Člověk Homo sapiens se vždycky nechová jako nejinteligentnější tvor obývající planetu Zemi, ale kapacitu mozku na to bezesporu má. Způsob, jakým se k ní prostřednictvím evoluce propracoval zůstává z valné části zahalen tajemstvím. To však nyní poodhalil tým vědců pod vedením švédského genetika Svanteho Pääba působícího v Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v německém Lipsku. Výsledky jejich experimentů zveřejnil vědecký časopis Science Advances.
Poté co se předci moderních lidí Homo sapiens oddělili od předků svých vyhynulých vzdálených příbuzných neandrtálců a denisovanů, posbírali na své samostatné evoluční pouti spoustu změn v dědičné informaci. Asi ve stovce případů vedly tyto genetické změny k záměně aminokyselin v bílkovinách a to mohlo vlastnosti těchto bílkovin výrazně změnit.
Změny v aminokyselinovém složení bílkovin s sebou zřejmě nesly významnou výhodu, protože dnes je nalézáme prakticky u všech moderních lidí Homo sapiens obývajících Zemi.
Biologický význam těchto změn zůstává vědě utajen. Pääbo a jeho spolupracovníci se zabývali šesti změnami aminokyselin, k nimž došlo u tří proteinů sehrávajících klíčovou roli při rovnoměrném rozchodu chromozomů do dvou dceřiných buněk během buněčného dělení. Zřejmě ne náhodou se tyto proteiny vyskytují ve zvýšené míře ve vývojově nejpokročilejší části lidského mozku, tzv. neokortexu.
Myši s lidskými variantami genů
Tým Svanteho Pääba vyšel z faktu, že laboratorní myši mají v příslušných proteinech stejné aminokyseliny jako neandrtálci. Upravili proto myším dědičnou informaci tak, aby se jim v mozku vytvářely bílkoviny se shodným aminokyselinovým složením, jaké má moderní člověk Homo sapiens.
Člen výzkumného týmu Felipe Mora-Bermúdez popsal výsledky experimentu následovně: „Zjistili jsme, že tři moderní lidské aminokyseliny ve dvou proteinech způsobují delší metafázi. V této fázi dělení buněk jsou chromozomy připravovány na rozchod do vznikajících dceřiných buněk. Delší metafáze má za následek méně chyb při distribuci chromozomů v nervových kmenových buňkách. Tím se tyto myší podobaly moderním lidem.“
Aby vědci ověřili, zda má neandertálská sada aminokyselin opačný účinek, provedli příslušnou úpravu dědičné informace u kmenových buněk moderního člověka Homo sapiens. Kmenové buňky, jejichž vybrané proteiny se shodovaly s proteiny neandrtálců, pak vědci pěstovali v laboratorních podmínkách, kde z nich vznikaly tzv. mozkové organoidy. Tyto útvary velikosti hrášku svou vnitřní organizací v mnoha ohledech připomínají skutečný mozek.
"V tomto případě se metafáze zkrátila a našli jsme více chyb v distribuci chromozomů," říká Mora-Bermúdez.
Méně chyb, lepší mozek?
Ze studie Pääbova týmu vyplývá, že tři změny aminokyselin v proteinech moderního člověka Homo sapiens známých jako KIF18a a KNL1 jsou zodpovědné za menší chybovost v distribuci chromozomů v buňkách mozku. V tomto ohledu vyniká Homo sapiens nejen nad neandrtálci, ale samozřejmě i nad našimi nejbližšími živočišnými příbuznými šimpanzi.
"Naše studie naznačuje, že některé aspekty evoluce a funkce moderního lidského mozku mohou být nezávislé na velikosti mozku, protože neandrtálci a moderní lidé měli mozek podobné velikosti. Funkce mozku u neandrtálců mohly být ovlivněny chybami v počtu chromozomů podstatně větší měrou, než je tomu dnes u moderních lidí " dodává Felipe Mora-Bermúdez.
Svante Pääbo ale zdůrazňuje, že bude potřeba provést další studie, aby bylo definitivně jasné, zda snížená chybovost ovlivňuje vlastnosti moderního člověka Homo sapiens související s dokonalejšími funkcemi mozku.
