铅毒害人类已有200多万年的历史

铅暴露可能对尼安德特人的语言和言语发展能力产生负面影响。 图片来源：Stefano Bianchetti / Getty Images 的贡献者

（化石网cnfossil.com）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：今天，铅暴露与后工业化世界直接相关。然而，新的证据表明，接触有毒元素并不一定是一个新问题。基于地质考古分析的跨学科方法，智人和我们的原始人类祖先已经与铅斗争了两百万多年。根据 10 月 15 日发表在《科学进展》上的一项研究，铅的影响如此普遍，以至于它可能影响了人类大脑、行为甚至我们语言的进化。更重要的是，我们能够承受这种金属的一些最严重冲击，这也可能部分解释了我们如何比我们的表亲尼安德特人更持久。

铅暴露仍然是世界各地的一个公共卫生问题，即使经过数十年的补救工作。根据健康指标与评估研究所的数据，2021 年全球有毒金属导致超过 150 万人死亡。它还继续对儿童的身体和神经发育产生负面影响，通常会导致考试成绩下降、行为问题、听力问题和贫血。

尽管有这些知识，铅仍然被用来制造许多汽车电池、陶瓷、化妆品和其他日常用品。同时，由于铅通过过时的管道系统渗入供水系统，即使是饮用水也容易受到污染。

对携带现代或古老 NOVA1 基因的脑类器官进行的实验室实验检查了铅对大脑发育的影响，重点是 FOXP2，这是一种对言语和语言至关重要的基因。图片来源：加州大学圣地亚哥分校

多年来，专家们普遍认为，铅暴露是一场现代危机，几乎完全与冶炼、采矿和长期使用含铅汽油等工业项目有关。虽然这部分是正确的，但一个由考古学家、遗传学家和化学家组成的国际团队相信，原始人类在数百万年的不同时间摄入了这种金属。

证据来自智人和尼安德特人的 51 颗牙齿化石，以及非洲南方古猿和 Paranthropus robustus 等类人猿物种。在使用一种称为高精度激光消融地球化学的技术分析牙齿后，研究人员发现，随着每个标本的童年时期牙本质和牙釉质的生长，牙齿内部形成了清晰的“铅带”。

“我们的数据表明，铅暴露不仅仅是工业革命的产物，它是我们进化景观的一部分，”澳大利亚南十字星大学地质考古学和考古研究小组 （GARG） 负责人 Renaud Joannes-Boyau 在一份声明中说。

数百万年前的暴露不是含铅油漆或汽油，而是来自土壤和水污染，有时会因火山活动而加剧。在生病或压力期间，人体自身的骨骼储存甚至偶尔会释放这种金属。

“这意味着我们祖先的大脑是在一种强效有毒金属的影响下发育的，这可能在数千年来塑造了他们的社会行为和认知能力，”Joannes-Boyau 补充道。

该团队使用人脑类器官（微型实验室培养的大脑模型），比较了铅对一种名为 NOVA1 的关键发育基因的两个版本的影响，该基因已知在神经发育过程中在铅暴露时协调基因表达。现代人类版本的 NOVA1 与尼安德特人和其他已灭绝原始人类中发现的版本不同。图片来源：加州大学圣地亚哥分校

为了测试铅暴露如何影响进化认知发展，Joannes-Boyau 及其同事求助于大脑类器官专家。大脑类器官通过在实验室中引导干细胞生长而形成，可作为心脏的微型模型，科学家可以将其用作研究人脑的代理。在这种情况下，研究人员培养了类器官来测试铅对与神经发育相关的基因的两种变体（称为 NOVA1）的影响。科学家们早就知道智人版本的 NOVA1 与尼安德特人和其他已灭绝亲属的 NOVA1 不同，但缺乏对这一特征的解释。

一个可能的原因在大脑类器官接触铅后不久就显现出来了。在较早的 NOVA1 例子中，金属破坏了皮层和丘脑中的神经元——这两个大脑区域主要负责言语和语言发育。但这种破坏对于显示现代人类 NOVA1 基因的类器官来说并不那么严重。

“我们的工作不仅改写了铅暴露的历史，还提醒我们，我们的基因与环境之间的相互作用数百万年来一直在塑造我们的物种，并将继续如此，”Joannes-Boyau 说。

通过对人类遗传旅程的更深入了解，研究人员可能能够更好地减轻铅暴露的最坏影响，特别是在儿童发育过程中。加州大学圣地亚哥分校儿科细胞医学研究员 Alysson Muotri 表示，这些发现表明了环境压力推动进化的“非凡例子”。

“在这种情况下，铅毒性可能会推动基因变化，从而提高生存率和我们使用语言进行交流的能力，”该研究合著者解释说，然后警告说，这些变化“现在也影响了我们对现代铅暴露的脆弱性”。