Neandertaler-Gene beeinflussen die Form unserer Schädel

Neandertaler-Gene beeinflussen die Form unserer Schädel

Eine der charakteristischsten Eigenschaften des modernen Menschen im Vergleich zu anderen menschlichen Spezies ist die Form Ihres Schädels und Gehirns. Seine Rundheit wurde nun von einem internationalen Wissenschaftlerteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie (Deutschland) analysiert.

Die Forscher konzentrierten sich auf unsere nächsten ausgestorbenen Verwandten, Neandertaler, um die biologischen Grundlagen der modernen menschlichen endokranialen Form besser zu verstehen.

"Unser Ziel war es, potenzielle Kandidatengene und biologische Pfade zu identifizieren, die mit der Kugelform des Gehirns zusammenhängen", sagt Amanda Tilot vom Max-Planck-Institut für Psycholinguistik und Co-Leiterin der in Current Biology veröffentlichten Arbeit.

Auf diese Weise das Team entdeckte subtile Variationen in der intrakraniellen Form "Was wahrscheinlich Veränderungen im Volumen und in der Konnektivität bestimmter Bereiche des Gehirns widerspiegelt", sagt Philipp Gunz, Paläoanthropologe am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und Co-Leiter der Studie.

Um ihre Suche zu lenken, stützten sich die Experten auf die Tatsache, dass moderne Menschen europäischer Abstammung tragen seltene Fragmente der Neandertaler-DNA in ihren Genomen als Ergebnis der Kreuzung zwischen den beiden Arten.

Damit, Durch Analyse der Schädelform identifizierten sie Abschnitte der Neandertaler-DNA in einer großen Stichprobe moderner Menschen, die sie mit Magnetresonanztomographie und genetischer Information von etwa 4.500 Menschen kombinierten.

Dank der Scanner konnten die Wissenschaftler Unterschiede in der intrakraniellen Form erkennen zwischen den Fossilien der Neandertaler und den Schädeln der modernen Menschen. Dieser Kontrast ermöglichte es ihnen, die Schädelform in Tausenden von MRT-Untersuchungen des Gehirns lebender Menschen zu bewerten.

Neandertalergene für die Gehirnentwicklung

Auf der anderen Seite, die aus der alten Neandertaler-DNA sequenzierten Genome es ermöglichte ihnen auch, Neandertaler-DNA-Fragmente beim modernen Menschen auf den Chromosomen 1 und 18 zu identifizieren, die mit einer weniger runden Schädelform zusammenhängen.

Diese Fragmente enthielt zwei Gene, die bereits mit der Entwicklung des Gehirns verbunden waren: UBR4, beteiligt an der Erzeugung von Neuronen; Y. PHLPP1bei der Entwicklung der Isolierung von Myelin - einer Substanz, die die Axone bestimmter Nervenzellen schützt und die Übertragung des Nervenimpulses beschleunigt.

"Wir wissen aus anderen Studien, dass eine vollständige Störung von UBR4 oder PHLPP1 wichtige Konsequenzen für die Entwicklung des Gehirns haben kann", erklärt der Hauptautor Simon Fisher, Genetiker am Max-Planck-Institut für Psycholinguistik.

In ihrer Arbeit stellten die Experten fest, dass bei Trägern des relevanten Neandertalerfragments die UBR4-Gen Es ist im Putamen leicht herunterreguliert, der Struktur im Zentrum des Gehirns, die zusammen mit dem Schwanzkern das Striatum bildet und Teil eines Netzwerks von Gehirnstrukturen ist, das als Basalganglien bezeichnet wird.

Im Falle von Trägern der Neandertalerfragment PHLPP1"Die Genexpression im Kleinhirn ist etwas höher, was vermutlich eine dämpfende Wirkung auf die Myelinisierung des Kleinhirns hat", sagt Fisher.

Beide Regionen des Gehirns - das Putamen und das Kleinhirn - sind laut Wissenschaftlern wichtig für die Bewegung. "Diese Regionen erhalten direkte Informationen vom motorischen Kortex und sind an der Vorbereitung, dem Lernen und der sensomotorischen Koordination von Bewegungen beteiligt", betont Gunz, der hinzufügt, dass die Basalganglien auch zu verschiedenen kognitiven Funktionen in Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Planung, Erlernen von Fähigkeiten sowie Sprach- und Sprachentwicklung.

All diese Neandertaler-Varianten Sie führen zu kleinen Veränderungen der Genaktivität und machen die Gehirnform bestimmter Menschen weniger kugelförmig. Die Forscher schließen daraus, dass die Folgen des Transports dieser seltenen Neandertaler-Fragmente subtil sind und nur in einer sehr großen Probe nachweisbar sind.

Literaturhinweis:

Gunz et al.: "Die Introgression der Neandertaler beleuchtet die moderne endokraniale Globularität des Menschen" Current Biology https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31470-2.

Über Synchronisieren

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Video: Was Gene über uns verraten. Gert Scobel u0026 Johannes Krause