尼安德特人的基因解释了现代人类大脑的圆润

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Anonim

一个迅速发展的研究表明,在很多方面,我们 智人(Homo sapiens) 与我们的近亲并无太大差别 人体neanderthalensis 。像活人一样,尼安德特人创造了艺术,表达了文化,并关心他们的社区成员。但我们确实以两种可能相关的方式与它们不同 - 我们头骨的形状以及我们尚未灭绝的事实。

那是因为头骨,至关重要的是,掌握着大脑。现代人类头骨具有圆形的球状形状,而尼安德特人的头骨则是细长的。在周三发布的一项研究中 当前生物学 一个国际科学家团队成为第一个发现可能导致这些引人注目的形状差异的遗传因素的人。反过来,它们让我们更接近于理解成为我们独特物种的成员意味着什么。

“研究人类脑膜的独特形状背后的动机是,它代表了最明确和明确定义的解剖学特征之一,区别于 智人(Homo sapiens) 来自其他人类物种,“第一作者和生物人类学家Philipp Gunz博士说 逆.

Gunz是马克斯普朗克进化人类学研究所的研究员。他解释说,头骨是进入大脑生物学的窗口。科学家们已经知道,尼安德特人和现代人类的头骨形状各异,但由于脑组织没有化石化,因此潜在的生物学仍然难以捉摸。因此,团队采用跨学科方法,将化石头骨分析与脑成像和现代基因测序相结合。

重要的是要注意我们的大脑并不总是球状的。最老的 智人(Homo sapiens) 在摩洛哥发现并且可追溯到大约30万年前的化石具有颅内动脉 卷 落在现今人类的范围内,但是是颅内的 形状 那是拉长的。这意味着他们有大脑,但不是圆形的。 Gunz先前的工作表明现代大脑的大小在30万年前出现,但大约4万年前出现了球状大脑 - 大约在同一时间尼安德特人灭绝。

Gunz说,这是一个惊人的变化 智人(Homo sapiens) 颅内形状可能反映了“人类大脑结构组织的进化变化,甚至可能反映出不同区域相互连接的精确方式。”

为了探索这个想法,该团队通过创建尼安德特人和现代人类脑膜内部的虚拟印记,制定了一个商定的球状度量。然后他们在MRI脑部扫描的帮助下测量了4,469名活着的人的大脑的球状度。科学家们还检查了这些参与者的DNA - 寻找古代尼安德特人DNA的片段,希望尼安德特人的血统与大脑形状之间存在联系。尽管尼安德特人已经灭绝,但由于具有解剖学上现代人类的古老尝试,他们的遗传遗产依然存在。

科学家们发现,虽然所有活着的人都有与尼安德特人头骨截然不同的头骨形状,但现代人的脑球状度却各不相同。此外,他们发现,在活体人类中,染色体1和18上的尼安德特人DNA片段与之相关 减少 globularity。

“像大脑解剖学的其他方面一样,球状度可能会受到许多不同基因变异的影响,每个基因的影响都很小,”Gunz解释说。 “每个相关的尼安德特人片段的影响都是微妙的,但由于在我们的研究中使用了大样本量,因此可以检测到。”

然后将这些尼安德特人片段与脑结构组织中改变的基因活性相关联,包括基底神经节和小脑中的壳核。片段与UBR4和PHLPPI相关的基因在大脑发育中起着重要作用 - 这可能是脑球状和脑机制之间的联系。基底神经节有助于认知功能,如技能学习和计划,而小脑 - 其中含有50%的大脑神经元 - 对语言处理和工作记忆很重要。

Gunz强调,携带影响大脑形状的尼安德特人碎片的效果充其量是微妙的 - 他们对球状的关注并不是出于“大脑形状可以告诉我们一些关于我们行为的简单的想法。”而其他科学家则认为人类的圆形,凸出的小脑可能让我们在尼安德特人身上得到了社交和认知的支持,Gunz认为“没有理由期待整体大脑形状和行为之间存在任何直接的相关性。”

但研究结果确实表明,发育机制可能有助于现代大脑形态和功能的演变 - 让我们成为这种感觉,思考我们今天的人。该团队计划继续研究与球状相关的基因,希望它们能揭示这种特性与人类生物学相关的其他方式。我们是地球上唯一留下的人类 - 为什么仍然是个谜。

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