Du poison au pouvoir : comment l’exposition au plomb a contribué à façonner l’intelligence humaine
Qu’est-ce qui rend le cerveau humain moderne si différent de celui de nos parents disparus, comme les Néandertaliens ? Des chercheurs de l’École de médecine de l’Université de Californie à San Diego, ainsi qu’une équipe internationale, ont découvert que les anciens hominidés, y compris les premiers humains et les grands singes, sont entrés en contact avec le plomb bien plus tôt qu’on ne le pensait, jusqu’à deux millions d’années avant que les humains modernes ne commencent à l’exploiter. Cette exposition à long terme pourrait avoir influencé l’évolution des premiers cerveaux, entravant éventuellement le langage et le développement social chez tous, à l’exception des humains modernes, qui possèdent une variante génétique protectrice unique. Les résultats ont été publiés dans Avancées scientifiques le 15 octobre 2025.
L’équipe a examiné les dents fossilisées de 51 hominidés trouvés en Afrique, en Asie et en Europe. Les échantillons comprenaient à la fois des humains modernes et archaïques tels que les Néandertaliens, les premiers ancêtres humains comme Australopithèque africainet les grands singes disparus, notamment Gigantopithèque noir.
Des traces de plomb étaient présentes dans 73 % des fossiles étudiés, et 71 % des échantillons humains modernes et archaïques présentaient une contamination. Fossiles de G. blacki datant de 1,8 million d’années ont révélé les niveaux d’exposition aiguë les plus élevés.
On pensait auparavant que les humains n’avaient commencé à être exposés à une exposition significative au plomb que dans l’histoire, en particulier à l’époque romaine, lorsque des conduites en plomb étaient utilisées pour les systèmes d’approvisionnement en eau, et plus tard pendant la révolution industrielle. La pollution au plomb n’a diminué qu’après la fin du XXe siècle.
“Nous avons arrêté d’utiliser le plomb dans notre vie quotidienne lorsque nous avons réalisé à quel point il était toxique, mais personne n’avait jamais étudié le plomb dans la préhistoire”, a déclaré l’auteur correspondant Alysson Muotri, Ph.D., professeur de pédiatrie et de médecine cellulaire et moléculaire à la faculté de médecine de l’UC San Diego, directeur associé du centre d’archéalisation et directeur du centre de recherche orbitale sur les cellules souches spatiales intégrées de Sanford.
À la surprise des chercheurs, les dents de personnes nées au milieu du XXe siècle (des années 1940 aux années 1970), lorsque l’exposition à l’essence et à la peinture au plomb était répandue, présentaient des caractéristiques de plomb similaires à celles des anciens fossiles humains.
Les scientifiques suggèrent que les anciens humains et leurs proches auraient pu rencontrer du plomb lors de leur recherche d’eau, un peu comme les Romains l’ont fait plus tard dans l’histoire.
“Une possibilité est qu’ils recherchaient des grottes avec de l’eau courante à l’intérieur”, a expliqué Muotri. “Les grottes contiennent du plomb, elles ont donc toutes été contaminées. D’après les études sur l’émail des dents, cela a commencé très tôt dans la petite enfance.”
L’exposition au plomb perturbe la croissance et le fonctionnement du cerveau, altérant ainsi l’intelligence et la régulation émotionnelle.
Face à ces preuves, Muotri et son équipe ont commencé à se demander comment les humains modernes ont réussi à prospérer malgré des conditions aussi toxiques au cours de leur évolution passée.
Un petit changement génétique
Un gène connu sous le nom d’antigène ventral neuro-oncologique 1 (NOVA1) joue un rôle majeur dans la formation du cerveau et le développement synaptique. Agissant comme un régulateur clé du développement neurologique, NOVA1 aide à déterminer comment les cellules progénitrices neurales réagissent à l’exposition au plomb, et les perturbations de son activité sont liées aux troubles neurologiques.
Presque tous les humains modernes portent une version du gène NOVA1 qui diffère par une seule paire de bases d’ADN de la version trouvée chez les Néandertaliens. Des travaux antérieurs du groupe de Muotri ont montré qu’échanger le moderne NOVA1 avec l’ancienne variante dans des modèles cérébraux miniatures, appelés organoïdes, a provoqué des changements spectaculaires dans la structure et la connectivité du cerveau.
“Tout dans les organoïdes est identique à l’exception de cette variante génétique, ce qui nous permet de nous demander si cette mutation spécifique entre nous et les Néandertaliens nous donne un avantage”, a déclaré Muotri. La variante archaïque a accéléré la maturation cérébrale mais a entraîné moins de complexité au fil du temps. “Si tous les humains sont porteurs de cette nouvelle mutation aux quatre coins du monde, une très forte pression génétique a dû la sélectionner dans notre espèce.”
