Descubren que la exposición tóxica a un metal limitó el desarrollo cerebral de los neandertales

Una investigación internacional reveló que una variante genética exclusiva permitió a los humanos modernos desarrollar capacidades cognitivas avanzadas, incluso en presencia de contaminación ambiental.

La hipótesis de que el plomo condicionó el desarrollo cerebral y lingüístico en neandertales y otros homínidos extintos cobró fuerza tras una investigación, publicada en Science Advances, que analizó dientes fósiles de hasta dos millones de años de antigüedad.

Los resultados sugieren que la exposición a este metal tóxico habría limitado las capacidades cognitivas de estas especies. En contraste, una variante genética exclusiva de Homo sapiens ofreció protección y favoreció la evolución de un lenguaje complejo.

El estudio, desarrollado por científicos de la Southern Cross University (Australia), la Escuela de Medicina Icahn en el Hospital Mount Sinai (Nueva York, Estados Unidos) y la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego (UCSD, Estados Unidos), integró análisis innovadores de geoquímica fósil, experimentación avanzada con organoides cerebrales y genética evolutiva.

Esta combinación permitió desvelar una historia inesperada sobre el impacto del plomo en la evolución humana.

El plomo versus el gen del lenguaje

La creencia común sostiene que el envenenamiento por plomo es un problema exclusivamente moderno. Sin embargo, durante los últimos dos millones de años, nuestros antepasados estuvieron expuestos a polvo volcánico, alimentos y agua contaminados y suelos geológicos. La evidencia de esta exposición permanece en sus restos.

El equipo, liderado por Alysson Muotri de la Universidad de California en San Diego, junto a científicos de Australia, Sudáfrica, China, Francia, Brasil y Estados Unidos, examinó 51 dientes fósiles de homínidos y grandes simios de África, Asia y Europa.

El análisis detectó la presencia de plomo en el 73% de las muestras, incluidos fósiles de neandertales, Australopithecus africanus y Gigantopithecus blacki, este último con una antigüedad de 1,8 millones de años.

La contaminación por plomo era tan común que afectaba tanto a homínidos como a simios extintos; el metal estaba presente en la dentina de los dientes, lo que indica una exposición temprana.

Hasta hace poco, se creía que la exposición humana al plomo era un fenómeno reciente, vinculado a la época romana y a la Revolución Industrial. Los hallazgos del equipo de Muotri demuestran que el contacto con el metal comenzó mucho antes.

“Las cuevas contienen plomo, así que todos estaban contaminados. Según los estudios del esmalte dental, la exposición comenzaba muy temprano en la infancia”, precisó Muotri.

Para los investigadores, esta exposición podría tener consecuencias profundas en el desarrollo cerebral, ya que el plomo es conocido por afectar la inteligencia y la regulación emocional durante la infancia.

Cómo los Homo sapiens se protegieron frente a la contaminación por plomo

La gran pregunta fue cómo los humanos modernos lograron desarrollar cerebros más complejos y capacidades lingüísticas avanzadas a pesar del plomo. La clave, según los resultados publicados, está en el gen neuro-oncológico ventral antígeno 1 (NOVA1), un regulador maestro del neurodesarrollo que controla la respuesta de las células progenitoras neuronales al plomo.

La variante moderna de NOVA1, presente solo en Homo sapiens, difiere de la arcaica hallada en neandertales y otros homínidos por un solo par de bases de ADN.

Los experimentos del equipo de Muotri consistieron en crear organoides cerebrales —minicerebros a partir de células madre— con las variantes moderna y arcaica de NOVA1.

Al exponerlos al plomo, observaron alteraciones en genes relacionados con trastornos del neurodesarrollo, como el autismo y la epilepsia, en ambos casos. Sin embargo, solo la variante arcaica modificaba la expresión del gen FOXP2, esencial para el desarrollo del lenguaje y el habla. Muotri detalló: “Este tipo de neuronas relacionadas con el lenguaje complejo son susceptibles a la muerte en la versión arcaica de NOVA1”.

Además, subrayó: “El gen FOXP2 es idéntico entre nosotros y los neandertales, pero es cómo el gen es regulado por NOVA1 lo que probablemente contribuye a las diferencias en el lenguaje”.

En los organoides con la variante moderna de NOVA1, las neuronas vinculadas al lenguaje se mantuvieron prácticamente intactas tras la exposición al plomo, mientras que en los arcaicos se vieron afectadas.

Muotri resumió el hallazgo: “Ese fue nuestro momento de revelación”, afirmó en declaraciones recogidas por la revista. Los resultados sugieren que la adquisición de la variante moderna de NOVA1 pudo proteger a los humanos modernos de los daños del plomo, permitiéndoles desarrollar un lenguaje complejo y una mayor cohesión social.

Las implicaciones evolutivas de estos hallazgos son trascendentes. Muotri plnateó que la capacidad para desarrollar un lenguaje sofisticado y organizar sociedades complejas habría otorgado a los humanos modernos una ventaja decisiva sobre neandertales y otros homínidos, incluso en ambientes con altos niveles de plomo.

El investigador sugiere que la exposición a este metal pudo contribuir a la extinción de los neandertales hace unos 40.000 años al limitar su capacidad de comunicación y cohesión social. “El lenguaje es una ventaja tan importante, es transformador, es nuestro superpoder”, señaló Muotri, aludiendo a la habilidad de Homo sapiens para coordinar acciones colectivas y transmitir ideas de forma eficiente.

Sin embargo, la hipótesis enfrenta críticas. Shara Bailey, antropóloga biológica de la Universidad de Nueva York especializada en dientes antiguos, expresó a la revista Science que la investigación “es audaz. Es una hipótesis creativa”.

“Pero el estudio presenta numerosas limitaciones”. Por un lado, señala, los dientes no demuestran de forma convincente que los antiguos homínidos estuvieran expuestos al plomo durante la primera infancia, cuando este tendría el mayor impacto en el desarrollo cerebral.