研究者らは、初期の人類祖先が200万年以上にわたり鉛に曝露されていたことを発見し、これが脳の進化に影響を与え、現代人にネアンデルタール人に対する優位性を与えた可能性がある。Science Advancesに掲載されたこの研究は、化石の歯と脳オルガノイドを分析し、この毒素が言語関連機能における遺伝的適応を駆動した可能性を明らかにした。これらの発見は、鉛毒性が現代の問題に過ぎないという考えに挑戦する。
オーストラリアのSouthern Cross University、ニューヨークのIcahn School of Medicine at Mount Sinai、カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者による共同研究は、約200万年前に遡る古代ホミニドの断続的な鉛曝露の証拠を発見した。Australopithecus africanus、Paranthropus robustus、初期Homo、ネアンデルタール人、Homo sapiensを含む51本の化石歯を調べ、チームはエナメル質と象牙質に化学的な「鉛バンド」を特定した。これらのバンドは、汚染された水、土壌、火山活動などの環境源、またはストレスや病気中の骨からの鉛放出による、幼少期の繰り返しの曝露を示す。
Southern Cross UniversityのLismore、NSWにあるGeoarchaeology and Archaeometry Research Group施設とMount SinaiのExposomics研究所での高精度レーザーアブレーション地化学がこれらの痕跡を確認した。「私たちのデータは、鉛曝露が産業革命の産物に過ぎなかったわけではないことを示している—それは私たちの進化の風景の一部だった」と、Southern Cross UniversityのGARG研究グループ責任者であるRenaud Joannes-Boyau教授は述べた。「これは、祖先の脳が強力な毒性金属の影響下で発達したことを意味し、数千年かけて彼らの社会的行動と認知能力を形成した可能性がある。」
神経学的影響を探るため、研究者らは初期脳発達をモデル化した脳オルガノイドを作成した。彼らは鉛曝露下で発現を調節するNOVA1遺伝子に焦点を当てた。ネアンデルタール人様のNOVA1変異を持つオルガノイドは、現代人変異を持つものに比べて、大脳皮質と視床—言語と音声の鍵となる領域—のFOXP2発現ニューロンに大きな乱れを示した。「これらの結果は、私たちのNOVA1変異が鉛の有害な神経学的影響に対する保護を提供した可能性を示唆している」と、UC San DiegoのAlysson Muotri教授は述べた。「これは、環境圧力、具体的には鉛毒性が、生存を向上させ、言語を使ったコミュニケーション能力を高める遺伝的変化を駆動したという、驚くべき例である。」
この研究は、そのような適応が現代人のネアンデルタール人に対する認知優位性に寄与した可能性を示唆している。遺伝子およびプロテオミクス解析は、古代変異における神経発達、コミュニケーション、社会的行動のパスウェイの乱れを明らかにした。「この研究は、私たちの環境曝露がどのように進化を形成したかを示している」と、Mount SinaiのManish Arora教授は指摘した。現在、これらの洞察は、人類の鉛感受性の深い進化的根源を強調し、産業源からの子供の継続的な健康リスクを強調している。