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Un florido corpo di ricerche suggerisce che, in molti modi, noi Homo sapiens non sono così diversi dal nostro parente stretto Homo neanderthalensis. Come esseri umani viventi, i Neanderthal creavano arte, esprimevano cultura e si prendevano cura dei membri della loro comunità. Ma noi differiamo da loro in due modi, possibilmente connessi, la forma dei nostri teschi e il fatto che non siamo estinti.
Questo perché i teschi, in modo cruciale, tengono il cervello. I moderni teschi umani hanno una forma rotonda e globosa, mentre i teschi di Neanderthal sono allungati. In uno studio pubblicato mercoledì a Biologia corrente, un team internazionale di scienziati è stato il primo a identificare i fattori genetici che probabilmente hanno portato a queste irresistibili differenze di forma. A loro volta, ci hanno avvicinato di un passo alla comprensione di cosa significa essere un membro della nostra specie distinta.
"La motivazione alla base dello studio della forma unica della scatola cranica umana è che rappresenta una delle caratteristiche anatomiche più consolidate e chiaramente definite che distingue Homo sapiens da altre specie umane ", ha detto il primo autore e antropologo biologico Philipp Gunz, Ph.D. Inverso.
Gunz lavora come ricercatore presso il Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. I crani, spiega, sono finestre nella biologia cerebrale. Gli scienziati hanno saputo che i Neanderthal e gli esseri umani moderni hanno teschi di diverse forme, ma poiché il tessuto cerebrale non si fossilizza, la biologia di base è rimasta elusiva. Quindi, qui il team ha adottato un approccio interdisciplinare, combinando l'analisi del cranio fossile con l'imaging cerebrale e il sequenziamento del gene moderno.
È importante notare che il nostro cervello non è sempre stato globoso. Il più vecchio Homo sapiens i fossili, trovati in Marocco e datati a circa 300.000 anni fa, hanno endocranici volumi che cadono nella gamma degli umani attuali, ma endocranici forme che sono allungati. Ciò significa che avevano grandi cervelli, ma non quelli rotondi. Il precedente lavoro condotto da Gunz dimostra che la dimensione del cervello moderna è emersa circa 300.000 anni fa, ma il cervello globulare è emerso circa 40.000 anni fa - all'incirca nello stesso periodo in cui i Neanderthal si estinsero.
Gunz dice che il sorprendente cambiamento in Homo sapiens le forme endocraniche probabilmente riflettono "i cambiamenti evolutivi nell'organizzazione delle strutture del cervello umano, forse anche nei modi precisi in cui le diverse aree sono collegate tra loro".
Per esplorare questa idea, il team ha sviluppato una misura concordata di globularità creando impronte virtuali dell'interno del cervello umano di Neanderthal e di quello moderno. Hanno poi misurato la globularità del cervello di 4.469 persone viventi con l'aiuto di scansioni cerebrali MRI. Gli scienziati hanno anche esaminato il DNA di questi partecipanti - alla ricerca di frammenti dell'antico DNA di Neanderthal con la speranza che potesse esserci una connessione tra l'ascendenza di Neanderthal e la forma del cervello. Anche se i Neanderthal sono estinti, la loro eredità genetica sopravvive a causa di antichi incontri con uomini moderni anatomicamente.
Gli scienziati hanno scoperto che, sebbene tutti gli esseri umani viventi abbiano forme di cranio che sono nettamente diverse dai crani di Neanderthal, le persone moderne variano nel loro grado di globularità cerebrale. Inoltre, hanno scoperto che, tra gli esseri umani viventi, i frammenti di DNA di Neanderthal sui cromosomi 1 e 18 sono correlati con ridotto globularity.
"Come altri aspetti dell'anatomia cerebrale, è probabile che il grado di globularità sia influenzato dalla variazione in molti geni diversi, ciascuno con un piccolo effetto", spiega Gunz. "Gli effetti di ciascun frammento di Neanderthal associato erano sottili, ma rilevabili a causa dell'uso di una grande dimensione del campione nel nostro studio."
Questi frammenti di Neanderthal sono stati quindi collegati ad alterata attività genica nei tessuti della struttura cerebrale, tra cui il putamen nei gangli della base e il cervelletto. I geni associati ai frammenti, UBR4 e PHLPPI, giocano un ruolo importante nello sviluppo del cervello - ed è probabile che questo sia il legame tra globularità cerebrale e meccanismi cerebrali. I gangli basali contribuiscono alle funzioni cognitive come l'apprendimento e la pianificazione delle abilità, e il cervelletto - che contiene il 50% dei neuroni del cervello - è importante per l'elaborazione del linguaggio e la memoria di lavoro.
Gunz sottolinea che gli effetti del trasporto di frammenti di Neanderthal che influenzano la forma del cervello sono sottili al meglio - e la loro attenzione alla globularità non è motivata dall'idea che la forma del cervello possa dirci qualcosa di semplice sul nostro comportamento. "Mentre altri scienziati hanno sostenuto che i rotondi, rigonfia cervelletto degli umani potrebbero averci dato una gamba sociale e cognitiva su Neanderthal, Gunz pensa che "non c'è motivo di aspettarsi alcuna correlazione diretta tra la forma e il comportamento generale del cervello".
Ma i risultati suggeriscono che i meccanismi di sviluppo probabilmente hanno contribuito all'evoluzione della moderna forma e funzione del cervello - permettendoci di essere il sentimento, pensando alle persone che siamo oggi. Il team progetta di continuare a studiare i geni associati alla globularità, con la speranza che rivelino altri modi in cui tale tratto è legato alla biologia umana. Siamo gli unici umani rimasti sulla Terra - e perché è ancora un mistero.
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