Neandertaliečių smegenų tyrimas gali atskleisti genetines modifikacijas, dėl kurių neandertaliečiai susidūrė su išnykimu, o pavertę mus žmonėmis kaip unikalią ilgai išlikusią rūšį
Neandertaliečiai buvo žmonių rūšis (vadinama neandertaliečių neandertaliečiais), kurie išsivystė m Azija ir Europa ir tam tikra dalimi egzistavo kartu su dabartiniais žmonėmis (Homo Sapiens), kurie išsivystė Afrika. Dėl šių susitikimų žmonės paveldėjo 2% neandertaliečių DNR taigi jie yra artimiausi senovės giminaičiai šiuolaikiniams žmonėms. Paskutinį kartą žinoma, kad neandertaliečiai egzistavo maždaug prieš 130000 40,000 ir XNUMX XNUMX metų. Neandertaliečiai, paprastai vadinami „urviniais žmonėmis“, turėjo išskirtinę žemą ilgą kaukolę, plačią nosį, be iškilaus smakro, didelius dantis ir trumpą, bet stiprų raumeningą kūno rėmą. Jų išskirtinės savybės rodo, kad organizmas ieško būdo, kaip išsaugoti šilumą esant šaltam ir atšiauriam poveikiui. aplinka Nepaisant primityvių gyvenimo sąlygų, jie buvo labai šviesūs, talentingi ir socialūs žmonės, kurių smegenų dydis buvo didesnis nei šiuolaikinių žmonių. Jie buvo puikūs medžiotojai, turintys įgūdžių, jėgos, drąsos ir įgudusių bendravimo įgūdžių. Nors jie gyveno sudėtingoje aplinkoje, jie buvo nepaprastai išradingi. Tiesą sakant, manoma, kad tarp neandertaliečių ir mūsų, žmonių, galėjo būti labai siauras atotrūkis elgesio ir instinktų atžvilgiu. Fosilijos įrašai rodo, kad jie buvo mėsėdžiai (nors taip pat valgė grybai), medžiotojai ir šiukšlintojai. Vis dar neaišku, ar jie turėjo savo kalbą, tačiau sudėtinga jų gyvenimo dinamika rodo, kad jie bendravo viena su kita kalba.
Neandertaliečiai dabar yra išnykę 40,000 350,000 metų, tačiau vis dar paslaptis, kaip rūšis, išgyvenusi daugiau nei XNUMX XNUMX metų, gali susidurti su išnykimu. Kai kurie mokslininkai suformulavo, kad šiuolaikiniai žmonės yra atsakingi už neandertaliečių išnykimą, nes galbūt jie negalėjo tinkamai išgyventi konkuruodami dėl išteklių, kuriuos suteikė ankstyvieji šiuolaikinių žmonių protėviai. Tai turėjo apsunkinti ir sparčiai besikeičiančios klimato sąlygos. Ne visi neandertaliečiai greitai išnyko, bet palaipsniui per vietines populiacijas juos pakeitė šiuolaikiniai žmonės. Neandertaliečiai yra įdomiausia žmogaus evoliucijos dalis, kuri suintrigavo mokslininkus daugiausia dėl to, kad neandertaliečiai yra arti šiuolaikinių žmonių. Ir tai paremti tyrimasbuvo aptikta daug objektų ir fosilijų, netgi pilni skeletai, kurie parodo neandertaliečių gyvenimą.
Neandertaliečių smegenų auginimas laboratorijoje
Kalifornijos universiteto San Diege mokslininkai augina miniatiūrines neandertaliečių smegenis (panašias į žievę, kuri yra išorinis smegenys) „žirnio“ dydžio Petri lėkštelėse laboratorijoje. Kiekvienas iš šių „žirnių“ neša NOVA1 genas protėvių ir turi apie 400,000 XNUMX ląstelių. Šių neandertaliečių „minismegenėlių“ auginimo ir analizės tikslas yra atskleisti mažus nervinius mazgus, kurie gali mums pasakyti, kodėl ši ilgai išgyvenusi rūšis išnyko ir kodėl šiuolaikiniai žmonės užkariavo planeta Žemė. Svarbu tai suprasti, nes kai kurie šiuolaikiniai žmonės, veisdamiesi, dalijasi 2% DNR su neandertaliečiais ir vienu metu mes su jais sugyvenome. Smegenų genetinių skirtumų palyginimas gali maksimaliai atskleisti jų nykimą ir greitą homo sapiens augimą.
Norėdami inicijuoti mini smegenų augimą, mokslininkai panaudojo kamieninių ląstelių technologiją, pagal kurią kamieninės ląstelės per keletą mėnesių pradeda tapti smegenų organoidu (mažu organu). Visiškai išaugę organoidai yra 0.2 colio dydžio ir matomi plika akimi. Tačiau jų augimas yra ribojamas, nes laboratorinėmis sąlygomis jie negauna kraujo tiekimo, reikalingo visiškam augimui. Taigi, mažosios smegenų ląstelės gaudavo maistines medžiagas augimui difuzijos būdu. Galbūt būtų įmanoma juos toliau auginti, galbūt įterpiant į juos 3D spausdintas dirbtines kraujagysles, kad būtų galima vystytis, o tai tyrėjai norėtų pabandyti.
Pirmasis žingsnis lyginant neandertaliečio smegenis su mūsų
Neandertaliečių smegenys yra labiau pailgos į vamzdelį panašios struktūros, palyginti su apvaliomis žmogaus smegenimis. Šiame išskirtiniame darbe mokslininkai palygino turimus visiškai sekvenuotus neandertaliečių genomus su šiuolaikiniais žmonėmis. Neandertaliečių genomas buvo sekvenuotas po to, kai jis buvo paimtas iš kaulų, esančių atidengtose fosilijose. Iš viso 200 genų parodė esminius skirtumus ir iš šio sąrašo tyrėjai sutelkė dėmesį NOVA1 – pagrindinis genų ekspresijos reguliatorius. Šis genas yra vienodas žmonėms ir neandertaliečiams, tik šiek tiek skiriasi (viena DNR bazių pora). Manoma, kad genas turi didelę ekspresiją neurologiniame vystymesi ir yra susijęs su keliomis nervų ligomis, tokiomis kaip autizmas. Atidžiau pažvelgus, neandertaliečių mini smegenys turėjo labai mažai jungčių tarp neuronų (vadinamų sinapsėmis), nei įprasta, taip pat turėjo skirtingus neuronų tinklus, panašius į žmogaus smegenis, kenčiančias nuo autizmo, kaip prognozavo tyrėjai. Labai tikėtina, kad žmonės turėjo pažangesnius ir sudėtingesnius neuroninius tinklus, palyginti su neandertaliečiais, kurie privertė mus išgyventi dėl jų.
Šis tyrimas yra labai ankstyvame etape, kad būtų galima padaryti išvadas, daugiausia dėl kontroliuojamų eksperimentų pobūdžio. Didžiausias šio tyrimo apribojimas yra tas, kad tokios mažosios smegenys nėra „sąmoningas protas“ ar „visos smegenys“ ir iš tikrųjų negali pateikti išsamaus vaizdo apie tai, kaip veikia suaugusiųjų smegenys. Tačiau, jei sėkmingai auginami skirtingi regionai, jie gali būti suderinti, kad būtų galima geriau suprasti neandertaliečių „protą“. Tyrėjai neabejotinai norėtų daugiau sužinoti apie neandertaliečių smegenų gebėjimą išmokti dalykų, todėl jie bandytų įdėti šias mini smegenis į robotą ir suprasti signalus.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Cohen J 2018. Neandertaliečių smegenų organoidai atgyja. Mokslas. 360 straipsnio 6395 dalį.
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
