Pētot neandertāliešu smadzenes, var atklāt ģenētiskas modifikācijas, kuru dēļ neandertāliešiem draudēja izmiršana, bet mūs padarīja par cilvēkiem kā unikālu ilgstoši izdzīvojušu sugu.
Neandertālieši gadā bija cilvēku suga (saukta par neandertāliešu neanderthalensis), kas attīstījās Āzija un Eiropa un zināmā mērā pastāvēja līdzās pašreizējiem cilvēkiem (Homo Sapiens), kuri attīstījās Āfrika. Šīs tikšanās bija novedušas pie tā, ka cilvēki mantoja 2% neandertāliešu DNS un tādējādi viņi ir tuvākie senie radinieki mūsdienu cilvēkiem. Ir zināms, ka neandertālieši pēdējo reizi pastāvējuši pirms aptuveni 130000 40,000 un XNUMX XNUMX gadu. Neandertāliešiem, ko parasti dēvē par "alu cilvēkiem", bija raksturīgs zems, garš galvaskauss, plats deguns, bez izteikta zoda, lieli zobi un īss, bet spēcīgs muskuļu rāmis. To atšķirīgās īpašības liecina par to, ka ķermenis meklē veidu, kā saglabāt siltumu aukstā un skarbā laikā. vidēs viņi dzīvoja. Neskatoties uz primitīvajiem dzīves apstākļiem, viņi bija ļoti spilgti, talantīgi un sabiedriski cilvēki, kuru smadzeņu izmērs ir lielāks nekā mūsdienu cilvēkiem. Viņi bija lieliski mednieki, kuriem bija prasmes, spēks, drosme un prasmīgas komunikācijas prasmes. Lai gan viņi dzīvoja izaicinošā vidē, viņi bija ārkārtīgi atjautīgi. Faktiski tiek uzskatīts, ka uzvedības un instinktu ziņā starp neandertāliešiem un mums, cilvēkiem, varēja būt ļoti šaura plaisa. Fosilie ieraksti liecina, ka tie bija gaļēdāji (lai gan viņi arī ēda sēnes), mednieki un atkritumu tīrītāji. Joprojām nav skaidrs, vai viņiem bija sava valoda, taču sarežģītā viņu dzīves dinamika liecina, ka viņi savā starpā sazinājās, izmantojot valodu.
Neandertālieši tagad ir izmiruši 40,000 350,000 gadu, tomēr joprojām ir noslēpums, kā suga, kas bija izdzīvojusi vairāk nekā XNUMX XNUMX gadu, varētu saskarties ar izzušanu. Daži zinātnieki ir formulējuši, ka mūsdienu cilvēki ir atbildīgi par neandertāliešu izzušanu, jo viņi, iespējams, nav spējuši izdzīvot, konkurējot ar resursiem, ko radīja mūsdienu cilvēku agrīnie senči. To noteikti pasliktināja arī straujās klimata apstākļu izmaiņas. Neandertālieši visi ātri nepazuda, bet pakāpeniski vietējās populācijās tos aizstāja mūsdienu cilvēki. Neandertālieši ir visinteresantākā cilvēka evolūcijas daļa, kas zinātniekus ir ieinteresējusi galvenokārt tāpēc, ka neandertālieši ir tuvu mūsdienu cilvēkiem. Un atbalstīt šo pētniecība, ir atklāti daudzi objekti un fosilijas, pat pilni skeleti, kas parāda neandertāliešu dzīves ieskatu.
