O que torna o cérebro humano moderno tão diferente dos nossos parentes extintos, como os Neandertais? Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia, em San Diego, juntamente com uma equipe internacional, descobriram que os antigos hominídeos, incluindo os humanos antigos e os grandes símios, foram expostos ao chumbo muito antes do que se acreditava anteriormente – até dois milhões de anos antes dos humanos modernos começarem a extraí-lo. Esta exposição a longo prazo pode ter afectado a forma como o cérebro inicial se desenvolveu, possivelmente prejudicando a linguagem e o desenvolvimento social em todos, excepto nos humanos modernos, que possuem uma variante genética protectora única. Os resultados são publicados A ciência avança Em 15 de outubro de 2025.
A equipe examinou dentes fósseis de 51 hominídeos encontrados na África, Ásia e Europa. As amostras incluíam humanos modernos e antigos, como os neandertais, os primeiros ancestrais humanos Australopithecus africanuse incluindo os grandes macacos extintos Gigantopithecus blacki.
Traços de chumbo estavam presentes em 73% dos fósseis estudados, 71% das amostras humanas modernas e antigas apresentavam contaminação. seus fósseis G. preto Datar de 1,8 milhão de anos atrás revelou os níveis mais altos de exposição aguda.
Anteriormente, pensava-se que os humanos só encontravam uma exposição significativa ao chumbo na história registada, particularmente durante o período romano, quando tubos de chumbo foram utilizados para sistemas de água, e mais tarde durante a Revolução Industrial. A poluição por chumbo diminuiu no final do século XX.
“Paramos de usar chumbo em nossas vidas diárias quando percebemos o quão tóxico ele era, mas ninguém jamais havia estudado o chumbo pré-histórico”, disse a autora correspondente Alison Mowtri, PhD, professora de pediatria e medicina celular e molecular na Escola de Medicina da UC San Diego, diretora associada e Centro de Especialização de Pesquisa Spaceford Stateford. diretor do centro
Para surpresa dos investigadores, os dentes de pessoas nascidas em meados do século XX (décadas de 1940 a 1970), quando a exposição à gasolina e tintas com chumbo era generalizada, apresentavam vestígios de chumbo semelhantes a fósseis humanos antigos.
Os cientistas sugeriram que os humanos antigos e seus parentes podem ter encontrado chumbo durante a exploração da água, como os romanos fizeram mais tarde na história.
“Uma possibilidade é que eles estivessem procurando cavernas com água corrente dentro”, disse Muotri. “As cavernas contêm chumbo, então estavam todas contaminadas. Com base nos estudos do esmalte dos dentes, tudo começou na infância”.
A exposição ao chumbo perturba o crescimento e a função do cérebro, prejudicando a inteligência e o controle emocional.
Confrontados com esta evidência, Muotri e a sua equipa começaram a questionar como os humanos modernos foram capazes de prosperar apesar de condições tão tóxicas no seu passado evolutivo.
Uma pequena mudança genética
Um gene conhecido como antígeno ventral neuro-oncológico 1 (NOVO1) desempenha um papel importante na formação do cérebro e no desenvolvimento sináptico. Atuando como um regulador chave do neurodesenvolvimento, o NOVA1 ajuda a determinar como as células progenitoras neurais respondem à exposição ao chumbo, e a interrupção da sua atividade está associada a distúrbios neurológicos.
Quase todos os humanos modernos carregam uma versão do gene NOVA1 que difere em um único par de bases de DNA da versão encontrada nos Neandertais. Trabalhos anteriores do grupo de Muotri mostraram que a troca de tecnologias modernas NOVO1 Juntamente com formas mais antigas de modelos cerebrais em miniatura chamados organoides, o cérebro sofre mudanças dramáticas na estrutura e na conectividade.
“Tudo no organoide é idêntico, exceto a variante genética, o que nos permite perguntar se essa mutação específica entre nós e os neandertais nos dá alguma vantagem”, disse Muotri. A antiga variante acelerou a maturação cerebral, mas causou menos complicações ao longo do tempo. “Se todos os humanos em todos os cantos da terra têm esta nova mutação, então uma pressão genética muito forte deve ter seleccionado esta mutação na nossa espécie”.
