Oamenii moderni sunt supraviețuitori evolutivi , prosperând generație după generație în timp ce rudele noastre antice au dispărut. Acum, noi cercetări asupra chimiei creierului nostru sugerează că o enzimă specifică lui Homo sapiens ne-ar fi putut face mai eficienți în căutarea apei decât cele mai apropiate rude dispărute ale noastre.
Acum aproximativ 600.000 de ani, oamenii moderni s-au separat genetic de linia care a produs neanderthalienii și denisovanii – verii noștri cei mai apropiați din arborele genealogic al speciei umane. La un moment dat după separare, o enzimă numită adenilosuccinat liază, sau ADSL, a evoluat pentru a fi diferită la Homo sapiens. În lanțul de 484 de aminoacizi al enzimei, un am
inoacid din poziția 429, numit alanină, a fost înlocuit cu valină. Este o mică schimbare, dar a produs o versiune de ADSL pe care doar oamenii moderni o posedă.
Enzima este o componentă cheie în producerea purinei, un element constitutiv al ADN-ului și ARN-ului. Atunci când ADSL este absent la oamenii moderni, poate duce la anomalii comportamentale, cum ar fi hiperactivitatea și agresivitatea. Oamenii de știință au investigat modul în care comportamentul nostru ar putea fi modelat de această schimbare a unui singur aminoacid. Cercetarea lor a fost publicată pe 4 august în revista PNAS .
„Descoperirea modului în care micile modificări genetice din trecutul nostru antic au contribuit la modelarea trăsăturilor creierului care ne fac umani este interesantă”, a declarat autorul principal al studiului, Dr. Xiang-Chun Ju, cercetător postdoctoral în cadrul Unității de Genomică Evoluționară Umană de la Institutul de Știință și Tehnologie Okinawa din Japonia.
„Studierea originilor noastre antice este ca și cum ai asambla un puzzle uriaș, în care fiecare modificare genetică a strămoșilor noștri ar putea oferi un indiciu despre cum au evoluat creierul și comportamentele noastre”, a declarat Ju pentru CNN într-un e-mail.
O afinitate pentru apă
Cercetări anterioare au arătat că variația ADSL la oamenii moderni face ca enzima să fie mai puțin stabilă și mai puțin eficientă în producerea de purine. Prin comparație, versiunea originală a ADSL, purtată de neanderthalieni și denisoveni, este mai eficientă în sintetizarea anumitor molecule de proteine. La Homo sapiens, aceste molecule se acumulează în organe – în special în creier.
Pentru a afla cum ar putea afecta acest lucru comportamentul, cercetătorii au efectuat experimente cu șoareci; unii au fost modificați genetic pentru a fi purtători ai versiunii mai puțin eficiente a ADSL, imitând ADSL-ul uman. Au testat acești șoareci „umanizați”, împreună cu un grup de control format din șoareci nemodificați, prin restricționarea treptată a accesului lor la apă pe parcursul a 12 zile, apoi prin punerea la dispoziție a apei, semnalată de prezența sunetului și a luminii. Oamenii de știință au descoperit că femelele de șoareci cu varianta umană a enzimei au vizitat zona de distribuire a apei mai frecvent atunci când le era sete.
Poate că, au emis ipoteza oamenilor de știință, această versiune mai puțin eficientă a ADSL a avut un impact pozitiv asupra accesului la apă, sporind competitivitatea Homo sapiens pentru această resursă vitală.
Într-o a doua linie de investigație, cercetătorii au analizat genomul uman modern, concentrându-se pe gena ADSL care produce versiunea noastră unică a enzimei. Ei au descoperit un grup de variante genetice purtate de cel puțin 97% dintre oamenii actuali, ceea ce face ca ADSL să fie și mai puțin eficient în exprimarea ARN-ului, amplificând potențial impactul său asupra comportamentului. Localizarea genei se afla într-o regiune a genomului care a fost favorizată evolutiv la oameni, ceea ce sugerează că această modificare a expresiei ADSL a continuat să fie transmisă mai departe, deoarece probabil le-a oferit oamenilor un anumit avantaj, au raportat autorii studiului.
