أظهر بحث جديد من جامعة كاليفورنيا – سان دييغو، نُشر في مجلة Science Advances وغطّته Science Daily، أن أشباه البشر القدماء، بمن فيهم النياندرتال، تعرّضوا للرصاص قبل مليوني عام من بدء الإنسان الحديث تعدينه، ما قد يكون أعاق تطور اللغة والمهارات الاجتماعية لديهم. وبينت الدراسة أن طفرة صغيرة في جين NOVA1 منحت الإنسان الحديث قدرة أكبر على مقاومة الآثار العصبية السامة للرصاص، وهو ما قد يكون ساعده على تطوير لغة معقدة وتعزيز التماسك الاجتماعي، مما أعطاه ميزة تطورية حاسمة. وتشير النتائج إلى أن التلوث البيئي لعب دورًا مهمًا في تشكيل الدماغ البشري، وربما ساهم في انقراض النياندرتال. كما يربط البحث بين تنظيم جيني محدد (NOVA1 وFOXP2) وتطور القدرات اللغوية، مسلطًا الضوء على العلاقة بين العوامل البيئية والجينات في التاريخ التطوري للإنسان.
From poison to power: How lead exposure helped shape human intelligence
ما الذي جعل دماغ الإنسان الحديث مختلفًا جدًا عن أدمغة أقربائنا المنقرضين، مثل النياندرتال؟ اكتشف باحثون في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو، إلى جانب فريق دولي، أن أشباه البشر القدماء، بما في ذلك الإنسان الأول والرئيسيات العظمى، قد تواصلوا مع الرصاص في وقت أبكر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا — قبل ما يصل إلى مليوني سنة من بدء الإنسان الحديث تعدينه. وقد يكون هذا التعرض الطويل الأمد قد أثّر على كيفية تطور أدمغة الأوائل، وربما أعاق تطور اللغة والمهارات الاجتماعية لدى الجميع باستثناء الإنسان الحديث، الذي يمتلك متغيرًا جينيًا واقيًا فريدًا. نُشرت النتائج في مجلة Science Advances في 15 أكتوبر 2025.
فحص الفريق أسنانًا متحجرة تعود إلى 51 من أشباه البشر عُثر عليها في إفريقيا وآسيا وأوروبا. شملت العينات كلاً من البشر المعاصرين والبشر البدائيين مثل النياندرتال، وأسلاف الإنسان الأوائل مثل Australopithecus africanus، والرئيسيات العظمى المنقرضة بما في ذلك Gigantopithecus blacki. وُجدت آثار للرصاص في 73٪ من الأحافير التي تمت دراستها، مع إظهار 71٪ من عينات البشر المعاصرين والبدائيين وجود تلوث. وأظهرت أحافير G. blacki التي تعود إلى 1.8 مليون سنة أعلى مستويات التعرض الحاد.
كان يُعتقد في السابق أن البشر بدأوا يواجهون تعرضًا كبيرًا للرصاص فقط في التاريخ المدوّن، وخاصة في العصر الروماني، عندما استُخدمت الأنابيب الرصاصية في أنظمة المياه، ولاحقًا خلال الثورة الصناعية. وتراجع تلوث الرصاص فقط بعد أواخر القرن العشرين. قالت المؤلفة المسؤولة أليسون موتري (Alysson Muotri)، الحاصلة على درجة الدكتوراه، وأستاذة طب الأطفال وطب الخلايا الجزيئية في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا سان دييغو، ونائبة مديرة مركز Archealization، ومديرة مركز Sanford Integrated Space Stem Cell Orbital Research: «توقفنا عن استخدام الرصاص في حياتنا اليومية عندما أدركنا مدى سُميته، ولكن لم يسبق لأحد أن درس الرصاص في عصور ما قبل التاريخ».
