Эволюция интеллекта наших предков могла стоить дорого

Хронология генетических изменений за миллионы лет человеческой эволюции показывает, что варианты, связанные с высшим интеллектом, наиболее быстро появились около 500 000 лет назад, а за ними последовали мутации, которые сделали нас более склонными к психическим заболеваниям.

Результаты предполагают «компромисс» в эволюции мозга между интеллектом и психиатрическими проблемами, говорит он. Илан Либединский в Центре нейрогеномики и когнитивных исследований в Амстердаме, Нидерланды.

“Мутации, связанные с психическими расстройствами, очевидно, затрагивают часть генома, которая также связана с интеллектом. Так что здесь есть совпадение”, – говорит Либединский. «[The advances in cognition] возможно, за это пришлось заплатить ценой того, что наш мозг стал более уязвимым к психическим расстройствам».

Люди отделились от наших ближайших ныне живущих родственников – шимпанзе и бонобо – более 5 миллионов лет назад, и с тех пор наш мозг увеличился в три раза, причем самый быстрый рост произошел за последние 2 миллиона лет.

Хотя окаменелости позволяют ученым изучать такие изменения в размере и форме мозга, они не могут многое рассказать о том, на что был способен этот мозг.

Однако недавно в рамках полногеномных ассоциативных исследований была изучена ДНК многих людей, чтобы определить, какие мутации коррелируют с такими чертами, как интеллект, размер мозга, рост и различные виды заболеваний. Тем временем другие команды анализировали конкретные аспекты мутаций, которые намекают на их возраст, предоставляя оценки того, когда эти варианты впервые появились.

Либединский и его коллеги впервые объединили оба метода вместе, чтобы создать временную шкалу эволюции генетики, связанной с мозгом человека.

«У нас нет никаких следов познания наших предков в отношении их поведения и психических проблем – вы не можете найти их в палеонтологических записях», – говорит он. «Мы хотели посмотреть, сможем ли мы построить что-то вроде «машины времени» с нашим геномом, чтобы разобраться в этом».

Команда исследовала эволюционное происхождение 33 000 генетических вариантов, обнаруженных у современных людей, которые связаны с широким спектром черт, включая структуру мозга и различные показатели познания и психические состояния, а также физические особенности и особенности, связанные со здоровьем, такие как форма глаз и рак. По словам Либединского, большинство этих генетических мутаций лишь слабо связаны с каким-либо признаком. «Ссылки могут быть полезными отправными точками, но они далеки от детерминированности».

Они обнаружили, что большинство этих генетических вариантов возникли примерно между 3 миллионами и 4000 годами назад, а в последние 60 000 лет — примерно в то же время — произошел взрыв новых. Человек разумный совершил крупную миграцию из Африки.

Варианты, связанные с более развитыми когнитивными способностями, появились относительно недавно по сравнению с вариантами других черт, говорит Либединский. Например, те, что связаны с подвижным интеллектом – по сути, логическим решением проблем в новых ситуациях – появились в среднем около 500 000 лет назад. Это примерно на 90 000 лет позже, чем варианты, связанные с раком, и почти на 300 000 лет позже вариантов, связанных с метаболическими функциями и нарушениями. За этими вариантами, связанными с интеллектом, последовали варианты, связанные с психиатрическими проблемами, в среднем около 475 000 лет назад.

Эта тенденция повторилась примерно 300 000 лет назад, когда появились многие варианты, влияющие на форму коры головного мозга — внешнего слоя мозга, ответственного за познание высшего порядка. За последние 50 000 лет появилось множество вариантов, связанных с языком, а за ними последовали варианты, связанные с алкогольной зависимостью и депрессией.

«Мутации, связанные с самой базовой структурой нервной системы, происходят немного раньше мутаций познания или интеллекта, что имеет смысл, поскольку сначала нужно развить свой мозг, чтобы появился более высокий интеллект», — говорит Либединский. “И тогда мутация интеллекта предшествует психическим расстройствам, что также имеет смысл. Сначала вам нужно быть умным и иметь язык, прежде чем у вас могут возникнуть дисфункции этих способностей”.

Даты также совпадают с доказательствами, свидетельствующими о том, что Человек разумный приобрели некоторые варианты, связанные с употреблением алкоголя и расстройствами настроения от скрещивания с неандертальцамидобавляет он.

Непонятно, почему эволюция не отсеяла варианты, предрасполагающие к психическим заболеваниям, но, возможно, это связано с тем, что эффекты скромны и могут давать преимущества в некоторых контекстах, говорит Либединский.

«Работа такого рода интересна, потому что она позволяет ученым вернуться к давним вопросам эволюции человека, конкретно проверяя гипотезы, используя реальные данные, полученные из наших геномов», — говорит Саймон Фишер в Институте психолингвистики Макса Планка в Неймегене, Нидерланды.

Несмотря на это, такого рода исследования могут изучать только генетические участки, которые все еще различаются среди живых людей, то есть они упускают из виду более старые, теперь универсальные изменения, которые могли быть ключом к нашей эволюции, добавляет Фишер. По его словам, разработка инструментов для исследования «фиксированных» регионов может дать более глубокое понимание того, что на самом деле делает нас людьми.