Ihmisen ja simpanssin aivot

Ihmisryhmien välisten henkisten erojen vertailu on tunnetusti poliittisesti arka asia. Näin siitä huolimatta, että jopa älykkyyttä käsittelevässä Wikipedia-artikkelissa todetaan, että "rotujen väliset keskimääräiset älykkyysosamääräerot ovat olemassa, mutta erojen syyt ovat tuntemattomat".

Tämä poliittinen epäkorrektius ei kuitenkaan ulotu lajirajojen yli, eikä kukaan kiistä, etteikö ihmisen henkinen suorituskyky olisi oleellisesti muuta eläinkuntaa suurempi. Niinpä yksi mielenkiintoisimmista evoluutioon liittyvistä kysymyksistä on ihmisen aivojen kehittyminen aivan erilaiseksi kuin lajimme lähisukulaisilla. Ja juuri tästä asiasta on nyt saatu tutkimuksen kautta uutta ja äärimmäisen mielenkiintoista tietoa.

Aiemmin ihmisaivojen ainutlaatuisuutta selittäviä oleellisia muutoksia on yritetty etsiä ihmisen ja apinoiden välisistä eroista sellaisissa geeneissä, joita esiintyy kaikilla selkärankaisilla. Ajatuksena on ollut, että aivojen muutokset johtuisivat juuri sellaisista geeneistä, jotka ovat ihmisellä muuttuneet enemmän kuin muilla lajeilla. 

Uudessa tutkimuksessa unohdettiin rajaus kaikilla lajeilla samankaltaisiin perimän alueisiin ja tarkasteltiin ilman ennakko-oletuksia koko genomia. Tämä analyysi johti huikeaan löydökseen, jonka mukaan ihmisen nopeimmin kehittyneet alueet sijaitsevat sellaisilla perimän alueilla, jotka ovat muilla selkärankaisilla kehittyneet neutraalisti, mutta ero ihmisten - myös neandertalilaisten ja denisovalaisten - ja simpanssien välillä on suuri. 

Siten ainakin nyt löytyneiden geenialueiden suurin muutos on tapahtunut sen jälkeen kun simpanssi ja ihminen ovat erkaantuneet omiksi evolutiivisiksi linjoikseen. Mutta ennen kuin neandertalilaisiin ja denisovalaisiin johtaneet linjat erosivat nykyihmiseen johtaneesta linjasta.

Löydetyt genomin alueet nimettiin HAQER-alueiksi (human ancestor quickly evolved regions eli ihmisen esi-isien nopeasti kehittyneet alueet). Niitä oli yhteensä 1 581 ja niiden mutaationopeus on ollut selvästi suurempi kuin muilla lajeilla. Lisäksi niihin on kohdistunut positiivinen geneettinen valinta eli luonnonvalinta on suosinut ihmisellä tiettyjä geenimuotoja. 

HAQER-alueet sisälsivät geenejä, jotka vaikuttivat ihmisen hermoston ja suoliston kehitykseen. Tämä korreloi sen kanssa, että ihmisellä juuri aivot ja suolisto ovat muuttuneet eniten suhteessa simpanssiin.

Näissä genomin alueissa oli ihmisellä myös paljon geenien ilmentymistä sääteleviä elementtejä, mutta simpanssilla niitä ei löytynyt juuri lainkaan. Toisin sanoen ihmisen HAQER-alueilla oli syntynyt mutaatioiden ja luonnonvalinnan kautta kokonaan uusia geneettisiä elementtejä, joita ei ole esiintynyt lainkaan esi-isillämme.

Tämän kanssa sopi yhteen myös se, että HAQER-alueilta löytyi kaksi hermoston kehitykseen vaikuttavaa geeniä, jotka olivat kahdentuneet sen jälkeen, kun ihmisen ja simpanssin evolutiiviset linjat erosivat toisistaan. Tämän seurauksena kahdentuneiden geenien rakenne ja funktio ovat voineet eriytyä ja siten vaikuttaa aivoihin monipuolisemmin kuin lähisukulaistemme yksittäiset geenit. Lisäksi näiden geenien ilmentyminen oli paljon voimakkaampaa kuin lähisukulaisillamme.   

Ei kuitenkaan niin hyvää, ettei jotain pahaa. HAQER-alueet liittyvät myös hermostoon liittyviin sairauksiin kuten skitsofreniaan tai kaksisuuntaiseen mielialahäiriöön. Toki nyt saavutettu uusi tieto on sikäli iloinen asia, että sen pohjalta näihin tauteihin voidaan yrittää kehittää uusia parannuskeinoja.  

Edelle lyhyesti kuvaamani tutkimus osoittaa jälleen kerran, että tiede lisää ymmärrystämme kaikenlaisista asioista. Tässä tapauksessa osoittamalla, missä kohdissa genomiamme tärkeimmät muutokset sijaitsevat ja kuinka näiden muutosten taustalla on myös kokonaan uusien geenien ja niiden säätelyyn vaikuttavien elementtien syntymistä. 

Tutkimus ei kuitenkaan kerro vielä sitä, millä tavalla nämä muutokset ovat johtaneet siihen, että meillä ihmisillä on niin erilaiset aivot kuin lähisukulaisillamme. Se selvinnee aikanaan, kun HAQER-alueiden tarkempi tutkiminen johtaa parempaan ymmärrykseen nyt havaittujen geneettisten muutosten vaikutukseen aivojen toiminnassa. 

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Pituustutkimus osoitti, etteivät kaikki ihmiset ole samanlaisia
Älykkyyden rapistumisesta
Tutkimus paljasti uusia älykkyysgeenejä