Neandertāliešu smadzeņu audzēšana laboratorijā
Pētnieki Kalifornijas Universitātē Sandjego audzē neandertāliešu miniatūras smadzenes (kas atgādina garozu, kas ir smadzeņu ārējais slānis). smadzenes) “zirņa” lieluma Petri trauciņos laboratorijā. Katrs no šiem "zirņiem" nes NOVA1 gēns no senčiem un tajā ir aptuveni 400,000 XNUMX šūnu. Šo neandertāliešu “minismadzenīšu” audzēšanas un analīzes mērķis ir izgaismot mazus nervu kunkuļus, kas var mums pastāstīt, kāpēc šī ilgstoši izdzīvojušā suga izmira un kāds bija iemesls mūsdienu cilvēkiem tā vietā iekarot planēta Zeme. Ir svarīgi to saprast, jo dažiem mūsdienu cilvēkiem vairošanās rezultātā ir kopīgs 2% DNS ar neandertāliešiem, un vienā brīdī mēs ar viņiem sadzīvojām. Ģenētisko atšķirību salīdzinājums smadzenēs var maksimāli izgaismot to nāvi un straujo homo sapiens pieaugumu.
Lai uzsāktu mini smadzeņu augšanu, pētnieki izmantoja cilmes šūnu tehnoloģiju, kurā cilmes šūnas sāk kļūt par smadzeņu organoīdu (mazu orgānu) vairāku mēnešu laikā. Pilnībā pieaudzis šo organoīdu izmērs ir 0.2 collas un ir redzams ar neapbruņotu aci. Tomēr to augšana ir ierobežojoša, jo laboratorijas apstākļos tie nesaņem asins piegādi, kas nepieciešama pilnīgai augšanai. Tātad, mini smadzeņu šūnas saņēma barības vielas augšanai difūzijas procesā. Tos varētu būt iespējams audzēt tālāk, iespējams, ieaudzējot tajos 3D drukātus mākslīgos asinsvadus, lai nodrošinātu attīstību, ko pētnieki vēlētos mēģināt.
Pirmais solis ceļā uz neandertāliešu smadzeņu salīdzināšanu ar mūsu
Neandertāliešu smadzenes ir vairāk iegarenas caurulei līdzīgas struktūras, salīdzinot ar cilvēka noapaļotām smadzenēm. Šajā ārkārtas darbā pētnieki salīdzināja pieejamos pilnībā sekvencētos neandertāliešu genomus ar mūsdienu cilvēkiem. Neandertāliešu genoms tika sekvencēts pēc tam, kad tas tika iegūts no kauliem atklātajās fosilijās. Kopumā 200 gēni uzrādīja būtiskas atšķirības, un no šī saraksta pētnieki koncentrējās NOVA1 – galvenais gēnu ekspresijas regulators. Šis gēns ir vienāds cilvēkiem un neandertāliešiem ar tikai nelielu atšķirību (viens DNS bāzes pāris). Tiek uzskatīts, ka gēnam ir augsta ekspresija neironu attīstībā, un tas ir saistīts ar vairākiem nervu stāvokļiem, piemēram, autismu. Ciešāk pārbaudot, neandertāliešu minismadzenēs bija ļoti maz savienojumu starp neironiem (sauktas par sinapsēm), kā arī bija atšķirīgi neironu tīkli, kas nedaudz atgādināja cilvēka smadzenes, kas cieš no autisma, kā prognozēja pētnieki. Ļoti iespējams, ka cilvēkiem bija attīstītāki un sarežģītāki neironu tīkli, salīdzinot ar neandertāliešiem, kas lika mums izdzīvot pār tiem.
Šis pētījums ir ļoti agrīnā stadijā, lai nonāktu pie secinājuma, galvenokārt kontrolēto eksperimentu rakstura dēļ. Lielākais šī pētījuma ierobežojums ir tāds, ka šādas minismadzenes nav “apzināti prāti” vai “pilnas smadzenes”, un tās nevar sniegt pilnīgu priekšstatu par pieaugušo smadzeņu darbību. Tomēr, ja dažādi reģioni tiek veiksmīgi audzēti, tos var apvienot, lai iegūtu plašāku izpratni par neandertāliešu “prātu”. Pētnieki noteikti vēlētos vairāk izpētīt neandertāliešu smadzeņu spēju mācīties lietas, un tādējādi viņi mēģinātu ievietot šīs mini smadzenes robotā un saprast signālus.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Cohen J 2018. Neandertāliešu smadzeņu organoīdi atdzīvojas. Zinātne. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
