El plomo y el misterio de la extinción del neandertal y la supervivencia del humano anatómicamente moderno
ANTROPOLOGÍA / PALEONTOLOGÍA.
¿Hasta qué punto la diferencia entre el cerebro de los humanos anatómicamente modernos y el de los neandertales marcó los diferentes destinos de unos y otros? ¿Cómo surgió dicha diferencia? En un nuevo estudio, se ha llegado a una conclusión sorprendente, relacionada con efectos neurológicos del plomo.
Al examinar la dentadura de cráneos neandertales (como el de la izquierda) y de cráneos de humanos anatómicamente modernos (como el de la derecha), los autores del estudio hallaron altos niveles de plomo tanto en un caso como en el otro. Foto: Kyle Dykes / UC San Diego Health Sciences
El estudio lo ha llevado a cabo un equipo integrado, entre otros, por Alysson Muotri, de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, y Renaud Joannes-Boyau, de la Universidad Cruz del Sur en Australia.
Los resultados de esta investigación apuntan a que los homínidos antiguos, incluyendo a los primeros humanos y a los grandes simios, estuvieron expuestos al plomo antes de lo que se creía, hasta dos millones de años antes de que los humanos anatómicamente modernos comenzaran a extraer el metal. Esta exposición pudo moldear la evolución del cerebro de los homínidos, limitando el lenguaje y el desarrollo social en todos ellos, excepto en los humanos anatómicamente modernos, debido a una variante genética protectora que solo nosotros poseemos.
Los investigadores analizaron dientes fosilizados de 51 homínidos de África, Asia y Europa, incluyendo neandertales, ancestros humanos antiguos como el Australopithecus africanus y grandes simios extintos como el Gigantopithecus blacki.
Detectaron plomo en el 73% de los especímenes, incluyendo el 71% de los humanos arcaicos y de los anatómicamente modernos. Se ha supuesto durante mucho tiempo que los humanos hemos estado expuestos a cantidades nocivas de plomo solo desde el surgimiento de las tecnologías que requerían extraer, manejar y usar plomo, como por ejemplo en las tuberías de plomo que el antiguo Imperio Romano usaba para transportar agua, y que la contaminación por plomo aumentó significativamente durante la Revolución Industrial, para luego reducirse a finales del siglo XX, cuando se hizo evidente el verdadero alcance de la toxicidad del plomo y se dejó de usarlo para muchas de las aplicaciones en las que era habitual. Sin embargo, se había investigado muy poco la influencia perniciosa del plomo en la prehistoria.
Sorprendentemente, los dientes de personas nacidas entre las décadas de 1940 y 1970 (cuando los niños estuvieron expuestos a gasolina y pintura con plomo) mostraron patrones de exposición al plomo similares a los detectados en los dientes humanos fosilizados.
El equipo de investigación plantea la hipótesis de que, al igual que los antiguos romanos, los humanos prehistóricos y otros homínidos pudieron estar expuestos al plomo debido a su necesidad de agua.
Una posibilidad, tal como aventura Muotri, es que buscaran cuevas con agua aprovechable en su interior. Las cuevas contienen plomo, por lo que el agua que consumían estaba contaminada aunque no se percatasen de ello. Según los análisis del esmalte dental, la exposición comenzó en la infancia.
La exposición al plomo entorpece el desarrollo cerebral, lo que provoca déficits de inteligencia y dificultades en la regulación emocional.
Ante estos hallazgos, Muotri y su equipo se preguntaron cómo el cerebro del ser humano anatómicamente moderno pudo prosperar a pesar de la exposición al plomo durante nuestra evolución.
Un gen llamado NOVA1 desempeña un papel fundamental en el desarrollo del cerebro humano y la formación de sinapsis. Considerado el principal regulador del neurodesarrollo, NOVA1 controla la respuesta de las células progenitoras neuronales al plomo. La interrupción de la actividad de NOVA1 está relacionada con varios trastornos neurológicos.
En la población humana actual, es típica una variante del gen NOVA1 que difiere en un solo par de bases de ADN de la versión ancestral presente en los neandertales. Investigaciones previas de Muotri y sus colegas demostraron que la sustitución de la variante de NOVA1 presente en el ser humano anatómicamente moderno por la variante arcaica provoca cambios significativos en la arquitectura y la conectividad sináptica de diminutos modelos de cerebros humanos derivados de células madre, llamados organoides.
El equipo de investigación creó organoides cerebrales con la variante humana moderna de NOVA1 o con la arcaica y los expuso al plomo. Posteriormente, los autores del estudio compararon el desarrollo de las neuronas corticales y talámicas en cada caso.
La comparación reveló que la exposición al plomo alteró la expresión de NOVA1 en ambas variantes, afectando a genes vinculados a trastornos del neurodesarrollo como el autismo y la epilepsia.
Sin embargo, solo la variante arcaica de NOVA1 alteró la expresión de FOXP2, un gen esencial para el desarrollo del lenguaje y el habla. Las personas con ciertas mutaciones de FOXP2 sufren limitaciones severas en el lenguaje.
Los hallazgos del nuevo estudio sugieren que la adquisición de la variante moderna de NOVA1 pudo protegernos de los efectos perjudiciales del plomo sobre la capacidad lingüística. Gracias a ello, los humanos anatómicamente modernos fuimos capaces de avanzar hasta un desarrollo complejo del lenguaje y la cohesión social. En la prehistoria, esto pudo otorgar a los humanos anatómicamente modernos una importante ventaja evolutiva sobre los neandertales.
El estudio se titula “Impact of intermittent lead exposure on hominid brain evolution”. Y se ha publicado en la revista académica Science Advances.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings