来自 科技2025-10-20 23:04:14
【导语】长期以来，铅中毒被视为工业革命后的现代问题，但新研究（《科学·进展》2025年发表）揭示，人类祖先在200万年间持续暴露于铅环境。研究发现，携带“现代版”NOVA1基因的早期智人因能更好抵御铅的神经毒性，在语言能力与社会凝聚力上获得演化优势，最终使该基因成为人类标志。这一发现表明，人类认知能力的进化，或源于基因与环境协同作用，为理解人类独特性提供了新视角。
·那些偶然得到“现代版”NOVA1基因的个体（早期智人），因为能更好地抵御铅的神经毒性，其大脑功能、语言能力乃至社会凝聚力可能因此得到更好的保障。这一优势最终让这个版本的基因在智人群体中流传下来，成为我们物种的标志之一。
人(rén)们(men)普(pǔ)遍(biàn)认(rèn)为(wèi)，铅(qiān)中(zhōng)毒(dú)是(shì)工(gōng)业(yè)革(gé)命(mìng)后(hòu)才(cái)出(chū)现(xiàn)的(de)现(xiàn)代(dài)公(gōng)害(hài)，是(shì)人(rén)类(lèi)活(huó)动(dòng)向(xiàng)环(huán)境(jìng)大(dà)量(liàng)排(pái)放(fàng)铅(qiān)所(suǒ)致(zhì)。然(rán)而(ér)，一(yī)项(xiàng)于(yú)10月(yuè)15日(rì)发(fā)表(biǎo)在(zài)《科(kē)学(xué)·进(jìn)展》（Science Advances）上的新研究发现，我们的远古祖先，包(bāo)括(kuò)南(nán)方(fāng)古(gǔ)猿(yuán)、尼(ní)安(ān)德(dé)特(tè)人(rén)等(děng)，在(zài)长(zhǎng)达(dá)200万(wàn)年(nián)的(de)时(shí)间(jiān)里(lǐ)也(yě)曾(céng)常(cháng)常(cháng)暴(bào)露(lù)于(yú)铅(qiān)环境中。研究人员们还发现，这种环境压力可能筛选出我们现代人独特基因，最终赋予我们复杂语言和社交能力的演化优势。
该研究使用了一批来自非洲、亚洲、欧洲等地、时间长达200万年的古老牙齿化石样本。这些化石来自南方古猿、傍人、早期人属、巨猿、尼安德特人等多个已灭绝的古人类和近亲物种。研究团队利用高精度的激光技术，像阅读树木年轮一样(yàng)逐层扫描这些牙齿的微观结构。他们在73%的样本中都发现了清晰的“铅带”——这是个体在牙齿发育期间，周期性地将铅元素整合进牙釉质和牙本质中留下的痕迹。
这一发现证明铅暴露可能不是现代现象，而是一种贯穿人类演化史的、普遍存在的环境挑战。铅是一种神经毒素，暴露在富含铅的环境中可能会导致心血管疾病、学习障碍，甚至与犯罪等行为失调现象有关。这样的环境对于古人类的演化或许产生了重要的影响。
为了进一步探索这个问题，研究团队将目光锁定在一个关键的基因——NOVA1上，这个基因在大脑早期发育和神经元连接中扮演着“总指挥”的角色，负责很多神经发育相关基因的剪切，并影响它们的最终的表达水平。考虑到铅对大脑的影响，NOVA1很有可能对铅环境做出反应。
此前的研究已经证实，我们的祖先现代智人（Homo sapiens）拥有一个独特的NOVA1基因版本，而我们已灭绝的近亲——尼安德特人和丹尼索瓦人——则携带的是另一个“古老版”。研究人员大胆推测：会不会是铅环境对携带不同NOVA1基因版本的古人类产生了不同的影响，最终让智人获得了演化优势？
为了验证这一猜想，该团队利用干细胞技术在培养皿中培育出类脑器官模型，它们是一小块由神经元细胞构成的组织，可以部分模拟大脑的活动。通过基因编辑技术，研究团队分别制造了带有“现代版”和“古老版”NOVA1基因的模型。
当研究人员将微量的铅引(yǐn)入(rù)这(zhè)些(xiē)“微(wēi)型(xíng)大(dà)脑(nǎo)”的(de)培(péi)养(yǎng)环(huán)境(jìng)中(zhōng)时(shí)，携(xié)带(dài)“古(gǔ)老(lǎo)版(bǎn)”NOVA1基(jī)因(yīn)的(de)脑(nǎo)类(lèi)器(qì)官(guān)表(biǎo)现(xiàn)出(chū)明(míng)显(xiǎn)的(de)脆(cuì)弱(ruò)性(xìng)——这(zhè)些(xiē)样(yàng)本(běn)的(de)FOXP2的(de)基(jī)因(yīn)表(biǎo)达(dá)受(shòu)到(dào)了(le)严(yán)重(zhòng)干(gàn)扰，而携(xié)带(dài)“现(xiàn)代(dài)版(bǎn)”NOVA1基(jī)因(yīn)的(de)脑(nǎo)类(lèi)器(qì)官(guān)则(zé)表(biǎo)现(xiàn)出(chū)了(le)更(gèng)强(qiáng)的(de)抵(dǐ)抗(kàng)力(lì)。FOXP2被(bèi)誉(yù)为(wèi)“语(yǔ)言(yán)基(jī)因(yīn)”，它(tā)对(duì)人(rén)类(lèi)发(fā)展(zhǎn)出(chū)复(fù)杂(zá)的(de)语(yǔ)言(yán)能(néng)力(lì)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。
这(zhè)个(gè)发(fā)现(xiàn)意(yì)味(wèi)着(zhe)，在(zài)数(shù)百(bǎi)万(wàn)年(nián)前，当铅通(tōng)过水源、土壤或食物链等方式进入古人类体内时，那些携带“古老版”NOVA1基因的个体（如尼安德特人）的大脑发育可能受到损害，特别是与语言和社交功能相关的(de)神(shén)经(jīng)网(wǎng)络(luò)。这(zhè)可(kě)能(néng)导(dǎo)致(zhì)他(tā)们(men)的(de)群(qún)体(tǐ)协(xié)作(zuò)和(hé)沟(gōu)通(tōng)效(xiào)率(lǜ)降(jiàng)低(dī)。
那(nà)些(xiē)偶(ǒu)然(rán)得(de)到(dào)“现(xiàn)代(dài)版(bǎn)”NOVA1基(jī)因(yīn)的(de)个(gè)体(tǐ)（早(zǎo)期(qī)智(zhì)人(rén)），因(yīn)为(wèi)能(néng)更(gèng)好(hǎo)地(de)抵(dǐ)御(yù)铅(qiān)的神经毒性，其大脑功能、语言能力乃至社会凝聚力可能因此得到更好的保障。这一优势最终让这个版本的基因在智人群体中流传下来，成为我们物种的标志之一。
研究团队将这种基因与环境的协同演化过程视为现代人类认知能力演化的一条重要线索。它表明，我们之所以成为今天的我们，不仅是因为基(jī)因的传承，更是因为我们的祖先在与复杂环境进行长期互动和适应中获得了演化优(yōu)势(shì)。
这(zhè)项(xiàng)研究巧妙地融合了古生物学、地球化学、遗传学和发育生物学，为我们理解人类的独特之处提供了一个新的视角。研究人员也指出，脑类器官只是一个简化的模型，无法完全模拟真实大脑的复杂性。未来需要在动物模型或人类-动物混合系统中进一步验证铅暴露对 NOVA1-FOXP2 网络的真实生物学影响，以及它是否真的会改变语言相关的行为。
参考文献：
Renaud Joannes-Boyau et al. ,Impact of intermittent lead exposure on hominid brain evolution.Sci. Adv.11,eadr1524(2025).DOI:10.1126/sciadv.adr1524
