Un mister de acum 2 milioane de ani: ce a intervenit în creația speciei umane pentru a-i schimba cursul natural

Cercetătorii de la Institutul Gladstone de Știință a Datelor și Biotehnologie din SUA au lansat un studiu amplu pentru a clarifica momentul în care specia umană s-a separat de evoluția animalelor, dezvoltând conștiința și luciditatea. Cine a influențat evoluția creierului uman acum 2 milioane de ani?

Mamiferele au în comun o varietate de astfel de secvențe de ADN care au rămas neatinse timp de milioane de ani. Oamenii sunt o excepție ciudată de la această realitate. Dintr-un motiv încă neelucidat, creierul oamenilor s-a modificat fundamental acum peste 2 milioane de ani. Creierele Homo Sapiens s-au extins în cele din urmă de la o medie de 650 de centimetri cubi acum 2 milioane de ani la aproximativ 1.500 cm cubi în urmă cu aproximativ 10.000 de ani, chiar înainte de de Revoluția Agricolă din Neolitic. Pentru cercetători, dublarea creierului oamenilor rămâne un adevărat mister.

Deoarece suntem singura specie la care creierul a fost rescris în unele zone, ele sunt numite „regiuni accelerate umane" (sau HAR). Mai mult, oamenii de știință cred că cel puțin unele HAR ar putea fi la originea multor calități care îi diferențiază pe oameni de rudele lor apropiate, precum cimpanzeii. Condusă de biologul computațional Katie Pollard, director al Institutului Gladstone de Știință a Datelor și Biotehnologie din SUA, o echipă de cercetători a identificat HAR-urile în urmă cu aproape două decenii, în timp ce a comparat genomurile umane și ale cimpanzeilor.

Într-un nou studiu, publicat în revista Science, echipa lui Pollard a descoperit că plierea 3D a ADN-ului uman în nucleu este un factor cheie în acest moment crucial pentru specia noastră. Imaginați-vă o bucată de ADN de la ultimul nostru strămoș comun cu cimpanzeii ca o eșarfă lungă înfășurată în jurul gâtului, cu dungi de diferite culori care îi traversează țesătura pe toată lungimea sa. Acum, imaginați-vă că cineva a încercat să facă exact aceeași eșarfă, dar nu a respectat întocmai modelul original. Unele dungi sunt mai înguste, altele mai late, iar unele prezintă culorile într-o ordine diferită față de original. Când înfășurați noua eșarfă în jurul gâtului în același mod ca și originalul, dungile care stau una lângă alta în buclă nu mai sunt aceleași.

Ca și în cazul acestei eșarfe, o mare diferență între ADN-ul uman și cel al cimpanzeilor este structurală: bucăți mari din elementele constitutive ale ADN-ului au fost inserate, șterse sau rearanjate în genomul uman. Astfel, ADN-ul uman se pliază diferit în nucleu în comparație cu ADN-ul altor primate. Echipa lui Pollard a investigat dacă aceste modificări structurale ale ADN-ului uman și plierea sa modificată în 3D ar fi putut duce la „deturnarea" anumitor gene din cadrul HAR-urilor, legându-le de gene care codifică proteine diferite de cele la care au fost aplicate inițial. Multe gene din cadrul HAR-urilor sunt legate de alte gene, acționând ca potențatori (ceea ce înseamnă că acestea cresc transcrierea genei/genelor legate).

Într-un experiment care a comparat ADN-ul din celulele stem umane și cimpanzee în creștere, o treime din HAR-urile identificate au fost transcrise în mod specific în timpul dezvoltării neocortexului uman. Multe HAR-uri joacă un rol în dezvoltarea embrionară, în special în formarea căilor neuronale asociate cu inteligența, cititul, abilitățile sociale, memoria, atenția și concentrarea - trăsături despre care știm că sunt net diferite la oameni față de alte animale. În HAR-uri, este posibil ca aceste gene potențatoare, neschimbate timp de milioane de ani, să fi trebuit să se adapteze la genele lor țintă și la domeniile de reglementare diferite.