Para testar se a exposição ao chumbo poderia moldar essas mudanças genéticas, os pesquisadores criaram organoides cerebrais com cérebros modernos e ancestrais. NOVO1 Variante, expôs-os à liderança e observou o crescimento dos neurônios corticais e talâmicos.
Eles descobriram que a liderança havia mudado NOVO1 A atividade de ambas as organelas afeta genes associados a doenças como autismo e epilepsia.
No entanto, apenas os arquétipos NOVO1 Mudanças na atividade da variante FOXP2Um gene importante para a fala e a linguagem. Pessoas com certos FOXP2 A mutação luta para formar palavras e frases complexas.
“Tais neurônios associados à linguagem complexa são suscetíveis à morte em sua forma primitiva NOVO1“disse Muotri FOXP2 Os genes são idênticos entre nós e os Neandertais, mas como os genes são regulados NOVO1 o que provavelmente contribui para as diferenças linguísticas.”
Efeitos evolutivos
A pesquisa revelou que as aquisições modernas NOVO1 A variante pode proteger-nos dos efeitos nocivos do chumbo, promover o desenvolvimento complexo da linguagem e a coesão social. Isto pode dar aos humanos modernos uma vantagem evolutiva significativa sobre os neandertais, mesmo na presença de contaminação por chumbo.
Muotri acredita que essas descobertas têm implicações importantes para a compreensão de como os estressores ambientais moldam o desenvolvimento do cérebro durante a evolução humana. Ele especula que a exposição ao chumbo contribuiu para a extinção dos Neandertais há cerca de 40 mil anos.
“A linguagem é um ativo importante, é transformadora, é o nosso superpoder”, disse Muotri. “Como temos uma linguagem, somos capazes de organizar sociedades e trocar ideias, o que nos permite coordenar grandes movimentos. Não há provas de que os Neandertais pudessem fazer isso. Eles podem ter tido pensamentos abstratos, mas não conseguiram traduzi-los uns para os outros. E isso pode ser porque nunca tiveram um sistema de comunicação tão eficiente como a nossa linguagem complexa.”
Como entender NOVO1 Variantes genéticas podem afetar FOXP2 As expressões ajudam a explicar a relação entre a poluição por chumbo e o desenvolvimento do cérebro e esclarecem as condições neurológicas relacionadas com a linguagem, incluindo a apraxia da fala – uma condição que torna difícil a produção correta dos sons da fala – e o autismo.
Os coautores do estudo incluem Janina Sena de Souza, Sandra M. Sanchez-Sanchez, Jose Oviedo, Universidade da Califórnia em San Diego; Marianne Bailey e Matthew Tong da Southern Cross University; Renaud Joannes-Boyau, Southern Cross University e Universidade de Joanesburgo; Justin W. Adams, Universidade de Joanesburgo e Universidade Monash; Christine Austin, Manish Arora, Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, Kira Westway, Universidade Macquarie; Ian Moffat, Universidade Flinders e Universidade de Cambridge; Wei Wang e Wei Liao, Museu de Antropologia de Guangxi; Yingqi Zhang, Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados; Luca Fiorenza, Universidade Monash e Universidade Johann Wolfgang Goethe; Marie-Hélène Monsell, Museu Nacional de História Natural; Gary T. Schwartz, Universidade Estadual do Arizona; Luiz Pedro Petroschi e Roberto H. Herai, Pontifícia Universidade Católica do Paraná; José Oviedo, Universidade do Arizona; e Bernardo Lemos, Escola de Saúde Pública Harvard TH Chan.
A pesquisa foi financiada em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (Grants R01 ES027981, P30ES023515, R01ES026033), pelo Australian Research Council (Grant DP170101597), pela National Science Foundation (Grant BCS 0962564) e pela The Leakey Foundation.
Divulgação: Muotri é cofundador e possui participação acionária na TISMOO, empresa especializada em análise genética e organogênese do cérebro humano. Os termos deste acordo foram revisados e aprovados pela Universidade da Califórnia em San Diego, de acordo com sua política de conflito de interesses.