وإلى دهشة الباحثين، أظهرت الأسنان المأخوذة من أشخاص وُلدوا في منتصف القرن العشرين (من أربعينيات حتى سبعينيات القرن الماضي)، وهي فترة كان فيها التعرض للبنزين الرصاصي والطلاء المحتوي على الرصاص واسع الانتشار، أنماط رصاص مماثلة لأحافير البشر القدماء. يقترح العلماء أن البشر القدماء وأقرباءهم ربما واجهوا الرصاص أثناء بحثهم عن المياه، تمامًا كما فعل الرومان لاحقًا في التاريخ.
قالت موتري: «إحدى الاحتمالات هي أنهم كانوا يبحثون عن كهوف تحتوي على مياه جارية في داخلها. الكهوف تحتوي على الرصاص، ولهذا كان الجميع ملوثين. وبالاعتماد على دراسات مينا الأسنان، فقد بدأ ذلك في مرحلة مبكرة جدًا من الطفولة».
يُعطّل التعرض للرصاص نمو الدماغ ووظائفه، مما يضعف الذكاء والتنظيم العاطفي. وبمواجهة هذه الأدلة، بدأ موتري وفريقه يتساءلون كيف تمكن الإنسان الحديث من الازدهار رغم هذه الظروف السامة خلال ماضيه التطوري.
فحص الفريق أسنانًا متحجرة تعود إلى 51 من أشباه البشر عُثر عليها في إفريقيا وآسيا وأوروبا. شملت العينات كلاً من البشر المعاصرين والبشر البدائيين مثل النياندرتال، وأسلاف الإنسان الأوائل مثل Australopithecus africanus، والرئيسيات العظمى المنقرضة بما في ذلك Gigantopithecus blacki. وُجدت آثار للرصاص في 73٪ من الأحافير التي تمت دراستها، مع إظهار 71٪ من عينات البشر المعاصرين والبدائيين وجود تلوث. وأظهرت أحافير G. blacki التي تعود إلى 1.8 مليون سنة أعلى مستويات التعرض الحاد.
كان يُعتقد في السابق أن البشر بدأوا يواجهون تعرضًا كبيرًا للرصاص فقط في التاريخ المدوّن، وخاصة في العصر الروماني، عندما استُخدمت الأنابيب الرصاصية في أنظمة المياه، ولاحقًا خلال الثورة الصناعية. وتراجع تلوث الرصاص فقط بعد أواخر القرن العشرين. قالت المؤلفة المسؤولة أليسون موتري (Alysson Muotri)، الحاصلة على درجة الدكتوراه، وأستاذة طب الأطفال وطب الخلايا الجزيئية في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا سان دييغو، ونائبة مديرة مركز Archealization، ومديرة مركز Sanford Integrated Space Stem Cell Orbital Research: «توقفنا عن استخدام الرصاص في حياتنا اليومية عندما أدركنا مدى سُميته، ولكن لم يسبق لأحد أن درس الرصاص في عصور ما قبل التاريخ».
وإلى دهشة الباحثين، أظهرت الأسنان المأخوذة من أشخاص وُلدوا في منتصف القرن العشرين (من أربعينيات حتى سبعينيات القرن الماضي)، وهي فترة كان فيها التعرض للبنزين الرصاصي والطلاء المحتوي على الرصاص واسع الانتشار، أنماط رصاص مماثلة لأحافير البشر القدماء. يقترح العلماء أن البشر القدماء وأقرباءهم ربما واجهوا الرصاص أثناء بحثهم عن المياه، تمامًا كما فعل الرومان لاحقًا في التاريخ.
قالت موتري: «إحدى الاحتمالات هي أنهم كانوا يبحثون عن كهوف تحتوي على مياه جارية في داخلها. الكهوف تحتوي على الرصاص، ولهذا كان الجميع ملوثين. وبالاعتماد على دراسات مينا الأسنان، فقد بدأ ذلك في مرحلة مبكرة جدًا من الطفولة».
يُعطّل التعرض للرصاص نمو الدماغ ووظائفه، مما يضعف الذكاء والتنظيم العاطفي. وبمواجهة هذه الأدلة، بدأ موتري وفريقه يتساءلون كيف تمكن الإنسان الحديث من الازدهار رغم هذه الظروف السامة خلال ماضيه التطوري.
طفرة جينية صغيرة
يلعب الجين المعروف باسم NOVA1 (neuro-oncological ventral antigen 1) دورًا رئيسيًا في تكوين الدماغ وتطور المشابك العصبية. وبصفته منظمًا أساسيًا للتطور العصبي، يساعد NOVA1 على تحديد كيفية استجابة الخلايا العصبية الجذعية للتعرض للرصاص، وترتبط الاضطرابات في نشاطه باضطرابات عصبية.
يحمل جميع البشر المعاصرين تقريبًا نسخة من جين NOVA1 تختلف بزوج واحد فقط من القواعد النووية عن النسخة الموجودة لدى النياندرتال. وقد أظهر عمل سابق لفريق موتري أن استبدال NOVA1 الحديث بالمتغير الأقدم في نماذج الدماغ المصغرة (organoids) تسبب في تغيرات دراماتيكية في بنية الدماغ واتصاله.
قالت موتري: «كل شيء في العضيات متطابق باستثناء هذا المتغير الجيني، مما يسمح لنا بطرح السؤال عما إذا كانت هذه الطفرة المحددة بيننا وبين النياندرتال تمنحنا أي ميزة». وقد سرّع المتغير القديم من نضج الدماغ لكنه أدى إلى تقليل التعقيد مع مرور الوقت. «إذا كان جميع البشر يمتلكون هذه الطفرة الجديدة في جميع أنحاء العالم، فلا بد أن ضغطًا جينيًا قويًا قد اختارها في نوعنا».
لاختبار ما إذا كان التعرض للرصاص قد شكّل هذا التحول الجيني، أنشأ الباحثون عضيات دماغية تحتوي على نسختي NOVA1 الحديثة والقديمة، وعرّضوها للرصاص، وراقبوا نمو الخلايا العصبية القشرية والمهادية. وجدوا أن الرصاص غيّر نشاط NOVA1 في كلا النوعين من العضيات، مؤثرًا في الجينات المرتبطة بحالات مثل التوحد والصرع.
ومع ذلك، فإن المتغير القديم من NOVA1 فقط هو الذي غيّر نشاط جين FOXP2، وهو جين حاسم للكلام واللغة. ويواجه الأشخاص الذين يعانون من طفرات معينة في FOXP2 صعوبة في تكوين كلمات وجمل معقدة. قالت موتري: «هذا النوع من الخلايا العصبية المرتبطة باللغة المعقدة يكون عرضة للموت في النسخة القديمة من NOVA1. إن جين FOXP2 متطابق بيننا وبين النياندرتال، ولكن طريقة تنظيم هذا الجين بواسطة NOVA1 هي على الأرجح ما يساهم في الاختلافات اللغوية».
يحمل جميع البشر المعاصرين تقريبًا نسخة من جين NOVA1 تختلف بزوج واحد فقط من القواعد النووية عن النسخة الموجودة لدى النياندرتال. وقد أظهر عمل سابق لفريق موتري أن استبدال NOVA1 الحديث بالمتغير الأقدم في نماذج الدماغ المصغرة (organoids) تسبب في تغيرات دراماتيكية في بنية الدماغ واتصاله.
قالت موتري: «كل شيء في العضيات متطابق باستثناء هذا المتغير الجيني، مما يسمح لنا بطرح السؤال عما إذا كانت هذه الطفرة المحددة بيننا وبين النياندرتال تمنحنا أي ميزة». وقد سرّع المتغير القديم من نضج الدماغ لكنه أدى إلى تقليل التعقيد مع مرور الوقت. «إذا كان جميع البشر يمتلكون هذه الطفرة الجديدة في جميع أنحاء العالم، فلا بد أن ضغطًا جينيًا قويًا قد اختارها في نوعنا».
