古人类也会“铅中毒”：研究揭示环境毒素可能造就了“现代大脑”

【导语】传统观点认为铅中毒是工业革命后的现代问题，但10月15日发表于《科学·进展》的新研究揭示，人类及其远古祖先在200万年演化历程中长期暴露于铅环境。研究通过分析全球古人类牙齿化石，发现铅暴露痕迹普遍存在，并证实铅压力可能筛选出智人特有的“现代版”NOVA1基因。该基因能增强大脑对铅毒性的抵御力，保障语言与社会能力发展，成为人类演化优势的关键。这一发现为理解人类认知能力演化提供了新视角。

·那些偶然得到“现代版”NOVA1基因的个体（早期智人），因为能更好地抵御铅的神经毒性，其大脑功能、语言能力乃至社会凝聚力可能因此得到更好的保障。这一优势最终让这个版本的基因在智人群体中流传下来，成为我们物种的标志之一。

人们普遍认为，铅中毒是工业革命后才出现(xiàn)的(de)现(xiàn)代(dài)公(gōng)害(hài)，是(shì)人(rén)类(lèi)活(huó)动(dòng)向(xiàng)环境大量排放铅所致。然而，一项于10月15日发表在《科学·进展》（Science Advances）上的新研究发现，我们的远古祖先，包括南方古猿、尼安德特人等，在长达200万年的时间里也曾常常暴露于铅环境中。研究人员们还发现，这种环境压力可能筛选出我们现代人独特基因，最终赋予我们复杂语言和社交能力的演(yǎn)化(huà)优(yōu)势(shì)。

该(gāi)研(yán)究(jiū)使(shǐ)用(yòng)了(le)一(yī)批(pī)来(lái)自(zì)非(fēi)洲(zhōu)、亚(yà)洲(zhōu)、欧(ōu)洲(zhōu)等(děng)地(de)、时(shí)间(jiān)长(zhǎng)达(dá)200万(wàn)年(nián)的(de)古(gǔ)老牙齿化石样本。这些化石来自南方古猿、傍人、早期人属、巨猿、尼安德特人等多个已灭绝的古人类和近亲物种。研究团队利用高精度的激光技术，像阅读树木年轮一样逐层扫描这些牙齿的微观结构。他们在73%的样本中都发现了清晰的“铅带”——这是个体在牙齿发育期间，周期性地将铅元素整合进牙釉质和牙本质中留下的痕迹。

这一发现证明铅暴露可能不是现代现象，而是一种贯穿人类演化史的、普遍存在的环境挑战。铅是一种神经毒素，暴露在富含铅的环境中可能会导致心血管疾病、学习障碍，甚至与犯罪等行为失调现象有关。这样的环境对于古人类的演化或许产生了重要的影响。

为了进一步探索这个问题，研究团队将目光锁定在一个关键的基因——NOVA1上，这个基因在大脑早期发育和神经元连接中扮演着“总指挥”的角色，负责很多神经发育相关基因的剪切，并影响它们的最终的表达水平。考虑到铅对大脑的影响，NOVA1很有可能对铅环境做出反应。

此前的研究已经证实，我们的祖先现代智人（Homo sapiens）拥有一个独特的NOVA1基因版本，而我们已灭绝的近亲——尼安德特人和丹尼索瓦人——则携带的是另一个“古老版”。研究人员大胆推测：会不会是铅环境对携带不同NOVA1基因版本的古人类产生了不同的影响，最终让智人获得了演化优势？

为了验证这一猜想，该团队利用干细胞技术在培养皿中培育出类脑器官模型，它们是一小块由神经元细胞构成的组织，可以部分模拟大脑的活动。通过基因编辑技术，研究团队分别制造了带有“现代版”和“古老版”NOVA1基因的模型。

当研究人员将微量的铅引入这些“微型大脑”的培养环境中时，携带“古老版”NOVA1基因的脑类器官表现出明显的脆弱性——这些样本的FOXP2的基因表达受到了严重干扰，而携带“现代版”NOVA1基因的脑类器官则表现出了更强的抵抗力。FOXP2被誉为“语言基因”，它对人类发展出复杂的语言能力至关重要。

这个发现意味着，在数百万年前，当铅通过水源、土壤或食物链等方式进入古人类体内时，那些携带“古老版”NOVA1基因的个体（如尼安德特人）的大脑发育可能受到损害，特别是与语言和社交功能相关的神经网络。这可能导致他们的群体协作和沟通效率降低。

那些偶然得到“现代版”NOVA1基因的个体（早期智人），因为能更好地抵御铅的神经毒性，其大脑功能、语言能力乃至社会凝聚力可能因此得到更好的保障。这一优势最终让这个版本的基因在智人群体中流传下来，成为我们物种的标志之一。

研究团队将这种基因与环境的协同演化过程视为现代人类认知能力演化的一条重要线索。它表明，我们之所以成为今天的我们，不仅是因为基因的传承，更是因为我们的祖先在与复杂环境进行长期互动和适应中获得了演化优势。

这项研究巧妙地融合了古生物学、地球化学、遗传学和发育生物学，为我们理解人类的独特之处提供了一个新的视角。研究人员也指出，脑类器官只是一个简化的模型，无法完全模拟真实大脑的复杂性。未来需要在动物模型或人类-动物混合系统中进一步验证铅暴露对 NOVA1-FOXP2 网络的真实生物学影响，以及它是否真的会改变语言相关的行为。

参考文献：

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