Pour tester si l’exposition au plomb aurait pu façonner ce changement génétique, les chercheurs ont créé des organoïdes cérébraux dotés à la fois des éléments modernes et ancestraux. NOVA1 variantes, les exposant au plomb et surveillant la croissance des neurones corticaux et thalamiques.
Ils ont constaté que le plomb avait changé NOVA1 activité dans les deux types d’organoïdes, influençant les gènes liés à des conditions telles que l’autisme et l’épilepsie.
Cependant, seul le modèle archaïque NOVA1 variante a modifié l’activité de FOXP2un gène crucial pour la parole et le langage. Les personnes avec certains FOXP2 les mutations ont du mal à former des mots et des phrases complexes.
“Ces types de neurones liés au langage complexe sont susceptibles de mourir dans la version archaïque de NOVA1“, a déclaré Muotri. ” Le FOXP2 Le gène est identique entre nous et les Néandertaliens, mais c’est la façon dont le gène est régulé par NOVA1 cela contribue probablement aux différences linguistiques.
Implications évolutives
Les résultats suggèrent que l’acquisition du moderne NOVA1 Cette variante pourrait nous avoir protégé des effets néfastes du plomb, favorisant le développement complexe du langage et la cohésion sociale. Cela aurait pu donner à l’homme moderne un avantage évolutif significatif sur l’Homme de Néandertal, même en présence d’une contamination au plomb.
Muotri pense que ces résultats ont des implications importantes pour comprendre comment les facteurs de stress environnementaux ont façonné le développement du cerveau au cours de l’évolution humaine. Il suppose que l’exposition au plomb pourrait avoir contribué à l’extinction de l’homme de Néandertal il y a environ 40 000 ans.
“La langue est un avantage très important, elle est transformationnelle, c’est notre superpouvoir”, a déclaré Muotri. “Parce que nous avons un langage, nous sommes capables d’organiser la société et d’échanger des idées, ce qui nous permet de coordonner de grands mouvements. Il n’y a aucune preuve que les Néandertaliens pouvaient faire cela. Ils avaient peut-être une pensée abstraite, mais ils ne pouvaient pas la traduire entre eux. Et peut-être que la raison est qu’ils n’ont jamais eu un système de communication aussi efficace que notre langage complexe. “
Comprendre comment NOVA1 les variantes génétiques peuvent affecter FOXP2 L’expression aide à élucider la relation entre la contamination au plomb et le développement du cerveau et met également en lumière les conditions neurologiques liées au langage, notamment l’apraxie de la parole – une condition qui rend difficile la production correcte des sons de la parole – et l’autisme.
Les co-auteurs de l’étude comprenaient Janaina Sena de Souza, Sandra M. Sanchez-Sanchez, Jose Oviedo, Université de Californie à San Diego ; Marian Bailey et Matthew Tonge de l’Université Southern Cross ; Renaud Joannes-Boyau, Southern Cross University et Université de Johannesburg ; Justin W. Adams, Université de Johannesburg et Université Monash ; Christine Austin, Manish Arora, École de médecine Icahn du Mont Sinaï, Kira Westaway, Université Macquarie ; Ian Moffat, Université Flinders et Université de Cambridge ; Wei Wang et Wei Liao, Musée d’anthropologie du Guangxi ; Yingqi Zhang, Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés ; Luca Fiorenza, Université Monash et Université Johann Wolfgang Goethe ; Marie-Hélène Moncel, Musée National d’Histoire Naturelle ; Gary T. Schwartz, Université d’État de l’Arizona ; Luiz Pedro Petroski et Roberto H. Herai, Pontifícia Universidade Católica do Paraná ; José Oviedo, Université de l’Arizona ; et Bernardo Lemos, École de santé publique Harvard TH Chan.
L’étude a été financée, en partie, par les National Institutes of Health (subventions R01 ES027981, P30ES023515, R01ES026033), le Conseil australien de la recherche (subvention DP170101597), la National Science Foundation (subvention BCS 0962564) et la Fondation Leakey.
Divulgations : Muotri est le co-fondateur et détient une participation dans TISMOO, une société spécialisée dans l’analyse génétique et l’organogenèse du cerveau humain. Les termes de cet accord ont été examinés et approuvés par l’Université de Californie à San Diego conformément à ses politiques en matière de conflits d’intérêts.
