O que torna os cérebros dos humanos modernos tão diferentes dos dos nossos parentes extintos, como os Neandertais? Pesquisadores da Escola de Medicina da UC San Diego, trabalhando com uma equipe internacional, descobriram que os antigos hominídeos, incluindo os primeiros humanos e os grandes símios, foram expostos ao chumbo muito antes do que se pensava, 2 milhões de anos antes de os humanos modernos começarem a extraí-lo. Esta exposição a longo prazo pode ter afetado a forma como os primeiros cérebros evoluíram, prejudicando potencialmente a linguagem e o desenvolvimento social em todos os seres humanos, exceto nos modernos, que possuem variantes genéticas protetoras únicas. Os resultados da pesquisa foram publicados em progresso científico 15 de outubro de 2025.
A equipe examinou dentes fossilizados de 51 espécies de hominídeos encontradas na África, Ásia e Europa. Essas amostras incluem humanos modernos e humanos antigos, como os neandertais, bem como ancestrais humanos primitivos, como Australopithecus africanusbem como grandes primatas extintos, incluindo Macaco gigante negro.
Setenta e três por cento dos fósseis estudados continham vestígios de chumbo e 71 por cento das amostras humanas modernas e antigas apresentavam contaminação. fóssil G. Blakey Datando de 1,8 milhões de anos, os níveis de exposição aguda foram mais elevados.
Anteriormente, pensava-se que os seres humanos começaram a enfrentar exposição grave ao chumbo apenas na história registada, particularmente durante a época romana, quando tubos de chumbo foram utilizados no abastecimento de água, e mais tarde durante a Revolução Industrial. A poluição por chumbo diminuiu somente após o final do século XX.
“Paramos de usar chumbo em nossas vidas diárias quando percebemos o quão tóxico ele era, mas ninguém havia estudado o chumbo na pré-história”, disse o autor correspondente Alysson Muotri, Ph.D., professor de pediatria e medicina celular e molecular na Escola de Medicina da UC San Diego, diretor associado do Centro de Paleostatização e diretor do Centro Integrado de Pesquisa Orbital de Células-Tronco do Espaço Integrado de Sanford.
Para surpresa dos investigadores, os dentes de pessoas nascidas em meados do século XX (décadas de 1940 a 1970), uma época em que a exposição à gasolina e tinta com chumbo era comum, mostraram padrões de chumbo semelhantes aos de fósseis humanos antigos.
Os cientistas acreditam que os humanos antigos e os seus parentes podem ter encontrado chumbo na sua busca por água, tal como os romanos fizeram ao longo da história.
“Uma possibilidade é que eles estivessem procurando cavernas com água corrente”, disse Mutrie. “As cavernas contêm chumbo, então estão todas contaminadas. De acordo com o estudo do esmalte, isso começa muito cedo, na infância”.
A exposição ao chumbo pode perturbar o crescimento e a função cerebral, prejudicando a inteligência e a regulação emocional.
Confrontados com esta evidência, Moutri e a sua equipa começaram a questionar como os humanos modernos foram capazes de prosperar em condições tão tóxicas no seu passado evolutivo.
pequenas mudanças genéticas
Um gene chamado antígeno ventral neurotumoral 1 (Novo 1) desempenha um papel importante na formação do cérebro e no desenvolvimento de sinapses. Como um regulador chave do neurodesenvolvimento, o NOVA1 ajuda a determinar as respostas das células progenitoras neurais à exposição ao chumbo, e distúrbios na sua atividade têm sido implicados em doenças neurológicas.
Quase todos os humanos modernos carregam uma versão do gene NOVA1 que difere da versão neandertal em apenas um par de bases de DNA. Os primeiros trabalhos do grupo Muotri mostraram que a troca de Novo 1 Variantes mais antigas em pequenos modelos cerebrais, chamados organóides, causaram mudanças dramáticas na estrutura e conectividade do cérebro.
“Tudo nos organoides era idêntico, exceto a variação genética, o que nos permitiu perguntar se esta mutação específica entre nós e os neandertais nos dava alguma vantagem”, disse Mutrie. Esta variante antiga acelerou a maturação do cérebro, mas reduziu a complexidade ao longo do tempo. “Se todos os humanos em todo o mundo têm esta nova mutação, então a nossa espécie deve ter sido sujeita a selecção por pressões genéticas muito fortes”.