لاختبار ما إذا كان التعرض للرصاص قد شكّل هذا التحول الجيني، أنشأ الباحثون عضيات دماغية تحتوي على نسختي NOVA1 الحديثة والقديمة، وعرّضوها للرصاص، وراقبوا نمو الخلايا العصبية القشرية والمهادية. وجدوا أن الرصاص غيّر نشاط NOVA1 في كلا النوعين من العضيات، مؤثرًا في الجينات المرتبطة بحالات مثل التوحد والصرع.
ومع ذلك، فإن المتغير القديم من NOVA1 فقط هو الذي غيّر نشاط جين FOXP2، وهو جين حاسم للكلام واللغة. ويواجه الأشخاص الذين يعانون من طفرات معينة في FOXP2 صعوبة في تكوين كلمات وجمل معقدة. قالت موتري: «هذا النوع من الخلايا العصبية المرتبطة باللغة المعقدة يكون عرضة للموت في النسخة القديمة من NOVA1. إن جين FOXP2 متطابق بيننا وبين النياندرتال، ولكن طريقة تنظيم هذا الجين بواسطة NOVA1 هي على الأرجح ما يساهم في الاختلافات اللغوية».
الآثار التطورية
تشير النتائج إلى أن اكتساب المتغير الحديث من جين NOVA1 قد يكون قد وفّر لنا حماية من الآثار الضارة للرصاص، مما عزّز تطور اللغة المعقدة والتماسك الاجتماعي. وقد يكون ذلك قد منح الإنسان الحديث ميزة تطورية كبيرة على النياندرتال، حتى في ظل وجود التلوث بالرصاص. تعتقد موتري أن لهذه النتائج آثارًا مهمة لفهم كيفية تأثير الضغوط البيئية في تشكيل نمو الدماغ أثناء تطور الإنسان. ويُرجّح أن التعرض للرصاص ربما ساهم في انقراض النياندرتال قبل حوالي 40 ألف سنة.
قالت موتري: «اللغة ميزة مهمة للغاية، إنها تحوّل كل شيء، إنها قوتنا الخارقة. لأن لدينا لغة، فإننا قادرون على تنظيم المجتمع وتبادل الأفكار، مما يسمح لنا بتنسيق حركات واسعة النطاق. لا يوجد دليل على أن النياندرتال كانوا قادرين على فعل ذلك. ربما كانت لديهم القدرة على التفكير المجرد، لكنهم لم يكونوا قادرين على نقل ذلك لبعضهم البعض. وربما كان السبب هو أنهم لم يمتلكوا نظام تواصل فعال مثل لغتنا المعقدة».
يساعد فهم كيفية تأثير متغيرات جين NOVA1 على تعبير جين FOXP2 في توضيح العلاقة بين التلوث بالرصاص وتطور الدماغ، كما يُلقي الضوء على الاضطرابات العصبية المرتبطة باللغة، بما في ذلك تعذر الأداء النطقي (speech apraxia) — وهي حالة تجعل من الصعب إنتاج أصوات الكلام بشكل صحيح — بالإضافة إلى التوحد.
قالت موتري: «اللغة ميزة مهمة للغاية، إنها تحوّل كل شيء، إنها قوتنا الخارقة. لأن لدينا لغة، فإننا قادرون على تنظيم المجتمع وتبادل الأفكار، مما يسمح لنا بتنسيق حركات واسعة النطاق. لا يوجد دليل على أن النياندرتال كانوا قادرين على فعل ذلك. ربما كانت لديهم القدرة على التفكير المجرد، لكنهم لم يكونوا قادرين على نقل ذلك لبعضهم البعض. وربما كان السبب هو أنهم لم يمتلكوا نظام تواصل فعال مثل لغتنا المعقدة».
يساعد فهم كيفية تأثير متغيرات جين NOVA1 على تعبير جين FOXP2 في توضيح العلاقة بين التلوث بالرصاص وتطور الدماغ، كما يُلقي الضوء على الاضطرابات العصبية المرتبطة باللغة، بما في ذلك تعذر الأداء النطقي (speech apraxia) — وهي حالة تجعل من الصعب إنتاج أصوات الكلام بشكل صحيح — بالإضافة إلى التوحد.