Az ólom az emberi agy evolúciójába is beleszólhatott

A modern kori (sőt, már az ókori ) ólomszennyezés jól ismert, egy új kutatás szerint azonban jóval régebbi lehet fajunk és elődeinek találkozása ezzel a mérgező nehézfémmel. Az Arizona Állami Egyetem számolt be arról a nemzetközi kutatásról, amelyben az ólomnak az emberelődök, a modern ember és a neandervölgyi ember agyára tett hatásait is vizsgálták.

Úgy tűnik, a hominidák már 2 millió éve időről időre találkoztak ezzel a nehézfémmel, s ennek az agy evolúciójára, a viselkedésünk és a beszéd kialakulására is hatása volt. A vizsgálatok egy olyan különbséget is feltártak, amelyből kiderülhet, miként tudta a modern ember felváltani a neandervölgyieket.

A kutatócsoport többféle módszert kombinálva járta körül a kérdést. Elemeztek 51 fogat, a régmúltban és ma élt emberszabásúak, emberelődök és modern emberek maradványait. A fogakban a fognövekedés során a környezetből a szervezetbe jutó anyagok megőrződnek, így a fognövekedés egyes rétegeit vizsgálva kideríthetők, milyen szennyeződésekkel, például nehézfémmel találkoztak az érintett élőlények.

E rétegek vizsgálatával derült fény arra, hogy már több mint 2 millió évvel ezelőtt is bejutott az Australopithecus, illetve Paranthropus és a korai Homo fajok Dél-Afrikában élt egyedeinek szervezetébe az ólom. Hasonlóképp környezeti ólommal találkoztak a Kínában 1,8 millió éve élt ősi orangután rokonok (Gigantopithecus és Pongo) – ezekben az ősmaradványokban volt a legtöbb ismétlődő ólomterhelésre utaló réteg.

Francia, 125-80 ezer évvel ezelőtti lelőhelyen előkerült neandervölgyi ember maradványokban, valamint kínai, 100 ezer évvel ezelőtti modern ember maradványokban (ezek a korai, Afrikát elhagyó kivándorlások embercsoportjai kihaltak, gyakorlatilag sikertelenek voltak) is kimutatták az ólom jelenlétét.

Honnan került ólom ezekbe az elődeinkbe, rokonainkba?

Az ólom teljesen természetes fém, jelen van a különféle kőzetekben, amelyek a földkéreg részét képezik, gyakori ásványi formája például a galenit. Ezeket a kőzeteket az eróziós folyamatok felaprózzák, porként a levegőbe is emelkedhet, vizekkel távolabbra eljuthat. Ráadásul ez az elem fel is halmozódhat, például barlangokban, és megnőhet a koncentrációja például a barlangok vizeiben.

A felszíni tavak, mocsarak vizeiben összegyűlő ólmot felveszik a növények, illetve az azokat evő állatok, így tovább dúsulhat a koncentrációja. Amikor az ember elfogyasztja az ólmot tartalmazó vizet vagy táplálékot, akkor még tovább halmozódik az emberi szervezetben is ez a nehézfém.

Szintén ólomforrást jelenthet egy-egy közeli vulkán is. Mindezek azt is jelentik, hogy az ólom kimondottan bizonyos földrajzi helyekhez kötötten fordul elő nagyobb mennyiségben, és akik e területeken éltek, azok szervezetébe kerülhetett be jelentősebb arányban.

Gyakorlatilag egy-egy élőlény lakhelyének, élőhelyének geológiai és vízrajzi adottságai határozták meg, hogy mennyi ólommal találkozhatott – Dél-Afrikában és Dél-Kínában akár nagyon magas koncentráció is kialakulhatott. A fogakban mért ólom azt jelzi, hogy ezek az elődeink, rokonaink nem folyamatosan, hanem időszakosan találkoztak a környezeti ólomszennyezéssel.

A dél-kínai ős-orangutánok esetében volt olyan, hogy a ma élő ember fogához képest 50-szeres ólomkoncentrációt találtak, ami már egészségügyi és viselkedési zavarokat okozhatott. Itt is, és Dél-Afrikában is olyan körülmények álltak fenn, amelyek miatt gyakorlatilag ismétlődő ólommérgezés érhette az e helyen élő embert és állatot. Ez a mennyiség ahhoz fogható, mint amit az 1970-es években, az ólmozott benzin és az ólom hétköznapi felhasználásának csúcsidőszakában egyes szennyezett városok, például Chicago lakói extrémebb esetekben elszenvedhettek.

Nem maradt hatás nélküli az ólomszennyezés

A kutatók speciális kísérleteket is végeztek. Ehhez úgynevezett agy-organoidokat használtak: ezek őssejtekből laborban növesztett miniatűr agy-részek, az agy egyes területeit, annak fejlődését lehet így vizsgálni anélkül, hogy élőlényt kellene ebben feláldozni.

A kutatók most olyan agyterületeket megtestesítő organoidokat vizsgáltak, amelyek a gondolkodás, illetve a beszéd felelős régiói voltak. Mivel a kiinduló sejteket génszerkesztéssel lehet változtatni, így tudtak neandervölgyire jellemző organoidot, illetve modern emberi változatot is készíteni. Ezeket azután különféle mennyiségű ólomnak kitéve az ólomra adott sejtszintű válaszokat is felmérték.

Talán a kutatás legérdekesebb eredménye is ebből következett. Azt találták, hogy a neandervölgyiek agya érzékenyebb volt az ólomszennyezésre, sérültek az idegsejtek közti kapcsolatok, nem volt egyenletes az idegsejtek genetikai irányítása sem. Egészen úgy tűnik, hogy a modern ember által hordozott génváltozat védelmet nyújt az ólom neurotoxikus hatásaival szemben. Ez pedig evolúciós előnyt jelenthetett, akár a beszédképesség, akár a társas viselkedés terén.

A modern ember és a neandervölgyi ember fejlődési ága 500-800 ezer éve vált ketté, a kérdéses, a modern embert segítő génváltozat ezt követően, kb. 350 ezer éve jelent meg elődeinkben. Ez azt jelenti, hogy nem közvetlenül a 2 millió éve élt hominidák hagyták ránk e gént, hanem az a szelekciós nyomás, amelyben ők is és a később élt elődeink is folyamatosan éltek. Az ólom is folyamatosan velünk volt, és csak sok százezer évvel később hozta létre ez az állandó nyomás a modern embert segítő génváltozatot.