Nu înțelegem încă exact cum anume aceste modificări au influențat aspecte specifice ale dezvoltării creierului nostru și cum au devenit parte integrantă din ADN-ul speciei noastre. Pollard și echipa sa plănuiesc deja să aprofundeze aceste întrebări. Dar cercetările lor de până acum arată cât de unică - și improbabilă - este cu adevărat evoluția creierului uman. De-a lungul Pleistocenului, epoca începută în urmă cu 2,6 milioane de ani și încheiată cu 11.700 de ani în urmă, creierul oamenilor și al rudelor sale a crescut, cel al Homo Sapiens dublându-se în dimensiune.

Cercetătorii de la Universitatea Tel Aviv cred că au găsit un răspuns viabil. Arheologii Miki Ben-Dor și Ran Barkai afirmă, într-o lucrare publicată în Yearbook of Physical Anthropology, că o schimbare majoră în ceea ce privește animalele vânate oferă cea mai bună explicație pentru evoluția extraordinară a creierului uman. Dacă primii oameni s-au specializat în vânarea celor mai mari animale, cum ar fi elefanții, care ar fi furnizat mese bogate în grăsimi, odată cu scăderea numărului acestora, oamenii au fost nevoiți să se îndrepte către specii mai mici. „Vedem scăderea dimensiunii prăzii ca o explicație unificatoare nu numai pentru expansiunea creierului, ci și pentru multe alte transformări în biologia și cultura umană și susținem că oferă un stimulent bun pentru aceste schimbări. Altfel spus, odată ce nu au mai vânat animale mari, au trebuit să devină mai agili, mai inteligenți, iar asta le-a afectat dezvoltarea creierului „, afirmă Barkai, potrivit Live Science.

Interesant este și faptul că, odată ce au început să se preocupe de agricultură, creierul oamenilor a scăzut puțin, până la aproximativ 1.300 cm. Paleoantropologul Richard Potts, directorulul programului Human Origins de la Muzeul Smithsonian, afirmă că nicio ipoteză singulară cu privire la evoluția creierului nu a stat în picioare în trecut și afirmă că și teoria cercetătorilor israelieni are la rândul ei numeroase lacune și supoziții ce ridică probleme. „[Cercetătorii] nu sunt obișnuiți să caute o singură explicație care să acopere o diversitate de adaptări. Este timpul, credem, să gândim altfel", adaugă acesta. Există și o altă teorie, controversată, privind evoluția spectaculoasă a creierului oamenilor. Nu puțini sunt cei care afirmă că oamenii au trecut de la maimuțe la conștiință cu ajutor extern, ADN-ul acestora fiind modificat de extratereștrii care ar fi vizitat Pământul.

Ideea nu are, bineînțeles, nicio susținere științifică, însă faptul că oamenii au progresat atît de mult într-un timp atât de scurt nu este ceva obișnuit. Nicio altă specie cunoscută nu a trecut printr-o asemenea schimbare fundamentală, în condițiile în care toate acestea au traversat aceleași schimbări de mediu. Potrivit specialiștilor de la Laboratorul Cold Spring Harbour din New York, o nouă analiză a genomilor celor mai faimoși oameni din antichitate, neanderthalii și denisovanii, a dezvăluit o legătură cu un strămoș încă neidentificat pentru speciile noastre. Experții au folosit un algoritm Bayesian care le-a permis să exploreze o perioadă lungă în istoria reproducerii interrasiale acestor specii.

Potrivit studiului, între 3 și 7% din ADN-ul neanderthal este influențat de Homo sapiens, iar aproximativ 1% din ADN-ul denisovan este de origine necunoscută. Studiul a arătat că aproximativ 15% din aceste regiuni misterioase „super arhaice" ale ADN-ului, descoperite în genomul denisovan, sunt încă în circulație la oameni. Ce s-a întâmplat în cele din urmă cu această specie dispărută este încă necunoscut. Experții cred că este vorba de Homo erectus însă n-au cum să dovedească acest lucru, în condițiile în care pînă acum n-a fost descoperită nicio urmă de ADN a acestui om străvechi.

„Această cronologie pare a fi incompatibilă cu un schimb genetic care implică strămoșii direcți euroasiatici, care au emigrat din Africa în urmă cu 50.000 de ani. În schimb, calendarul nostru sugerează o migrare mai timpurie, care a avut loc cu cel puțin 200.000 de ani în urmă", arată concluziile studiului. Studiul a mai descoperit și dovezi ale reproducerii între oameni și neanderthali, care ar fi avut loc mult mai devreme decât se știa până acum:cu aproximativ 200.000 până la 300.000 de ani în urmă.