·那些偶然得到“現(xiàn)代版”NOVA1基因的個(gè)體（早期智人），因?yàn)槟芨玫氐钟U的神經(jīng)毒性，其大腦功能、語言能力乃至社會凝聚力可能因此得到更好的保障。這一優(yōu)勢最終讓這個(gè)版本的基因在智人群體中流傳下來，成為我們物種的標(biāo)志之一。

人們普遍認(rèn)為，鉛中毒是工業(yè)革命后才出現(xiàn)的現(xiàn)代公害，是人類活動向環(huán)境大量排放鉛所致。然而，一項(xiàng)于10月15日發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）上的新研究發(fā)現(xiàn)，我們的遠(yuǎn)古祖先，包括南方古猿、尼安德特人等，在長達(dá)200萬年的時(shí)間里也曾常常暴露于鉛環(huán)境中。研究人員們還發(fā)現(xiàn)，這種環(huán)境壓力可能篩選出我們現(xiàn)代人獨(dú)特基因，最終賦予我們復(fù)雜語言和社交能力的演化優(yōu)勢。

該研究使用了一批來自非洲、亞洲、歐洲等地、時(shí)間長達(dá)200萬年的古老牙齒化石樣本。這些化石來自南方古猿、傍人、早期人屬、巨猿、尼安德特人等多個(gè)已滅絕的古人類和近親物種。研究團(tuán)隊(duì)利用高精度的激光技術(shù)，像閱讀樹木年輪一樣逐層掃描這些牙齒的微觀結(jié)構(gòu)。他們在73%的樣本中都發(fā)現(xiàn)了清晰的“鉛帶”——這是個(gè)體在牙齒發(fā)育期間，周期性地將鉛元素整合進(jìn)牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)中留下的痕跡。

這一發(fā)現(xiàn)證明鉛暴露可能不是現(xiàn)代現(xiàn)象，而是一種貫穿人類演化史的、普遍存在的環(huán)境挑戰(zhàn)。鉛是一種神經(jīng)毒素，暴露在富含鉛的環(huán)境中可能會導(dǎo)致心血管疾病、學(xué)習(xí)障礙，甚至與犯罪等行為失調(diào)現(xiàn)象有關(guān)。這樣的環(huán)境對于古人類的演化或許產(chǎn)生了重要的影響。

為了進(jìn)一步探索這個(gè)問題，研究團(tuán)隊(duì)將目光鎖定在一個(gè)關(guān)鍵的基因——NOVA1上，這個(gè)基因在大腦早期發(fā)育和神經(jīng)元連接中扮演著“總指揮”的角色，負(fù)責(zé)很多神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因的剪切，并影響它們的最終的表達(dá)水平。考慮到鉛對大腦的影響，NOVA1很有可能對鉛環(huán)境做出反應(yīng)。

此前的研究已經(jīng)證實(shí)，我們的祖先現(xiàn)代智人（Homo sapiens）擁有一個(gè)獨(dú)特的NOVA1基因版本，而我們已滅絕的近親——尼安德特人和丹尼索瓦人——則攜帶的是另一個(gè)“古老版”。研究人員大膽推測：會不會是鉛環(huán)境對攜帶不同NOVA1基因版本的古人類產(chǎn)生了不同的影響，最終讓智人獲得了演化優(yōu)勢？

為了驗(yàn)證這一猜想，該團(tuán)隊(duì)利用干細(xì)胞技術(shù)在培養(yǎng)皿中培育出類腦器官模型，它們是一小塊由神經(jīng)元細(xì)胞構(gòu)成的組織，可以部分模擬大腦的活動。通過基因編輯技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)分別制造了帶有“現(xiàn)代版”和“古老版”NOVA1基因的模型。

當(dāng)研究人員將微量的鉛引入這些“微型大腦”的培養(yǎng)環(huán)境中時(shí)，攜帶“古老版”NOVA1基因的腦類器官表現(xiàn)出明顯的脆弱性——這些樣本的FOXP2的基因表達(dá)受到了嚴(yán)重干擾，而攜帶“現(xiàn)代版”NOVA1基因的腦類器官則表現(xiàn)出了更強(qiáng)的抵抗力。FOXP2被譽(yù)為“語言基因”，它對人類發(fā)展出復(fù)雜的語言能力至關(guān)重要。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著，在數(shù)百萬年前，當(dāng)鉛通過水源、土壤或食物鏈等方式進(jìn)入古人類體內(nèi)時(shí)，那些攜帶“古老版”NOVA1基因的個(gè)體（如尼安德特人）的大腦發(fā)育可能受到損害，特別是與語言和社交功能相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這可能導(dǎo)致他們的群體協(xié)作和溝通效率降低。

那些偶然得到“現(xiàn)代版”NOVA1基因的個(gè)體（早期智人），因?yàn)槟芨玫氐钟U的神經(jīng)毒性，其大腦功能、語言能力乃至社會凝聚力可能因此得到更好的保障。這一優(yōu)勢最終讓這個(gè)版本的基因在智人群體中流傳下來，成為我們物種的標(biāo)志之一。

研究團(tuán)隊(duì)將這種基因與環(huán)境的協(xié)同演化過程視為現(xiàn)代人類認(rèn)知能力演化的一條重要線索。它表明，我們之所以成為今天的我們，不僅是因?yàn)榛虻膫鞒校且驗(yàn)槲覀兊淖嫦仍谂c復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行長期互動和適應(yīng)中獲得了演化優(yōu)勢。

這項(xiàng)研究巧妙地融合了古生物學(xué)、地球化學(xué)、遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)，為我們理解人類的獨(dú)特之處提供了一個(gè)新的視角。研究人員也指出，腦類器官只是一個(gè)簡化的模型，無法完全模擬真實(shí)大腦的復(fù)雜性。未來需要在動物模型或人類-動物混合系統(tǒng)中進(jìn)一步驗(yàn)證鉛暴露對 NOVA1-FOXP2 網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)生物學(xué)影響，以及它是否真的會改變語言相關(guān)的行為。

參考文獻(xiàn)：

Renaud Joannes-Boyau et al. ,Impact of intermittent lead exposure on hominid brain evolution.Sci. Adv.11,eadr1524(2025).DOI:10.1126/sciadv.adr1524