¿Qué hizo que el cerebro humano moderno fuera tan diferente del de nuestros parientes extintos, como los neandertales? Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, junto con un equipo internacional, han descubierto que los homínidos antiguos, incluidos los primeros humanos y los grandes simios, entraron en contacto con el plomo mucho antes de lo que se creía anteriormente: hasta dos millones de años antes de que los humanos modernos comenzaran a extraerlo. Esta exposición a largo plazo puede haber influido en la evolución de los cerebros primitivos, posiblemente obstaculizando el lenguaje y el desarrollo social en todos, excepto en los humanos modernos, que poseen una variante genética protectora única. Los hallazgos fueron publicados en Avances científicos el 15 de octubre de 2025.
El equipo examinó dientes fosilizados de 51 homínidos encontrados en África, Asia y Europa. Las muestras incluían humanos tanto modernos como arcaicos, como los neandertales, los primeros ancestros humanos como Australopithecus africanoy grandes simios extintos, incluidos Gigantopithecus negroi.
Había rastros de plomo en el 73% de los fósiles estudiados, y el 71% de las muestras humanas modernas y arcaicas mostraban contaminación. Fósiles de G. negro que datan de hace 1,8 millones de años revelaron los niveles más altos de exposición aguda.
Anteriormente se pensaba que los humanos comenzaron a enfrentar una exposición significativa al plomo solo en la historia registrada, especialmente durante la época romana, cuando se usaban tuberías de plomo para los sistemas de agua, y más tarde durante la Revolución Industrial. La contaminación por plomo no disminuyó hasta finales del siglo XX.
«Dejamos de usar plomo en nuestra vida diaria cuando nos dimos cuenta de lo tóxico que es, pero nadie había estudiado el plomo en la prehistoria», dijo el autor correspondiente Alysson Muotri, Ph.D., profesor de pediatría y medicina celular y molecular en la Facultad de Medicina de UC San Diego, director asociado del Centro de Arquealización y director del Centro de Investigación Orbital de Células Madre Espaciales Integradas de Sanford.
Para sorpresa de los investigadores, los dientes de personas nacidas a mediados del siglo XX (entre los años 1940 y 1970), cuando la exposición a la gasolina y la pintura con plomo era generalizada, mostraban patrones de plomo similares a los de los antiguos fósiles humanos.
Los científicos sugieren que los humanos antiguos y sus parientes podrían haber encontrado plomo en su búsqueda de agua, al igual que lo hicieron los romanos más adelante en la historia.
«Una posibilidad es que estuvieran buscando cuevas con agua corriente en su interior», dijo Muotri. «Las cuevas contienen plomo, por lo que todas estaban contaminadas. Según los estudios sobre el esmalte dental, la contaminación comenzó muy temprano en la infancia».
La exposición al plomo altera el crecimiento y la función del cerebro, perjudicando la inteligencia y la regulación emocional.
Ante esta evidencia, Muotri y su equipo comenzaron a cuestionar cómo los humanos modernos lograron prosperar a pesar de condiciones tan tóxicas durante su pasado evolutivo.
Un pequeño cambio genético
Un gen conocido como antígeno ventral neurooncológico 1 (NOVA1) juega un papel importante en la formación del cerebro y el desarrollo sináptico. Al actuar como un regulador clave del desarrollo neurológico, NOVA1 ayuda a determinar cómo reaccionan las células progenitoras neuronales a la exposición al plomo, y las alteraciones en su actividad están relacionadas con trastornos neurológicos.
Casi todos los humanos modernos portan una versión del gen NOVA1 que se diferencia en un solo par de bases de ADN de la versión encontrada en los neandertales. Trabajos anteriores del grupo de Muotri demostraron que cambiar la tecnología moderna NOVA1 con la variante más antigua en modelos cerebrales en miniatura, llamados organoides, provocó cambios dramáticos en la estructura y conectividad del cerebro.
«Todo lo relacionado con los organoides es idéntico excepto esa variante genética, lo que nos permite preguntarnos si esa mutación específica entre nosotros y los neandertales nos está dando alguna ventaja», dijo Muotri. La variante arcaica aceleró la maduración del cerebro pero resultó en una menor complejidad con el tiempo. «Si todos los humanos tienen esta nueva mutación en todos los rincones del mundo, debe haber sido seleccionada por una presión genética muy fuerte en nuestra especie».
