Chronologia zmian genetycznych w milionach lat ludzkiej ewolucji pokazuje, że warianty związane z wyższą inteligencją pojawiły się najszybciej około 500 000 lat temu, a zaraz potem były śledzone mutacje, które sprawiły, że jesteśmy bardziej podatni na zaburzenia psychiczne.
Wyniki sugerują „kompromis” w ewolucji mózgu między inteligencją a problemami psychiatrycznymi, mówi Ilan Libedinsky z Centrum Neurogenomiki i Badań Kognitywnych w Amsterdamie, w Holandii.
„Mutacje związane z zaburzeniami psychiatrycznymi objęły najwyraźniej część genomu, w którą zaangażowana jest również inteligencja. Więc jest tam pewne nakładanie się,” mówi Libedinsky. „[Postępy w poznawaniu] mogły przyjść kosztem zwiększenia podatności naszych mózgów na zaburzenia psychiczne.”
Człowiek oddzielił się od naszych najbliższych żyjących krewnych – szympansów i bonobo – ponad 5 milionów lat temu, a od tego czasu rozmiar naszych mózgów potroił się, przy najszybszym wzroście przez ostatnie 2 miliony lat.
Choć skamieniałości pozwalają naukowcom badać zmiany w wielkości i kształcie mózgu, nie mogą zbyt wiele powiedzieć o tym, na co były zdolne te mózgi.
Ostatnio jednak badania skojarzeń na szeroką skalę obejmujące DNA wielu osób miały na celu określenie, które mutacje korelują z cechami, takimi jak inteligencja, wielkość mózgu, wzrost i różne rodzaje chorób. W międzyczasie inne zespoły analizowały konkretne aspekty mutacji, które sugerują ich wiek, co pozwala oszacować, kiedy te warianty pierwszy raz się pojawiły.
Libedinsky i jego koledzy połączyli oba te metody po raz pierwszy, aby stworzyć ewolucyjną chronologię genetyki mózgu ludzkiego.
„Nie mamy żadnych śladów dotyczących poznania naszych przodków pod względem ich zachowania i problemów psychicznych – tych nie znajdziesz w paleontologicznych rekordach,” mówi. „Chcieliśmy zobaczyć, czy moglibyśmy zbudować rodzaj „wehikułu czasu” z naszym genomem, aby to wyjaśnić.”
Zespół zbadał ewolucyjne pochodzenie 33 000 wariantów genetycznych znalezionych u współczesnych ludzi, które są powiązane z różnymi cechami, w tym strukturą mózgu i różnymi wymiarami kognicji oraz warunkami psychiatrycznymi, a także cechami fizycznymi i zdrowotnymi, takimi jak kształt oka i rak. Większość tych mutacji genetycznych wykazuje tylko słabe związki z cechą, mówi Libedinsky. „Powiązania mogą być użytecznymi punktami wyjścia, ale są dalekie od deterministycznych.”
Stwierdzili, że większość tych wariantów genetycznych pojawiła się między około 3 milionami a 4000 lat temu, a nastąpił wybuch nowych w ostatnich 60 000 lat – w czasie, gdy Homo sapiens przeprowadził główną migrację poza Afrykę.
Warianty związane z bardziej zaawansowanymi zdolnościami poznawczymi ewoluowały stosunkowo niedawno w porównaniu z tymi dla innych cech, mówi Libedinsky. Na przykład te związane z inteligencją płynną – w zasadzie logicznym rozwiązywaniem problemów w nowych sytuacjach – pojawiły się średnio około 500 000 lat temu. Jest to około 90 000 lat później niż warianty związane z rakiem, i niemal 300 000 lat po tych związanych z funkcjami metabolicznymi i zaburzeniami. Te warianty związane z inteligencją zostały śledzone przez warianty związane z problemami psychiatrycznymi, średnio około 475 000 lat temu.
Ten trend powtarzał się około 300 000 lat temu, kiedy pojawiło się wiele wariantów wpływających na kształt kory mózgowej – zewnętrznej warstwy mózgu odpowiedzialnej za kognicję na wyższym poziomie. W ciągu ostatnich 50 000 lat pojawiło się wiele wariantów związanych z językiem, które zostały śledzone przez warianty związane z nałogiem alkoholowym oraz depresją.
„Mutacje związane z bardzo podstawową strukturą układu nerwowego pojawiają się nieco wcześniej niż mutacje dotyczące kognicji czy inteligencji, co ma sens, ponieważ musisz najpierw rozwinąć swój mózg, aby móc wykształcić wyższą inteligencję,” mówi Libedinsky. „A następnie mutacja związana z inteligencją pojawia się przed zaburzeniami psychiatrycznymi, co również ma sens. Najpierw musisz być inteligentny i umieć posługiwać się językiem, zanim pojawią się dysfunkcje w tych zdolnościach.
Datowane fakty zgadzają się również z dowodami sugerującymi, iż Homo sapiens nabył niektóre związane z konsumpcją alkoholu i zaburzeniami nastroju od zdarzeń krzyżowania się z Neandertalczykami,” dodaje.
DLaczego ewolucja nie pozbyła się wariantów predysponujących do zaburzeń psychiatrycznych nie jest jasne, ale może być to z powodu skromnych skutków i możliwości przynoszenia korzyści w niektórych kontekstach, sugeruje Libedinsky.
„Ten rodzaj pracy jest ekscytujący, ponieważ pozwala naukowcom przeanalizować długotrwałe pytania dotyczące ewolucji człowieka, testować hipotezy w konkretny sposób za pomocą danych z prawdziwego świata pozyskanych z naszych genomów,” mówi Simon Fisher z Instytutu Maxa Plancka do Badań Psycholingwistycznych w Nijmegen, w Holandii.
Niemniej jednak tego rodzaju badania mogą badać tylko miejsca genetyczne, które wciąż różnią się między żywymi ludźmi – co oznacza, że pomija starsze, teraz uniwersalne zmiany, które mogą być kluczowe dla naszej ewolucji, dodaje Fisher. Opracowanie narzędzi do sondowania „stałych” obszarów mogłoby dostarczyć głębszego zrozumienia tego, co naprawdę czyni nas ludźmi, dodaje.
