O que fez o cérebro humano moderno ser tão diferente do de nossos parentes extintos, como os Neandertais? Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia em San Diego, juntamente com uma equipe internacional, descobriram que hominídeos ancestrais, incluindo os primeiros humanos e grandes primatas, tiveram contato com o chumbo muito antes do que se pensava – até dois milhões de anos antes de os humanos modernos começarem a minerá-lo. Essa exposição prolongada pode ter influenciado a evolução dos cérebros antigos, possivelmente dificultando o desenvolvimento da linguagem e socialização em todos, exceto em humanos modernos, que possuem uma variante genética protetora única. As descobertas foram publicadas na Science Advances em 15 de outubro de 2025.
A equipe examinou dentes fossilizados de 51 hominídeos encontrados na África, Ásia e Europa. As amostras incluíam tanto humanos modernos quanto arcaicos, como os Neandertais, ancestrais humanos primitivos como Australopithecus africanus, e grandes primatas extintos incluindo Gigantopithecus blacki.
Traços de chumbo estiveram presentes em 73% dos fósseis estudados, com 71% das amostras de humanos modernos e arcaicos apresentando contaminação. Fósseis de G. blacki datados de 1,8 milhões de anos mostraram os níveis mais altos de exposição aguda.
Acreditava-se anteriormente que os humanos começaram a enfrentar exposição significativa ao chumbo apenas na história registrada, especialmente durante a era romana, quando tubos de chumbo eram usados em sistemas de água, e depois durante a Revolução Industrial. A poluição por chumbo começou a diminuir apenas após o final do século XX.
“Paramos de usar chumbo em nossa vida cotidiana quando percebemos quão tóxico ele é, mas ninguém havia estudado o chumbo na pré-história”, disse a autora correspondente Alysson Muotri, Ph.D., professor de pediatria e medicina celular e molecular na Escola de Medicina da UC San Diego, diretor associado do Centro de Arquealização e diretor do Centro de Pesquisa Orbital de Células-Tronco Integradas Sanford.
Para a surpresa dos pesquisadores, dentes de pessoas nascidas em meados do século XX (décadas de 1940 a 1970), quando a exposição ao gasolina com chumbo e a tintas era generalizada, mostraram padrões de chumbo semelhantes aos fósseis humanos antigos.
Os cientistas sugerem que humanos antigos e seus parentes podem ter encontrado chumbo em sua busca por água, assim como os romanos fizeram mais tarde na história.
“Uma possibilidade é que estavam procurando cavernas com água corrente dentro”, disse Muotri. “As cavernas contêm chumbo, então todos estavam contaminados. Com base nos estudos do esmalte dentário, isso começou muito cedo na infância.”
A exposição ao chumbo interrompe o crescimento e a função cerebral, prejudicando a inteligência e a regulação emocional.
Com essas evidências, Muotri e sua equipe começaram a questionar como os humanos modernos conseguiram prosperar apesar de tais condições tóxicas durante seu passado evolutivo.
Uma pequena mudança genética
Um gene conhecido como antígeno ventral neuro-oncológico 1 (NOVA1) desempenha um papel importante na formação do cérebro e no desenvolvimento sináptico. Atuando como um regulador chave do neurodesenvolvimento, o NOVA1 ajuda a determinar como as células progenitoras neuronais reagem à exposição ao chumbo, e distúrbios em sua atividade estão ligados a distúrbios neurológicos.
Quase todos os humanos modernos carregam uma versão do gene NOVA1 que difere por um único par de bases de DNA da versão encontrada nos Neandertais. Trabalhos anteriores do grupo de Muotri mostraram que trocar o NOVA1 moderno pela variante mais antiga em modelos de cérebro miniature, chamados organoides, causou mudanças dramáticas na estrutura e conectividade do cérebro.
“Tudo nos organoides é idêntico, exceto por essa variante genética, permitindo que perguntemos se essa mutação específica entre nós e os Neandertais nos dá alguma vantagem”, disse Muotri. A variante arcaica acelerou a maturação do cérebro, mas resultou em menos complexidade ao longo do tempo. “Se todos os humanos têm essa mutação mais nova em todos os cantos do mundo, uma pressão genética muito forte deve ter selecionado isso em nossa espécie.”
