كيف أصبح البشر على ما نحن عليه اليوم هو سؤال يحاول العلماء الإجابة عنه لفترة طويلة. كيف طورنا مثل هذه القدرات المعرفية المتقدمة ، مما أدى إلى نشوء لغة معقدة وشعر وعلم الصواريخ؟ بأي طريقة يختلف دماغ الإنسان الحديث عن دماغ أقرب أقربائنا التطوريين ، مثل البشر البدائيون و Denisovans?
عن طريق إعادة إدخال الجينات القديمة من هذه الأنواع المنقرضة إلى أدمغة بشرية صغيرة- مجموعات من الخلايا الجذعية التي نمت في المختبر تنظم نفسها في نسخ صغيرة من أدمغة البشر - بدأ العلماء في إيجاد أدلة جديدة.
يأتي معظم ما نعرفه عن التطور البشري من دراسة الحفريات والعظام القديمة. نحن نعلم أن إنسان نياندرتال ودينيسوفان تباعدا عن البشر منذ حوالي 500,000-600,000 سنة، وأن آخر إنسان نياندرتال لم يختف من أوروبا إلا منذ حوالي 40,000 ألف عام.
أظهرت الأبحاث أيضًا أن البشر وإنسان نياندرتال تزاوج، وأن إنسان نياندرتال كان كثيرًا اكثر تطورا مما كان يعتقد سابقا.
من دراسة حجم وشكل جماجم متحجرة، نعلم أيضًا أن أدمغة البشر القدامى كانت تقريبًا بنفس حجم جماجم الإنسان الحديث ، إن لم تكن أكبر ، ويبدو أنها ذات أشكال مختلفة. ومع ذلك ، على الرغم من أن مثل هذه الاختلافات قد تكون مرتبطة بقدرات ووظائف معرفية مختلفة ، إلا أن الأحافير لا تستطيع وحدها تفسير كيفية تأثير الأشكال على الوظيفة. لحسن الحظ ، قدمت التطورات التكنولوجية الحديثة طريقًا جديدًا لفهم كيف نختلف عن أقربائنا المنقرضين.
سمح تسلسل الحمض النووي القديم للعلماء بمقارنة جينات إنسان نياندرتال ودينيسوفان مع جينات الإنسان الحديث. لقد ساعد هذا تحديد الاختلافات وأوجه الشبه، مما يكشف أننا نشارك معظم حمضنا النووي مع إنسان نياندرتال ودينيسوفان.
ومع ذلك ، في مناطق محددة ، هناك متغيرات جينية يحملها البشر المعاصرون حصريًا. قد تكون مناطق الحمض النووي الخاصة بالإنسان مسؤولة عن السمات التي تفصل بين جنسنا وأقاربنا المنقرضين. من خلال فهم كيفية عمل هذه الجينات ، يمكننا بالتالي التعرف على السمات الفريدة للإنسان الحديث.
أشارت الدراسات التي تقارن تسلسل الحمض النووي القديم والحديث إلى الاختلافات في الجينات مهم للوظيفة والسلوك والتنمية من الدماغ - على وجه الخصوص الجينات المشاركة في انقسام الخلايا والمشابك (التي تنقل نبضات عصبية كهربائية بين الخلايا). تشير هذه الدراسات إلى أن الدماغ البشري ينضج بشكل أبطأ من الإنسان البدائي.
على وجه التحديد ، تطوير القشرة المخية الجبهية عند الرضع ، الذين يُعتقد أنهم يشاركون في الإدراك العالي المستوى مثل صنع القرار ، ربما تغيروا بشكل كبير ولكن بشكل خفي منذ الانشقاق عن إنسان نياندرتال. يصل البشر أيضًا إلى مرحلة النضج الجنسي في وقت متأخر عن أسلافهم ، مما قد يساعد في تفسير سبب عيشنا لفترة أطول.
تزايد العقول
لطالما كان من غير الواضح أي التغيرات التطورية كانت الأكثر أهمية. فريق من العلماء بقيادة أليسون موتري في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، نشرت مؤخرا دراسة في علوم التي تلقي بعض الضوء على هذا السؤال.
لقد فعلوا ذلك عن طريق تنمية أدمغة صغيرة - والتي تُعرف علميًا باسم "عضويات" - من الخلايا الجذعية المشتقة من الجلد. عضويات الدماغ ليست واعية بالطريقة التي نحن عليها - فهي بسيطة للغاية ولا تصل إلى أحجام أكبر من حوالي خمسة أو ستة مليمترات ، بسبب نقص إمدادات الدم. لكنها يمكن أن تصدر موجات دماغية وتنمو شبكات عصبية معقدة نسبيًا تستجيب للضوء.
أدخل الفريق نسخة منقرضة من جين يشارك في نمو الدماغ في العضيات باستخدام الحائز على جائزة نوبل كريسبر-Cas9 غالبًا ما توصف بأنها "المقص الجيني" ، والتي تسمح بالتحرير الدقيق والتلاعب بالجينات.
نحن نعلم أن النسخة القديمة من الجين كانت موجودة في إنسان نياندرتال ودينيسوفان ، في حين أن طفرة غيرت الجين لاحقًا إلى النسخة الحالية التي يحملها الإنسان الحديث.
أظهرت العضويات المهندسة عدة اختلافات. لقد توسعت بشكل أبطأ من العضيات البشرية وغيرت تكوين الروابط بين الخلايا العصبية. كانت أيضًا أصغر حجمًا ولديها أسطح خشنة ومعقدة مقارنةً بالعضويات البشرية الملساء والكروية الحديثة.
طفرة قيادة واحدة؟
حددت الدراسة 61 جينًا مختلفًا بين البشر المعاصرين والبشر. أحد هذه الجينات هو نوفا 1، والتي لها دور أساسي في تنظيم نشاط الجينات الأخرى أثناء نمو الدماغ المبكر. كما أنه يلعب دورًا في تكوين نقاط الاشتباك العصبي.
وجد سابقًا أن النشاط المتغير لـ NOVA1 يسبب اضطرابات عصبية مثل صغر الرأس (مما يؤدي إلى صغر الرأس) ، والنوبات ، وتأخر النمو الشديد ، واضطراب وراثي يسمى خلل وظيفي عائلي، مما يشير إلى أنه مهم لوظيفة دماغ الإنسان الطبيعية. يحتوي الإصدار الذي يحمله الإنسان الحديث على تغيير في حرف واحد من الكود. يتسبب هذا التغيير في أن يكون لمنتج الجين ، بروتين NOVA1 ، تركيبة مختلفة وربما نشاط مختلف.
عند تحليل العضيات ، وجد العلماء أن الجين القديم NOVA1 غيّر نشاط 277 جينًا آخر - يشارك العديد منهم في تكوين نقاط الاشتباك العصبي والوصلات بين خلايا الدماغ. نتيجة لذلك ، تمتلك الأدمغة المصغرة شبكة مختلفة من الخلايا عن تلك الموجودة في الإنسان الحديث.
هذا يعني أن الطفرة في NOVA1 تسببت في تغييرات جوهرية في أدمغتنا. قد يؤدي التغيير في حرف واحد من رمز الحمض النووي إلى إحداث مستوى جديد من وظائف المخ في البشر المعاصرين. ما لا نعرفه هو بالضبط كيف حدث هذا.
قال الفريق إنهم سيتابعون نتائجهم الرائعة من خلال فحص الجينات الستين الأخرى بمزيد من التفصيل، لمعرفة ما يحدث عند تغيير كل واحد أو مجموعة من عدة.
إنه بلا شك مجال بحث مثير للاهتمام ، حيث تعطي العضويات نظرة ثاقبة مهمة على أدمغة هذه الأنواع القديمة. لكننا في البداية فقط. لن يؤدي التلاعب بجين واحد إلى التقاط إنسان نياندرتال ودينيسوفان الحقيقيين علم الوراثة. لكنها لا تزال تساعد العلماء على فهم كيفية عمل بعض الجينات الخاصة بالبشر.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
الصورة الائتمان: ويكيميديا كومنز
