Thí nghiệm trên mô hình “não thu nhỏ” (brain organoids) mang gene NOVA1 của người hiện đại và người cổ đại giúp các nhà khoa học quan sát tác động của chì đến sự phát triển não, đặc biệt là gene FOXP2, gene then chốt liên quan đến khả năng nói và ngôn ngữ - Ảnh: Đại học California San Diego
Theo các nhà khoa học thuộc Đại học Southern Cross (Úc) phối hợp Trường Y Icahn tại Bệnh viện Mount Sinai (Mỹ) và Đại học California San Diego (UCSD), chì không chỉ là chất độc thời hiện đại.
Bằng cách phân tích 51 chiếc răng hóa thạch của các loài người cổ đại như Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, Homo habilis, Neanderthal và Homo sapiens, nhóm nghiên cứu phát hiện dấu vết chì tích tụ rõ rệt, chứng tỏ con người tiền sử đã nhiều lần phơi nhiễm loại kim loại này.
"Chì không chỉ là sản phẩm của cách mạng công nghiệp mà từ lâu đã là một phần của cảnh quan tiến hóa loài người. Điều này đồng nghĩa bộ não của tổ tiên chúng ta đã phát triển dưới ảnh hưởng của một kim loại độc mạnh, có thể góp phần định hình hành vi xã hội và khả năng nhận thức qua hàng nghìn thế hệ", giáo sư Renaud Joannes-Boyau, trưởng nhóm nghiên cứu tại Southern Cross University, cho biết.
Bên cạnh phân tích địa hóa học, các nhà khoa học còn tiến hành thí nghiệm trên mô hình tế bào não người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Họ so sánh phản ứng của hai phiên bản gene NOVA1: một là phiên bản cổ xưa có ở người Neanderthal, một là phiên bản hiện đại ở Homo sapiens.
Kết quả cho thấy, khi tiếp xúc với chì, các mô não mang gene NOVA1 cổ đại bị rối loạn hoạt động của FOXP2, gene then chốt điều khiển trung tâm ngôn ngữ và phát âm. Trong khi đó, mô não mang gene NOVA1 hiện đại tỏ ra kháng độc tốt hơn, ít bị tổn thương hơn.
Theo giáo sư Alysson Muotri (UC San Diego), sự khác biệt này có thể là bước ngoặt trong tiến hóa của ngôn ngữ. Dưới áp lực môi trường độc hại, gene NOVA1 của con người hiện đại đã tiến hóa để chống chịu tốt hơn với chì và có thể, chính điều đó giúp chúng ta phát triển khả năng giao tiếp và nhận thức vượt trội.
Phân tích di truyền proteomic của nhóm nghiên cứu còn cho thấy chì ảnh hưởng mạnh đến các đường dẫn thần kinh liên quan đến hành vi xã hội và giao tiếp, gợi ý rằng độc tố môi trường từng góp phần vào sự định hình của "bộ não xã hội" ở người.
Giáo sư Manish Arora (Mount Sinai) nhận định: "Từ góc nhìn tiến hóa, việc các loài phải thích nghi với môi trường độc hại để tồn tại là một minh chứng rằng tự nhiên có thể biến nguy cơ thành cơ hội. Nhưng chính điều đó cũng để lại dấu vết sinh học mà đến nay chúng ta vẫn phải đối mặt".
Ngày nay, dù nguyên nhân phơi nhiễm chì chủ yếu đến từ hoạt động công nghiệp, như sơn, xăng hoặc ống dẫn nước, nhưng nghiên cứu này cho thấy mối liên hệ sâu xa giữa gene và môi trường đã tồn tại từ hàng triệu năm.
"Công trình này không chỉ viết lại lịch sử phơi nhiễm chì mà còn nhắc chúng ta rằng sự tương tác giữa gene và môi trường vẫn đang âm thầm định hình sức khỏe và tương lai của loài người", giáo sư Joannes-Boyau kết luận.
Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi, nhưng kết quả bước đầu của nghiên cứu mở ra một góc nhìn mới mẻ và đầy bất ngờ: những kim loại độc hại như chì vốn được xem là tác nhân gây hại cho sức khỏe hiện đại có thể đã góp phần định hình sự tiến hóa của loài người.
Việc tiếp xúc với chì suốt hàng triệu năm dường như đã trở thành một “áp lực chọn lọc” tự nhiên, thúc đẩy não bộ phát triển khả năng thích nghi và cải thiện các chức năng ngôn ngữ, giao tiếp.
Nói cách khác, chính độc chất từng đe dọa sự sống này có thể đã giúp hình thành nên trí tuệ và khả năng ngôn ngữ, những đặc điểm làm nên bản chất của con người ngày nay.
