Blyforgiftning var måske et søm i neandertalernes kiste

Hvorfor forsvandt neandertalerne og denisova-mennesket?

Spørgsmålet er stort og teorierne mange.

Populære bud er voldsomme klimaforandringer og benhård konkurrence med Homo sapiens om føde og bopladser.

En tredje teori peger på indavl og ringe genetisk variation. Her kan en af flere årsager være, at især neandertalere ofte levede i små isolerede grupper og ikke kommunikerede med omverdenen. 

Nu kan et internationalt forskerhold føje nyt til sidstnævnte.

I et studie, der for nylig blev udgivet i tidsskriftet Science Advances, lyder det, at blyforgiftning kan have svækket neandertalere og denisova-menneskers evne til at tale og kommunikere med hinanden.

Det kan have givet Homo sapiens en evolutionær fordel og medvirket til de to andre arters undergang for mellem 30.000 og 40.000 år siden.

Den nye hypotese bygger på to centrale fund:

• Blyforgiftning er ikke kun et moderne fænomen, der tilskrives menneskelig forurening. Det kan spores omkring to millioner år tilbage i tiden.
• Homo sapiens er udstyret med en genmutation, der gør vores hjerner mindre sårbare over for bly i miljøet.

»Vores studie viser, at blyforgiftning var udbredt blandt tidlig Homo sapiens, neandertalere og en række fortidsmennesker og -aber længe før den industrielle revolution,« siger Renaud Joannes-Boyau, professor i geokronologi og geokemi ved Southern Cross University i Australien og hovedforfatter til det nye studie, til Videnskab.dk.

»Dermed kan vores forfædres hjerner have udviklet sig under påvirkning af et potent giftigt metal, som muligvis har formet deres sociale adfærd og kognitive evner over årtusinder.«

Ny forståelse af blyforgiftning

Bly er et giftigt tungmetal, der selv i meget små mængder kan have sundhedsskadelige effekter – især hos børn, der optager bly mere effektivt end voksne. Flere studier viser, at bly kan hæmme børns indlæring og hukommelse.

Blyforgiftning anses traditionelt som et relativt moderne fænomen. Romerne var de første storforbrugere af metallet, der indgik i alt fra vandrør til våben. Siden har moderne minedrift og ikke mindst blyholdig benzin og maling forgiftet millioner af mennesker.

At blyforgiftning også var et tema i stenalderen er en ny erkendelse.

Forskerne bag det nye studie gjorde den overraskende opdagelse, da de analyserede 51 fossile tænder fra flere primater og en række arter på menneskets direkte udviklingslinje.

De blyforgiftede bisser kommer blandt andet fra 100.000 år gamle rester af Homo sapiens og 250.000 år gamle neandertalere. Højest var blykoncentrationen hos 1,8 millioner år gamle tænder fra kæmpeaben Gigantopithecus blacki.

Blyet formodes at stamme fra naturlige kilder som vulkansk aske, mineralholdig jord og forurenet grundvand.

Forspring til Homo sapiens?

Herfra satte forskerne sig for at undersøge, hvordan den tidlige blyforgiftning kan have påvirket udviklingen af datidens hjerner. I studiets anden halvdel stiller de skarpt på Homo sapiens, neandertalere og denisova-mennesket.

I laboratoriet udstyrede forskerne såkaldte hjerne-organoider – små 3D-modeller af hjernen, der dyrkes fra stamceller – med to forskellige versioner af genet NOVA1. Genet har stor betydning for udviklingen af den menneskelige hjerne, ligesom det er kendt for at spille en rolle for hjernens reaktion på blyforgiftning.

Halvdelen af hjernemodellerne bar den moderne udgave af genet, som findes hos Homo sapiens, mens den anden fik en ældre udgave, der fandtes hos neandertalere og denisova-mennesket.

De to versioner er næsten identiske, men varierer med en enkelt genmutation.

I kontrollerede forsøg blev organoiderne udsat for små, realistiske mængder bly. Eksperimentet viste, at begge udgaver af minihjernerne blev stressede af blyforgiftningen, men at Homo sapiens-organoiderne var mere stabile.

»Kort sagt ser Homo sapiens ud til at have udviklet et lidt mere modstandsdygtigt neuralt system over for miljøgifte som bly. Det er en hidtil ukendt faktor, der muligvis har været med til at forme vores biologi,« siger Renaud Joannes-Boyau.

I Homo sapiens-organoiderne var det især hjerneområder med betydning for kommunikation og social adfærd, der var en smule mere beskyttede mod bly.

Klogere på sprog?

På ét område var forskellen særligt opsigtsvækkende.

I hjernemodellerne med den ældre udgave af NOVA1 forstyrrede blypåvirkningen genets evne til at udtrykke et andet gen ved navn FOXP2.

Det kendes også som ‘tale-genet’, fordi det er afgørende for udviklingen af sprog og tale hos mennesker.

I Homo sapiens-organoiderne var forstyrrelsen helt fraværende.

Det kan ifølge forskerne have givet Homo sapiens en evolutionær fordel, da det kan have gjort vores art bedre i stand til at udvikle sprog sammenlignet med de to andre arter.

»Udviklingen af sprog understøttede sandsynligvis vores arts overlevelse og store udbredelse, og her ser vores større robusthed over for bly ud til at have spillet en rolle,« siger Renaud Joannes-Boyau.

»Vi siger ikke, at blyeksponering var en primær årsag til neandertalerne og denisova-menneskets udryddelse, men en større følsomhed over for bly og måske andre miljøgifte kan have været en medvirkende stressfaktor.«

Interessant studie, men brug for mere forskning

Frido Welker er lektor ved Globe Institute på Københavns Universitet, hvor han forsker i menneskets tidlige historie. Han er ikke involveret i det nye studie, men har læst det for Videnskab.dk, og han er imponeret af forskernes arbejde.

»Det er en meget veludført kombination af moderne medicinske metoder og geokemisk analyse af tænder. Fundet af blyforgiftning så langt tilbage i tiden er virkelig overraskende og interessant. Det åbner for nye hypoteser som den, forskerne præsenterer her,« siger lektoren.  

Han kalder tesen interessant, men er samtidig tilbageholdende.

»Det er almindelig kendt, at FOXP2-genet koder for tale og sprog, og at folk med visse mutationer i genet er mere tilbøjelige til at udvikle sprogforstyrrelser. Men at Homo sapiens skulle have været bedre til at kommunikere, fordi de var mindre sårbare overfor forstyrrelser af genet, er indtil videre kun en hypotese.«

Lektoren fremhæver desuden begrænsninger ved brugen af organoider.

»De er glimrende testmodeller, men dyrkes i relativt korte tidsperioder og giver derfor langt fra det fulde billede af, hvordan hjernen udvikler sig over tid – med eller uden forstyrrelsen af FOXP2.«

Forskerne bag det nye studie tager da også forbehold for metoden. I studiet skriver de blandt andet, at der er behov for yderligere forsøg i mere avancerede dyremodeller.

Frido Welker er enig.

»Det kræver mere forskning, før vi kan sige, at blyforgiftning gav Homo sapiens en evolutionær forlomme i forhold til neandertalere og denisova-mennesket. Men tesen er virkelig interessant.«