„Este cu adevărat interesant că, prin intermediul unor astfel de studii, trecem dincolo de identificarea modificărilor genetice care fac oamenii moderni unici, către înțelegerea modului în care aceste modificări ar fi putut modela unicitatea noastră”, a declarat dr. Maanasa Raghavan, profesor asistent de genetică umană la Universitatea din Chicago, care nu a fost implicat în cercetare.
„Acest studiu ridică posibilități interesante despre cum strămoșii noștri ar fi putut obține un avantaj față de contemporanii lor, precum neanderthalienii și denisovanii, în medii instabile cu resurse limitate”, a spus Raghavan într-un e-mail.
Oamenii moderni: ultima specie de hominid supraviețuitoare
Primul genom complet al unui om de Neanderthal a fost secvențiat în 2010 , iar oamenii de știință au secvențiat primul genom denisovan doi ani mai târziu . Comparând datele lor genetice cu cele ale oamenilor moderni din Africa, Asia și Europa, oamenii de știință identifică comportamente care ar fi putut ajuta oamenii moderni să reușească în timp ce alte specii de hominizi au dispărut, au raportat cercetătorii.
„Acest lucru contribuie la imaginea de ansamblu asupra faptului că multe dintre schimbările care au avut loc la oamenii moderni afectează modul în care se dezvoltă și funcționează creierul nostru”, a spus Ju. „Este un pas către înțelegerea acestor schimbări și, în cele din urmă, a modului în care acestea ar putea funcționa împreună.”
„Desigur, oamenii nu sunt șoareci, iar noile descoperiri nu pot explica direct comportamentul uman”, a declarat Dr. Ingrida Domarkienė, cercetător senior în cadrul departamentului de genetică umană și medicală de la Universitatea din Vilnius, Lituania. Pe lângă ADSL, există aproximativ 80 de variante de aminoacizi între Homo sapiens și neanderthalieni, a adăugat ea.
„Totuși, acest lucru nu înseamnă neapărat că aceste schimbări au definit singure cine suntem”, a declarat Domarkienė, care studiază ADN-ul antic, dar nu a fost implicată în cercetare, pentru CNN într-un e-mail. Mai degrabă, variațiile aminoacizilor noștri ar fi putut crea oportunități care, combinate cu alte condiții – cum ar fi mediul, inteligența, rezistența la boli și structura socială – au modelat succesul nostru evolutiv și i-au lăsat pe oamenii moderni ultima specie de hominid supraviețuitoare.
„Cred că «singurătatea» oamenilor moderni, în sensul că sunt singura linie genealogică supraviețuitoare, a fost determinată de un set complex de factori – și, într-o oarecare măsură, de întâmplare”, a spus Domarkienė. „Rezultatele acestui studiu ne aduc mai aproape de înțelegerea modului în care am ajuns aici.”
Constatările ridică alte întrebări interesante despre legătura dintre ADSL și comportament, potrivit lui Ju. Oamenii de știință nu sunt încă siguri despre modul în care mecanismele moleculare și celulare precise ale ADSL îi modelează influența asupra creierului uman și nu se știe de ce modificările experimentale ale ADSL au afectat comportamentele doar la șoarecii femele.
„Ar putea fi influențate și alte comportamente, neexaminate în acest studiu, de această modificare a aminoacizilor?”, a întrebat Ju. „Cel mai important, care ar putea fi consecințele funcționale la oameni? Acestea sunt întrebări la care noi și alții vom încerca acum să răspundem.”
Mindy Weisberger este o scriitoare științifică și producătoare media, ale cărei lucrări au apărut în Live Science, Scientific American și revista How It Works. Este autoarea cărții „ Rise of the Zombie Bugs : The Surprising Science of Parasitic Mind-Control” (Hopkins Press).
