Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Azt gondolnánk, az ólomszennyezés csak a tömeges fémfelhasználással vált problémává az emberiség számára. Kiderült azonban, hogy az emberek elődei már 2 millió éve is ki voltak téve az ólomszennyezés veszélyeinek, és ez a rizikó alakította is az emberi evolúció menetét.
Egy úttörő nemzetközi kutatás gyökeresen változtat azon az eddigi felfogáson, miszerint a mérgező fémek közé tartozó ólom csak az ipari forradalom nyomán került az ember környezetébe. Az új eredmények szerint őseink már több mint kétmillió éve időnként ki voltak téve az ólomszennyezés hatásainak, és a mérgező nehézfém befolyásolhatta nemcsak az emberi agy és a viselkedés evolúcióját, de talán még a nyelv kifejlődésébe is beleszólt.
Fotó: Heinrich Pniok
Az ólomszennyezés lehet a válasz a neandervölgyiek eltűnésére?
A Science Advances tudományos szakfolyóiratban megjelent közlemény annak a rejtélynek a megfejtéséhez is hozzájárul, hogy az emberelődök miként szorították ki neandervölgyi unokatestvéreiket.
A neandervölgyi génekkel felruházott agyorganoidok – laboratóriumban tenyésztett, agyat imitáló háromdimenziós miniszervek – érzékenyebbek voltak az ólom hatásaira, mint az emberi géneket hordozó miniagyak, ami azt sugallja, hogy a neandervölgyiek agya rosszabbul viselhette ezeket az ólomdús epizódokat.
Az ausztrál Southern Cross University Geoarcheológiai és Archeometriai Kutatócsoportja (GARG), valamint a New York-i Icahn School of Medicine Környezetegészségügyi Tanszéke és a University of California, San Diego orvosi kara által koordinált kutatás a modern fosszilis geokémia eszközeit a legfejlettebb agyiorganoid-kísérletekkel és evolúciós genetikai modellekkel kombinálva felgöngyölítette az ólom emberi történelemben játszott szerepének meglepő történetét.
Fotó: JUSTIN TALLIS / AFP
Az ólomszennyezés nem modern jelenség
Egészen a közelmúltig az volt a tudomány álláspontja, hogy az ólomnak való kitettség modern jelenség, amely olyan emberi tevékenységekhez kapcsolható, mint a bányászat és a kohászat, illetve az ólomtartalmú üzemanyagok és festékek használata.
Azonban hominidák és ősi emberszabásúak összesen 51 fosszilis fogmaradványának elemzésével a kutatók most arra jutottak, hogy az ólomnak való időszakos kitettség kémiai ujjlenyomatai végigkísérik az elmúlt csaknem kétmillió évet.
A Southern Cross University új-dél-walesi Lismore-ban található GARG kutatólaboratóriumának precíziós lézerablációs geokémiai vizsgálómódszerét, valamint a Mount Sinai expozomikai laboratóriumának korszerű berendezéseit használva a tudósok jól felismerhető „ólomgyűrűket” találtak a fogakban, amelyek gyermekkorban, a fogzománc és a gyökeret védő dentinréteg képződése során rakódtak le. Ezek a gyűrűk ismétlődő ólomfelvételi epizódokról tanúskodnak részben környezeti forrásokból – szennyezett vízből és talajból, illetve vulkáni tevékenységből –, részben a test saját csontjaiban található ólom mobilizálása nyomán, ami stressz vagy betegség következtében történik.
Adataink arra vallanak, hogy az ólommal koránt sem az ipari forradalom után találkozott először az emberiség, hanem ez a fém része volt a minket alakító evolúciós tájképnek
– szögezte le Renaud Joannes-Boyau, a Southern Cross University GARG kutatócsoportjának vezetője. – Ez azt jelenti, hogy őseink agyai egy erőteljes méreganyag befolyása alatt fejlődtek, és ez sok-sok évezreden át formálta a társas viselkedésünket és szellemi képességeinket.”
Milyen hatással volt az ólom az agy evolúciójára?
A kutatócsoport laborkísérletekben kívánta tisztázni, milyen hatást gyakorolhatott az ólomszennyezés őseink agyának fejlődésére. Emberi agyorganoidok, vagyis miniatűr, laborban növesztett agymodellek segítségével összehasonlították, hogyan befolyásolja az ólom a NOVA1 nevű kulcsfontosságú fejlődésszabályozó gén két különböző változatát.
- A NOVA1 hangolja össze az ólomra adott génexpressziós válaszokat az idegrendszer fejlődése során.
A NOVA1 modern emberek által hordozott verziója különbözik a neandervölgyiek és más kihalt hominidák által hordozott variánstól, de egészen mostanáig a tudósoknak nem volt ötletük, vajon mi oka lehetett ennek az evolúciós változásnak.
Fotó: HANK GREBE/SCIENCE PHOTO LIBRARY / HGR
Amikor a NOVA1 archaikus változatát hordozó agyorganoidokat ólom hatásának tették ki, jelentős zavarok keletkeztek a FOXP2-t kifejező idegsejtek aktivitásában. Ezek az idegsejtek az emberi agykéregben és a talamuszban kulcsszerepet játszanak a nyelv és a beszéd létrehozásában. Ez a hatás lényegesen mérsékeltebb volt a NOVA1 modern változatát hordozó agyorganoidokban.
Ezek az eredmények arra mutatnak, hogy a mi újfajta NOVA1 variánsunk védelmet nyújthatott az ólom idegrendszert károsító hatásaival szemben
– fejtette ki Alysson Muotri, a UC San Diego őssejtkutató intézetének gyermekgyógyászat és molekuláris medicína professzora. – Ez egy rendkívüli példája annak, miként vezettek a különböző környezeti nyomások, jelen esetben az ólom mérgező hatása, olyan genetikai változatok elterjedéséhez, amelyek javították a túlélést és a nyelv általi kommunikációra való képességünket, és amelyek egyben befolyásolják a modern kori ólomszennyezéssel szembeni sérülékenységünket.”
A tanulmányban lefolytatott genetikai és proteomikai elemzések rávilágítottak arra, hogy az archaikus NOVA1-variánst hordozó organoidokban zavart szenvedtek az idegrendszeri fejlődést, a társas viselkedést és a kommunikációt támogató molekuláris útvonalak. Különösen a FOXP2 megváltozott aktivitása az, ami lehetséges kapcsot képez az ősi ólomszennyezés és a modern emberek nyelvi képességeinek evolúciós finomodása között.
„Ez a tanulmány megmutatja, hogyan formálta a környezet fajunk evolúcióját – emelte ki Manish Arora, a környezeti orvostudomány professzora. – A fajok közötti versengés szemszögéből nézve az a megfigyelés, hogy különböző mérgező hatások hatására túlélési előnyt jelentő változatok jelennek meg, friss paradigmát kínál a környezeti orvostudományban a környezeti ártalmaknak való kitettség okozta betegségek evolúciós gyökereinek feltárásához.”
