Вивчення мозку неандертальця може виявити генетичні модифікації, які призвели до того, що неандертальцям загрожує вимирання, а ми, люди, стали унікальним довгоживучим видом
Неандертальці були людським видом (званим неандертальцем neanderthalensis), який еволюціонував у Азія та Європа і певною мірою співіснувала з нинішніми людьми (Homo Sapiens), які еволюціонували в Африка. Ці зустрічі призвели до того, що люди успадкували 2% неандертальців ДНК і тому вони є найближчими давніми родичами сучасних людей. Відомо, що востаннє неандертальці існували приблизно 130000 40,000 і XNUMX XNUMX років тому. Неандертальці, яких зазвичай називають «печерними людьми», мали характерний низький довгий череп, широкий ніс, відсутність виступаючого підборіддя, великі зуби та коротке, але міцне мускулисте тіло. Їх відмінні характеристики свідчать про те, що тіло шукає способу зберегти тепло серед холоду та суворості. середовищах вони жили. Незважаючи на примітивні умови життя, вони були дуже розумними, талановитими та соціальними людьми з розміром мозку, більшим, ніж у сучасних людей. Вони були чудовими мисливцями, які володіли навичками, силою, хоробрістю та вмілими спілкуватися. Незважаючи на те, що вони жили в складних умовах, вони були надзвичайно винахідливими. Насправді вважається, що між неандертальцями та нами, людьми, могла бути дуже вузька різниця з точки зору поведінки та інстинктів. Записи скам’янілостей показують, що вони були м’ясоїдними (хоча вони також їли гриби), мисливці та падальщики. Досі незрозуміло, чи була у них власна мова, але складна динаміка їхнього життя припускає, що вони спілкувалися один з одним за допомогою мови.
Зараз неандертальці вимерли протягом 40,000 350,000 років, однак досі залишається загадкою, як вид, який вижив понад XNUMX XNUMX років, міг загрожувати зникненню. Деякі вчені сформулювали, що сучасні люди відповідальні за вимирання неандертальців, оскільки вони, можливо, не змогли успішно вижити в умовах конкуренції за ресурси, яку створювали ранні предки сучасних людей. Мабуть, це також посилилося швидкою зміною кліматичних умов. Не всі неандертальці швидко зникли, а були замінені сучасними людьми поступово через місцеве населення. Неандертальці є найцікавішою частиною людської еволюції, яка заінтригувала вчених здебільшого через близьку близькість неандертальців до сучасних людей. І підтримувати це дослідження, було виявлено багато предметів і скам’янілостей, навіть повні скелети, які демонструють проблиск життя неандертальців.
Вирощування мозку неандертальця в лабораторії
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вирощують мініатюрний мозок неандертальців (що нагадує кору, яка є зовнішнім шаром мозку). мозок) розміром з «горошину» в чашках Петрі в лабораторії. Кожна ця «горошина» несе своє ген NOVA1 предків і має близько 400,000 XNUMX клітин. Мета вирощування та аналізу цих «міні-мозків» неандертальців полягає в тому, щоб пролити світло на маленькі нейронні грудочки, які можуть розповісти нам, чому цей довгоживий вид вимер і яка була причина того, що сучасні люди замість цього завоювали планета земля. Це важливо розуміти, тому що деякі сучасні люди справді мають 2% спільної ДНК з неандертальцями через розмноження, і в якийсь момент ми співіснували з ними. Порівняння генетичних відмінностей у мозку може максимально пролити світло на їх загибель і швидке зростання homo sapiens.
Щоб розпочати ріст мінімозку, дослідники використали технологію стовбурових клітин, у якій стовбурові клітини починають перетворюватися на органоїд мозку (маленький орган) протягом кількох місяців. У повністю дорослому розмірі ці органоїди мають розмір 0.2 дюйма і їх видно неозброєним оком. Однак їх ріст є обмежувальним, оскільки в лабораторних умовах вони не отримують кровопостачання, необхідне для повного росту. Отже, клітини мінімозку отримували поживні речовини для росту шляхом дифузії. Можливо, їх можна буде виростити далі, можливо, впровадивши в них штучні кровоносні судини, надруковані на 3D, щоб забезпечити розвиток, і це те, що дослідники хотіли б спробувати.
Перший крок до порівняння мозку неандертальця з нашим
Мозок неандертальця є більш витягнутою трубчастою структурою порівняно з округлим мозком людини. У цій винятковій роботі дослідники порівняли доступні повністю секвеновані геноми неандертальців із сучасними людьми. Геном неандертальця був секвенований після вилучення його з кісток у скам’янілості, які були знайдені. Загалом 200 генів показали істотні відмінності, і дослідники зосередилися на цьому списку NOVA1 – головний регулятор експресії гена. Цей ген однаковий у людей і неандертальців з невеликою різницею (одна пара основ ДНК). Встановлено, що ген має високу експресію в нейророзвитку, і його пов’язують з декількома нервовими захворюваннями, такими як аутизм. При ближчому розгляді мінімозок неандертальця мав дуже мало зв’язків між нейронами (так звані синапси), ніж зазвичай, а також мав різні нейронні мережі, дещо схожі на людський мозок, який страждає на аутизм, передбачали дослідники. Цілком можливо, що люди мали більш розвинені та складні нейронні мережі порівняно з неандертальцями, що змусило нас вижити через них.
Це дослідження знаходиться на дуже ранній стадії, щоб прийти до висновку, головним чином через характер контрольованих експериментів. Найбільшим обмеженням цього дослідження є те, що такі мінімозки не є «свідомими розумами» або «повноцінним мозком» і насправді не можуть надати повної картини того, як функціонує мозок дорослої людини. Однак, якщо різні регіони успішно вирощені, їх можна зібрати разом, щоб отримати глибше розуміння «розуму» неандертальця. Дослідники, безумовно, хотіли б більше вивчити здатність мозку неандертальців навчатися, і тому вони спробували б помістити ці міні-мізки в робота та зрозуміти сигнали.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Коен Дж. 2018. Органоїди мозку неандертальця оживають. наука. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
