawiał h.n. (oczywiście nasi przodkowie też). Coraz niższe zróżnicowanie genetyczne, wynikłe z chowu wsobnego, spadku populacji + choroba prionowa (jakaś odmiana np. kuru) mogło faktycznie przyczynić się do dosyć szybkiego wykończenia populacji.
Nie ma na to archeologicznych dowodów. Praktycznie żadnych. To nasz przodek wszedł w wymagające środowisko postępującej stepotundry i uzyskał bonus w postaci góry mamuciego, końskiego i reniferowego mięsa. A urozmaicił sobie dietę drobną zwierzyną łowną. Jedna z hipotez mówi zaś, że ostatnim "krzykiem mody" neandertalczyka była kultura szatelperońska, naśladownicza wobec wyrobów h.s. co oznaczało próbę nadgonienia wyrobów kuzyna.
Neandertalczyków nadal nie ma,a my ciągle ze sobą walczymy.
Zresztą my i neandertalczycy mieliśmy wspólnego przodka - homo erectusa, a jedna z teorii mówi o h. heidelbegensis. Start był w miarę wspólny, meta niekoniecznie.
Nasz najbliższy nieczłowiekowaty przodek to australopitek.
Wynika z tego, że neanderalczyk szybko rozwijał się we wczesnym dzieciństwie (podobnie jak szympans) co mogłoby być ciekawym atawizmem.
Ale te badania:
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170921141215.htm
wskazują, że tak mogło nie być. To akurat konkretny, małoletni osobnik sprzed 49 tyś lat, więc być może jakaś aberacja.