Эволюция интеллекта далась нам дорогой ценой, установило полногеномное исследование

Генетические мутации, наделившие нас развитым интеллектом, сделали психику хрупкой, что порой оборачивается алкоголизмом и депрессиями.

Ученые проследили генетическую хронологию эволюции человеческого интеллекта и выяснили, что за каждый качественный скачок нам приходится платить дорогую цену. Неутешительные результаты исследования увидели свет на страницах Cerebral Cortex.

Полученные данные указывают на «компромисс» в эволюции мозга между интеллектом и психическими проблемами, говорит нейропсихолог Илан Либедински из Центра нейрогеномики и когнитивных исследований в Амстердаме, один из авторов статьи.

«Мутации, связанные с психическими расстройствами, по-видимому, затрагивают часть генома, которая также связана с интеллектом. Так что здесь есть пересечение. [Достижения в познании], возможно, достались ценой большей уязвимости нашего мозга к психическим расстройствам», — объясняет он.

Геном как машина времени

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

Хотя ископаемые останки позволяют ученым изучать такие изменения в размере и форме мозга, они не могут многое рассказать о том, на что были способны эти мозги.

Однако в последнее время появился замечательный полногеномный поиск ассоциаций, с помощью которого можно определить, какие мутации коррелируют с такими чертами, как интеллект, размер мозга, рост и различные заболевания. Кроме того, современные технологии позволяют узнать, когда впервые появились те или иные генетические варианты.

«У нас нет никаких свидетельств осознания нашими предками своего поведения и психических проблем — их невозможно найти в палеонтологических записях. Мы хотели проверить, можно ли создать своего рода „машину времени“ с помощью нашего генома, чтобы разобраться в этом», — продолжает Либедински.

Команда исследовала эволюционное происхождение 33 000 генетических вариантов, обнаруженных у современных людей, которые связаны с самыми разнообразными признаками, включая структуру мозга и различные когнитивные и психические показатели, а также с физическими и связанными со здоровьем особенностями, такими как форма глаз и рак.

В основном эти мутации показывают лишь слабую связь с признаком, признает исследователь: «Эти связи могут быть полезными отправными точками, но они далеко не детерминированы».

Эволюционный взрыв

Большинство этих генетических вариантов возникли между 3 миллионами и 4000 лет назад, с взрывом новых за последние 60 000 лет — примерно в то время, когда Homo sapiens совершил крупную миграцию из Африки.

По словам Либедински, варианты, связанные с более развитыми когнитивными способностями, эволюционировали относительно недавно по сравнению с вариантами для других признаков. Например, те, что дали подвижный интеллект (по сути, логическое решение проблем в новых ситуациях) появились в среднем около 500 000 лет назад — примерно на 90 000 лет позже вариантов, повышающих риск рака, и почти на 300 000 лет позже тех, что связаны с метаболическими функциями и расстройствами. За ними последовали мутации, подарившие нам психические проблемы — в среднем около 475 000 лет назад.

История повторилась примерно 300 000 лет назад, когда появились многие из вариантов, влияющих на форму коры головного мозга, ответственной за высшие когнитивные функции. За последние 50 000 лет эволюционировали гены, связанные с речью, и вскоре за ними последовали варианты, связанные с алкогольной зависимостью и депрессией.

Логика мутаций

«Мутации, связанные с самой базовой структурой нервной системы, появляются немного раньше мутаций для познания или интеллекта, что логично, поскольку сначала нужно развить мозг, чтобы проявился более высокий интеллект. Потом мутация для интеллекта появляется до психических расстройств, что тоже закономерно — сначала нужно быть разумным и обладать речью, прежде чем могут возникнуть дисфункции этих способностей», — рассуждает нейропсихолог.

Даты также согласуются с данными, предполагающими, что Homo sapiens приобрел некоторые варианты, связанные с потреблением алкоголя и аффективными расстройствами, в результате скрещивания с неандертальцами, добавляет он.

Почему эволюция не отсеяла варианты, предрасполагающие к психическим расстройствам, не ясно, но, возможно, это связано с тем, что их эффекты невелики и в некоторых контекстах могут давать преимущества, полагает Либедински.

«Интересная работа — она помогает по-новому рассмотреть давние вопросы в человеческой эволюции, проверяя гипотезы конкретным образом с использованием реальных данных, извлеченных из наших геномов», — оценил директор Института психолингвистики Макса Планка в Неймегене Саймон Фишер.

Тем не менее, такое исследование высвечивает только те участки генома, которые различаются у ныне живущих людей — а это означает, что оно упускает более старые, уже стабилизировавшиеся изменения, которые могли быть ключевыми для нашей эволюции, предупредил он. Разработка инструментов для исследования таких «зафиксированных» регионов могла бы дать более глубокое понимание, что действительно делает нас людьми.