Skull Anatomy
En djupgående undersökning tyder på att vi på många sätt Homo sapiens är inte så annorlunda än vår nära släkting Homo neanderthalensis. Liksom levande människor skapade Neanderthals konst, uttryckte kultur och brydde sig om medlemmar i deras samhälle. Men vi skiljer oss från dem på två, möjligen kopplade sätt - formen på våra skalle och det faktum att vi inte har blivit utdöda.
Det beror på att kranierna väsentligt håller hjärnor. Moderna mänskliga skalle har en rund, globform, medan Neanderthals-skalle är långsträckta. I en studie släpptes onsdag i Nuvarande biologi, blev ett internationellt team av forskare de första som identifierade de genetiska faktorerna som sannolikt ledde till dessa övertygande skillnader i form. I sin tur har de dragit oss ett steg närmare en förståelse för vad det innebär att vara medlem i våra olika arter.
"Motivationen bakom att studera den unika formen av den mänskliga braincasen är att den representerar en av de mest väletablerade och tydligt definierade anatomiska egenskaperna som särskiljer Homo sapiens från andra mänskliga arter ", berättade författare och biologisk antropolog Philipp Gunz, Ph.D. Omvänd.
Gunz arbetar som forskare vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. Skallar, förklarar han, är fönster i hjärnbiologi. Vetenskapsmän har visat att neanderthaler och moderna människor har skalle av olika former, men eftersom hjärnvävnaden inte fossiliserar, har den underliggande biologin förblev ojämn. Så här tog laget ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt, som kombinerar fossilskalleanalys med hjärnavbildning och modern genföljning.
Det är viktigt att notera att våra hjärnor inte alltid har varit globulära. Den äldsta Homo sapiens fossiler, som finns i Marocko och daterad till omkring 300.000 år sedan, har endokraniala volymer som faller inom dagens humans område, men endokraniala former som är långsträckta. Det betyder att de hade stora hjärnor, men inte runt dem. Tidigare arbete utfört av Gunz visar att den moderna hjärnstorleken uppstod för 300.000 år sedan, men globala hjärnor uppstod för omkring 40.000 år sedan - ungefär samma gång gick neanderthalerna ut.
Gunz säger att den slående förändringen i Homo sapiens endokraniella former återspeglar sannolikt "evolutionära förändringar i organisationen av mänskliga hjärnans strukturer, kanske även på exakta sätt som olika områden är kopplade till varandra".
För att utforska denna idé utvecklade laget en överenskommen mått på globularitet genom att skapa virtuella imprints av Neanderthals inre och moderna mänskliga brainkaser. De mätte sedan globulariteten hos hjärnorna till 4 479 levande människor med hjälp av MR-hjärnskanningar. Forskarna granskade också DNA: n av dessa deltagare - letar efter fragment av gammalt neanderthalt DNA med förhoppningar om att det kunde finnas en koppling mellan Neanderthals anestesi och hjärnform. Även om Neanderthals utrotas, lever deras genetiska arv på grund av antika trysts med anatomiskt moderna människor.
Forskarna upptäckte att även om alla levande människor har skalleformer som skiljer sig klart från Neanderthal-skalle, varierar moderna människor i sin grad av hjärnans globularitet. Dessutom upptäckte de att bland levande människor är neanderthala DNA-fragment på kromosomer 1 och 18 korrelerade med nedsatt globularity.
"Liksom andra aspekter av hjärnanatomin, kommer graden av globularitet sannolikt att påverkas av variation i många olika gener, alla med liten effekt", förklarar Gunz. "Effekterna av varje associerat Neanderthal-fragment var subtila, men detekterbara på grund av användningen av en stor provstorlek i vår studie."
Dessa neanderthalfragment kopplades sedan till förändrad genaktivitet i vävnader i hjärnstrukturen, inklusive putamen i de basala ganglierna och cerebellumet. De gener fragmenten associerar med, UBR4 och PHLPPI, spelar en viktig roll i hjärnans utveckling - och det är troligt att här är länken mellan hjärnans globularitet och hjärnmekanismer. De basala ganglierna bidrar till kognitiva funktioner som kompetensinlärning och planering, och cerebellumet - som innehåller 50 procent av hjärnans neuroner - är viktigt för språkbehandling och arbetsminne.
Gunz betonar att effekterna av att transportera Neanderthal-fragment som påverkar hjärnformen är i bästa fall subtila - och deras fokus på globularitet motiverades inte av "tanken att hjärnformen kan berätta någonting enkelt om vårt beteende." Medan andra forskare har hävdat att De runda, utbuktande cerebellumerna av människor kan ha gett oss ett socialt och kognitivt ben över Neanderthals, Gunz tycker att "det finns ingen anledning att förvänta sig någon enkel korrelation mellan övergripande hjärnform och beteende".
Men resultaten tyder på att utvecklingsmekanismer troligen bidrog till utvecklingen av den moderna hjärnformen och funktionen - vilket gör att vi kan känna och tänka på människor vi är idag. Teamet planerar att fortsätta att studera de gener som är förknippade med globularitet, med hopp om att de kommer att avslöja andra sätt på vilka detta drag är kopplat till mänsklig biologi. Vi är de enda människorna kvar på jorden - och varför är det fortfarande ett mysterium.
Mänskliga mini-hjärnor implanterade i möss som är integrerade med sina djurhästar
I april implanterade forskare vid Salkinstitutet framgångsrikt mänskliga hjärnorganoider i hjärnan hos möss. Och inte bara mina hjärnor växte, de integrerades också med mössens hjärnor. Dessa kluster av mänskliga hjärnceller förfalskade anslutningar till mössens neuroner och sammanslagna blodtillförsel.
Honungsbin som löser matematiska problem utmanar överlägsenhet av mänskliga hjärnor
Honungsbinn kan ha sesamfröhöga hjärnor, men de är smartare än vetenskapsmän som misstänks. Ny forskning visar att de även kan göra enkel matte. Detta kallar förhållandet mellan hjärnstorlek och intelligens till ytterligare fråga, och det gör till och med forskare ifrågasätter huruvida matematik är så "svår" som vi tror.
Forskare upptäcker att mänskliga hjärnor är överraskande liknar denna grymma fisk
Vissa människor protesterar mot evolutionsteori eftersom de inte tycker om jämförelser med apor. De kommer att älska ett nytt papper i naturen som förstärker hur vi också är evolutionärt kopplade till en ful AF-demon som kallas hagfish. För att vara rättvis vill ingen vara associerad med denna fisk, som ser ut som korset b ...