Para testar se a exposição ao chumbo afeta essa mudança genética, os pesquisadores criaram organoides cerebrais a partir de organoides cerebrais modernos e ancestrais. Novo 1 variantes, expôs-os ao chumbo e monitorou o crescimento de neurônios corticais e talâmicos.
Eles encontraram mudanças no chumbo Novo 1 A atividade de ambos os organoides afeta genes associados a condições como autismo e epilepsia.
No entanto, apenas os antigos Novo 1 Variantes mudam atividade FOXP2um gene crítico para a fala e a linguagem. tenho certeza FOXP2 As mutações têm dificuldade em formar palavras e frases complexas.
“Nas versões antigas da linguagem, esses tipos de neurônios associados à linguagem complexa são suscetíveis à morte. Novo 1“, disse Mutrie.” FOXP2 Compartilhamos os mesmos genes dos Neandertais, mas como eles são regulados Novo 1 Isso pode resultar em diferenças de idioma. “
influências evolutivas
Os resultados do estudo mostram que a aquisição de modernos Novo 1 As variantes podem proteger-nos dos efeitos nocivos do chumbo e promover o desenvolvimento linguístico complexo e a coesão social. Mesmo na presença de contaminação por chumbo, isto pode ter dado aos humanos modernos uma vantagem evolutiva significativa sobre os Neandertais.
Mutrie acredita que estes resultados têm implicações importantes para a compreensão de como os estressores ambientais afetaram o desenvolvimento do cérebro durante a evolução humana. Ele especula que a exposição ao chumbo pode ter contribuído para a extinção dos Neandertais há cerca de 40 mil anos.
“A linguagem é uma vantagem muito importante, é transformadora, é o nosso superpoder”, disse Mutrie. “Como temos uma linguagem, somos capazes de organizar a sociedade e comunicar ideias, permitindo-nos coordenar grandes movimentos. Não há provas de que os Neandertais pudessem ter feito isto. Eles podem ter tido pensamento abstrato, mas não foram capazes de traduzi-lo uns nos outros. Talvez a razão seja porque nunca tiveram um sistema de comunicação tão eficiente como a nossa linguagem complexa.”
Saiba como Novo 1 Variações genéticas podem afetar FOXP2 A expressão ajuda a esclarecer a relação entre a poluição por chumbo e o desenvolvimento do cérebro, e também ajuda a compreender distúrbios neurológicos relacionados à linguagem, incluindo apraxia da fala (um distúrbio que dificulta a produção correta dos sons da fala) e o autismo.
Os coautores do estudo incluem Janaina Sena de Souza, Sandra M. Sanchez-Sanchez, Jose Oviedo, UC San Diego; Marian Bailey e Matthew Tonge, Southern Cross University; Renaud Joannes-Boyau, Southern Cross University e Universidade de Joanesburgo; Justin W. Adams, Universidade de Joanesburgo e Universidade Monash; Christine Austin, Manish Arora, Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, Kira Westaway, Universidade Macquarie; Ian Moffat, Universidade Flinders e Universidade de Cambridge; Wang Wei e Liao Wei, Museu de Antropologia de Guangxi; Zhang Yingqi, Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados, Academia Chinesa de Ciências; Luca Fiorenza, Universidade Monash e Universidade Johann Wolfgang Goethe; Marie-Helene Moncel, Museu Nacional de História Natural; Gary T. Schwartz, Universidade Estadual do Arizona; Luiz Pedro Petroski e Roberto H. Herai, Pontifícia Universidade Católica do Paraná; José Oviedo, Universidade do Arizona; e Bernardo Lemos, Harvard T.H. Escola Chan de Saúde Pública.
Esta pesquisa foi financiada em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (concessão R01 ES027981, P30ES023515, R01ES026033), pelo Conselho Australiano de Pesquisa (concessão DP170101597), pela National Science Foundation (concessão BCS 0962564) e pela Niche Foundation.
Divulgação: Muotri é cofundador e proprietário da TISMOO, empresa especializada em análise genética e organogênese do cérebro humano. Os termos deste acordo foram revisados e aprovados pela UC San Diego de acordo com sua política de conflito de interesses.
