Badanie mózgu neandertalczyka może ujawnić modyfikacje genetyczne, które spowodowały, że neandertalczycy stanęli w obliczu wyginięcia, a nas, ludzi, uczyniły wyjątkowym gatunkiem, który przetrwał długo
Neandertalczycy byli gatunkiem ludzkim (zwanym neandertalczykiem neanderthalensis), który wyewoluował w Azja i Europie i w pewnym stopniu współistniał z obecnymi istotami ludzkimi (Homo Sapiens), którzy ewoluowali w Afryka. Te spotkania doprowadziły do tego, że ludzie odziedziczyli 2% neandertalczyka DNA i dlatego są najbliższymi starożytnymi krewnymi współczesnych ludzi. Ostatnio wiadomo, że neandertalczycy istnieli około 130000 40,000 i XNUMX XNUMX lat temu. Neandertalczycy, powszechnie nazywani „jaskiniowcami”, mieli charakterystyczną niską, długą czaszkę, szeroki nos, brak wystającego podbródka, duże zęby i krótką, ale mocną, muskularną sylwetkę. Ich charakterystyczne cechy wskazują na poszukiwanie przez organizm sposobu na zachowanie ciepła pośród zimna i surowości środowiska w których żyli. Pomimo prymitywnych warunków życia, byli to bardzo bystrzy, utalentowani i towarzyscy ludzie, których mózgi były większe niż współcześni ludzie. Byli doskonałymi myśliwymi, posiadającymi umiejętności, siłę, odwagę i biegłe umiejętności komunikacyjne. Mimo że żyli w trudnych warunkach, byli niezwykle zaradni. W rzeczywistości uważa się, że między neandertalczykami a nami, ludźmi, mogła istnieć bardzo niewielka różnica pod względem zachowania i instynktów. Zapisy kopalne wskazują, że były one mięsożerne (choć jadły też). grzyby), myśliwych i padlinożerców. Nadal nie jest jasne, czy mieli własny język, ale złożona dynamika ich życia sugeruje, że porozumiewali się między sobą za pomocą języka.
Neandertalczycy wymarli już od 40,000 350,000 lat, jednak nadal pozostaje tajemnicą, w jaki sposób gatunek, który przetrwał ponad XNUMX XNUMX lat, mógł grozić wyginięciem. Niektórzy naukowcy sformułowali wniosek, że współcześni ludzie są odpowiedzialni za wyginięcie neandertalczyków, ponieważ być może nie byliby oni w stanie przetrwać w obliczu konkurencji o zasoby, jaką stanowili pierwsi przodkowie współczesnego człowieka. Sytuację tę musiało dodatkowo pogorszyć szybka zmiana warunków klimatycznych. Nie wszyscy neandertalczycy zniknęli szybko, ale zostali stopniowo zastąpieni przez współczesnych ludzi poprzez lokalną populację. Neandertalczycy stanowią najciekawszą część ewolucji człowieka, która zaintrygowała naukowców głównie ze względu na bliskość neandertalczyków do współczesnych ludzi. I wspierać to Badania naukoweodkryto wiele obiektów i skamieniałości, a nawet całe szkielety, które dają wgląd w życie neandertalczyków.
Hodowanie mózgu neandertalczyka w laboratorium
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego hodują miniaturowe mózgi neandertalczyków (przypominające korę będącą zewnętrzną warstwą mózgu). mózg) wielkości „grochu” na szalkach Petriego w laboratorium. Każdy z tych „grochów” niesie ze sobą Gen NOVA1 przodków i liczy około 400,000 XNUMX komórek. Celem hodowli i analizy „minimózgów” neandertalczyków jest rzucenie światła na małe grudki nerwowe, które mogą nam powiedzieć, dlaczego ten długowieczny gatunek wyginął i jaki był powód, dla którego współcześni ludzie zamiast tego podbili świat. planeta Ziemia. Ważne jest, aby to zrozumieć, ponieważ niektórzy współcześni ludzie rzeczywiście dzielą 2% DNA z neandertalczykami poprzez rozmnażanie i w pewnym momencie współistnieliśmy z nimi. Porównanie różnic genetycznych w mózgu może rzucić więcej światła na ich wymarcie i szybki wzrost liczebności homo sapiens.
Aby zainicjować wzrost minimózgu, naukowcy wykorzystali technologię komórek macierzystych, w której komórki macierzyste stają się organoidami mózgu (małymi organami) w ciągu kilku miesięcy. W swoim w pełni rozwiniętym rozmiarze organoidy mierzą 0.2 cala i są widoczne gołym okiem. Jednak ich wzrost jest restrykcyjny, ponieważ w warunkach laboratoryjnych nie otrzymują one dopływu krwi, który jest niezbędny do pełnego wzrostu. Tak więc komórki minimózgu otrzymały składniki odżywcze do wzrostu w procesie dyfuzji. Być może da się je dalej rozwijać, być może wszczepiając im sztuczne naczynia krwionośne drukowane w 3D, aby umożliwić rozwój, co naukowcy chcieliby spróbować.
Pierwszy krok w kierunku porównania mózgu Neandertalczyka z naszym
Mózgi neandertalczyków są bardziej wydłużonymi, rurkowatymi strukturami w porównaniu z ludzkimi zaokrąglonymi mózgami. W ramach tej wyjątkowej pracy naukowcy porównali dostępne w pełni zsekwencjonowane genomy neandertalczyków ze współczesnymi ludźmi. Genom neandertalczyka został zsekwencjonowany po pobraniu go z kości w odkrytych skamielinach. W sumie 200 genów wykazało znaczne różnice i z tej listy badacze skupili się na Nova1 – nadrzędny regulator ekspresji genów. Ten gen jest taki sam u ludzi i neandertalczyków z niewielką różnicą (pojedyncza para zasad DNA). Wygląda na to, że gen ma wysoką ekspresję w neurorozwoju i jest powiązany z kilkoma stanami nerwowymi, takimi jak autyzm. Po bliższym przyjrzeniu się, minimózgi neandertalczyków miały bardzo niewiele połączeń między neuronami (zwanych synapsami) niż typowe, a także miały różne sieci neuronowe, przypominające nieco ludzki mózg cierpiący na autyzm, jak przewidywali naukowcy. Jest bardzo możliwe, że ludzie mieli bardziej zaawansowane i wyrafinowane sieci neuronowe w porównaniu z neandertalczykami, dzięki którym przeżyliśmy nad nimi.
Badania te są na bardzo wczesnym etapie, aby można było dojść do wniosków, głównie ze względu na charakter kontrolowanych eksperymentów. Największym ograniczeniem tego badania jest to, że takie minimózgi nie są „świadomymi umysłami” ani „pełnym mózgiem” i nie mogą tak naprawdę dostarczyć pełnego obrazu funkcjonowania mózgu dorosłego. Jeśli jednak różne regiony są z powodzeniem uprawiane, można je dopasować do siebie, aby lepiej zrozumieć neandertalski „umysł”. Naukowcy z pewnością chcieliby bliżej zbadać zdolność mózgów neandertalczyków do uczenia się, a zatem spróbowaliby umieścić te minimózgi w robocie i zrozumieć sygnały.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Cohen J 2018. Organoidy mózgu neandertalczyków ożywają. nauka. 360 ust. 6395.
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