Para testar se a exposição ao chumbo poderia ter moldado essa mudança genética, os pesquisadores criaram organoides cerebrais com ambas as variantes NOVA1 modernas e ancestrais, expondo-os ao chumbo e monitorando o crescimento de neurônios corticais e talâmicos.
Descobriram que o chumbo alterou a atividade do NOVA1 em ambos os tipos de organoides, influenciando genes ligados a condições como autismo e epilepsia.
No entanto, apenas a variante arcaica de NOVA1 alterou a atividade do FOXP2, um gene crucial para a fala e a linguagem. Pessoas com certas mutações em FOXP2 têm dificuldades para formar palavras e frases complexas.
“Esses tipos de neurônios relacionados à linguagem complexa são suscetíveis à morte na versão arcaica de NOVA1“, disse Muotri. “ O gene FOXP2 é idêntico entre nós e os Neandertais, mas é a forma como o gene é regulado pelo NOVA1 que provavelmente contribui para as diferenças linguísticas.”
Implicações evolutivas
As descobertas sugerem que a aquisição da variante moderna de NOVA1 pode ter nos protegido dos efeitos prejudiciais do chumbo, promovendo o desenvolvimento de linguagem complexa e coesão social. Isso pode ter dado aos humanos modernos uma vantagem evolutiva significativa sobre os Neandertais, mesmo na presença de contaminação por chumbo.
Muotri acredita que esses resultados têm implicações importantes para entender como estressores ambientais moldaram o desenvolvimento cerebral durante a evolução humana. Ele especula que a exposição ao chumbo pode ter contribuído para a extinção dos Neandertais há cerca de 40.000 anos.
“A linguagem é uma vantagem tão importante, é transformadora, é nosso superpoder,” disse Muotri. “Porque temos linguagem, conseguimos organizar a sociedade e trocar ideias, permitindo que coordenemos grandes movimentos. Não há evidências de que os Neandertais pudessem fazer isso. Eles poderiam ter tido pensamento abstrato, mas não conseguiam traduzir isso uns para os outros. E talvez a razão seja que nunca tiveram um sistema de comunicação tão eficiente quanto a nossa linguagem complexa.”
Compreender como variantes do gene NOVA1 podem afetar a expressão do FOXP2 ajuda a elucidar a relação entre contaminação por chumbo e desenvolvimento cerebral e também lança luz sobre condições neurológicas relacionadas à linguagem, incluindo a apraxia de fala – uma condição que dificulta a produção correta de sons de fala – e o autismo.
Os co-autores do estudo incluem Janaina Sena de Souza, Sandra M. Sanchez-Sanchez, Jose Oviedo, Universidade da Califórnia em San Diego; Marian Bailey e Matthew Tonge na Southern Cross University; Renaud Joannes-Boyau, Southern Cross University e Universidade de Johannesburg; Justin W. Adams, Universidade de Johannesburg e Universidade Monash; Christine Austin, Manish Arora, Icahn School of Medicine do Mount Sinai, Kira Westaway, Universidade Macquarie; Ian Moffat, Universidade Flinders e Universidade de Cambridge; Wei Wang e Wei Liao, Museu de Antropologia de Guangxi; Yingqi Zhang, Instituto de Paleontologia Vertebrada e Paleoantropologia; Luca Fiorenza, Universidade Monash e Universidade Johann Wolfgang Goethe; Marie-Hélène Moncel, Museu Nacional de História Natural; Gary T. Schwartz, Universidade Estatal do Arizona; Luiz Pedro Petroski e Roberto H. Herai, Universidade Pontifícia Católica do Paraná; Jose Oviedo, Universidade do Arizona; e Bernardo Lemos, Harvard T. H. Chan School of Public Health.
O estudo foi financiado, em parte, pelos Institutos Nacionais de Saúde (subvenções R01 ES027981, P30ES023515, R01ES026033), pelo Conselho de Pesquisa da Austrália (subvenção DP170101597), pela Fundação Nacional de Ciência (subvenção BCS 0962564) e pela The Leakey Foundation.
Divulgações: Muotri é co-fundador e detém um interesse de capital na TISMOO, uma empresa especializada em análise genética e organogênese humana do cérebro. Os termos deste acordo foram revisados e aprovados pela Universidade da Califórnia em San Diego de acordo com suas políticas de conflito de interesse.