Para probar si la exposición al plomo podría haber dado forma a este cambio genético, los investigadores crearon organoides cerebrales con características tanto modernas como ancestrales. NOVA1 variantes, exponiéndolas al plomo y monitoreando el crecimiento de las neuronas corticales y talámicas.
Descubrieron que el plomo cambió NOVA1 actividad en ambos tipos de organoides, influyendo en genes relacionados con afecciones como el autismo y la epilepsia.
Sin embargo, sólo lo arcaico NOVA1 variante alteró la actividad de FOXP2un gen crucial para el habla y el lenguaje. personas con ciertos FOXP2 Las mutaciones luchan por formar palabras y oraciones complejas.
«Este tipo de neuronas relacionadas con el lenguaje complejo son susceptibles de morir en la versión arcaica del NOVA1«, dijo Muotri. «El FOXP2 El gen es idéntico entre nosotros y los neandertales, pero así es como el gen está regulado por NOVA1 eso probablemente contribuye a las diferencias lingüísticas».
Implicaciones evolutivas
Los hallazgos sugieren que la adquisición de la tecnología moderna NOVA1 La variante puede habernos protegido de los efectos perjudiciales del plomo, promoviendo el desarrollo del lenguaje complejo y la cohesión social. Esto podría haber dado a los humanos modernos una ventaja evolutiva significativa sobre los neandertales, incluso en presencia de contaminación por plomo.
Muotri cree que estos resultados tienen implicaciones importantes para comprender cómo los factores estresantes ambientales moldearon el desarrollo del cerebro durante la evolución humana. Especula que la exposición al plomo puede haber contribuido a la extinción de los neandertales hace unos 40.000 años.
«El idioma es una ventaja muy importante, es transformador, es nuestro superpoder», dijo Muotri. «Debido a que tenemos lenguaje, podemos organizar la sociedad e intercambiar ideas, lo que nos permite coordinar grandes movimientos. No hay evidencia de que los neandertales pudieran hacer eso. Es posible que hayan tenido pensamiento abstracto, pero no pudieron traducirlo entre sí. Y tal vez la razón sea porque nunca tuvieron un sistema para comunicarse que fuera tan eficiente como nuestro complejo lenguaje».
Entendiendo cómo NOVA1 Las variantes genéticas pueden afectar FOXP2 La expresión ayuda a dilucidar la relación entre la contaminación por plomo y el desarrollo del cerebro y también arroja luz sobre las condiciones neurológicas relacionadas con el lenguaje, incluida la apraxia del habla (una condición que dificulta la producción correcta de los sonidos del habla) y el autismo.
Los coautores del estudio incluyeron a Janaina Sena de Souza, Sandra M. Sánchez-Sánchez, José Oviedo, de la Universidad de California en San Diego; Marian Bailey y Matthew Tonge de la Universidad Southern Cross; Renaud Joannes-Boyau, Universidad Southern Cross y Universidad de Johannesburgo; Justin W. Adams, Universidad de Johannesburgo y Universidad de Monash; Christine Austin, Manish Arora, Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, Kira Westaway, Universidad Macquarie; Ian Moffat, Universidad de Flinders y Universidad de Cambridge; Wei Wang y Wei Liao, Museo de Antropología de Guangxi; Yingqi Zhang, Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados; Luca Fiorenza, Universidad de Monash y Universidad Johann Wolfgang Goethe; Marie-Helene Moncel, Museo Nacional de Historia Natural; Gary T. Schwartz, Universidad Estatal de Arizona; Luiz Pedro Petroski y Roberto H. Herai, Pontifícia Universidade Católica do Paraná; José Oviedo, Universidad de Arizona; y Bernardo Lemos, Escuela de Salud Pública TH Chan de Harvard.
El estudio fue financiado, en parte, por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones R01 ES027981, P30ES023515, R01ES026033), el Consejo Australiano de Investigación (subvención DP170101597), la Fundación Nacional de Ciencias (subvención BCS 0962564) y la Fundación Leakey.
Divulgaciones: Muotri es cofundador y tiene una participación accionaria en TISMOO, una empresa especializada en análisis genético y organogénesis del cerebro humano. Los términos de este acuerdo han sido revisados y aprobados por la Universidad de California en San Diego de acuerdo con sus políticas de conflicto de intereses.
