Hvad oxytocin kan fortælle os om udviklingen af ​​menneskelig prosocialitet

Moderne mennesker er karakteriseret ved deres prosocialitet, et bredt begreb, der omfatter intraspecies empati, social tolerance, samarbejde og altruisme. Disse facetter af social kognition er blevet forbundet med variationer i oxytocin- og vasotocingenerne (OT og VT) og deres receptorer (OTR og VTR). For at kaste lys over det genetiske grundlag for denne adfærd har forskere fra University of Barcelona (UB) og Rockefeller University udført en ny undersøgelse, der sammenligner de tilgængelige genomiske sekvenser af disse gener mellem moderne mennesker, ikke-menneskelige primatarter (f.eks. chimpanser, bonoboer og makaker) og for første gang arkaiske mennesker ved at bruge alle de tilgængelige genomer fra neandertalere og denisovaner.

I undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Comprehensive Psychoneuroendocrinology , identificerede forskerne flere steder, hvor moderne mennesker adskilte sig fra både arkaiske mennesker og ikke-menneskelige primater, og andre, hvor både moderne og arkaiske mennesker adskilte sig fra ikke-menneskelige primater.

"Vi brugte en tværfaglig tilgang til at forstå udviklingen af ​​hominid prosocialitet gennem linsen af ​​oxytocin- og vasotocinreceptorerne, hvor vi blandt andre metoder kombinerede beviser fra moderne og arkaisk genomik, populationsgenetik, transkriptomik og adfærds- og neurovidenskabelige undersøgelser. Disse resultater kan kaste lys over den genetik, der ligger til grund for mulige socialitetsforskelle, der er identificeret mellem moderne mennesker og arkaiske mennesker, såvel som lighederne mellem det moderne menneskelige og bonobo sociale adfærd," sagde førsteforfatter Constantina Theofanopoulou. Denne forskning er en del af hendes doktorafhandling udført under co-supervision af Cedric Boeckx, ICREA-forsker ved Institute of Complex Systems ved UB (UBICS) og Erich D. Jarvis, professor ved Rockefeller University.

Varianter, der er unikke for moderne mennesker i mere end 70 % af befolkningen

I betragtning af beviserne på moderne menneskelig prosocialitet og på involvering af oxytocin- og vasotocingerne i social adfærd, antog forskerne, at udviklingen af ​​disse gener kunne belyse det genetiske grundlag for udviklingen af ​​hominin-prosocialitet. Med dette formål for øje undersøgte undersøgelsen forskellene mellem moderne mennesker, arkaiske mennesker og ikke-menneskelige primater i polymorfe heterozygote steder i det menneskelige genom - steder, hvor mindst to alternative sekvenser findes i en population.

"Tidligere undersøgelser, der sammenlignede hele det moderne menneskelige genom med neandertaleren eller chimpansegenomerne, har fokuseret på ændringer, der er fikseret eller næsten fikseret i moderne mennesker. Dette har ført til, at de har identificeret steder, hvor f.eks. alle neandertalere havde Adenin (en af de fire nukleotider, der med guanin, cytosin og thymin danner DNA'et) og næsten alle moderne mennesker (f.eks. 98%) har guanin. I denne undersøgelse søgte vi efter forskelle på steder, hvor ikke alle moderne mennesker pr. definition deler det samme nukleotid, nemlig på polymorfe steder, hvor for eksempel 70 % af den moderne menneskelige befolkning har adenin og 30 % cytosin," tilføjer Theofanopoulou.

Forskerne identificerede fem steder i oxytocin- og vasotocinreceptorerne, hvor moderne mennesker er unikke i en af ​​deres to (eller flere) varianter sammenlignet med arkaiske mennesker og ikke-menneskelige primater, og som samtidig findes i mere end 70 % af den moderne menneskelige befolkning. Dernæst gennemførte de funktions- og frekvensanalyser for at fastslå, om varianterne er relevante. De udførte en række analyser på de fem steder og fandt ud af, at nogle af varianterne er yderst funktionelle, hvilket indikerer, at de har en effekt på den molekylære funktion af de proteiner, der aktiveres af disse gener.

Forskerne fandt også ud af, at disse steder findes i genomregioner, der er aktive i hjernen, især i cingulate gyrus, en hjerneregion involveret i social kognition-relevante veje. Desuden er alle disse steder i andre undersøgelser blevet forbundet med et væld af social adfærd eller sociale underskud, såsom autisme, ADHD, aggression og så videre.

Disse resultater kan være med til at forklare nogle af de sociale forskelle mellem moderne mennesker, og hvad vi formoder at vide om neandertalernes og denisovanernes sociale adfærd. "De kan f.eks. være relevante for de mindre sociale grupper, der tilskrives neandertalere og denisovanere eller for den reducerede moderne menneskelige androgenisering. De kan også være relevante for en anden social struktur, dvs. neandertalere er blevet knyttet til en polygyn social struktur og en højere niveau af mandlig-mandlig konkurrence end de fleste moderne moderne menneskelige befolkninger," siger Constantina Theofanopoulou.

Varianter findes kun hos moderne og arkaiske mennesker

Undersøgelsen fandt også to steder på oxytocinreceptoren under en positiv selektion hos moderne og arkaiske mennesker:det vil sige, moderne og arkaiske mennesker viste en variant, der ikke var til stede i nogen anden ikke-menneskelig primat. Det betyder, at disse steder findes i meget høje procentdele i den moderne menneskelige befolkning (i dette tilfælde mere end 85%). De samme websteder har også været forbundet med rigtig mange social adfærd eller mangler, og et af dem blev forudsagt at være et yderst funktionelt websted i deres reguleringsanalyser. "De steder, der er unikke for både os og arkaiske mennesker versus ikke-menneskelige primater, kan belyse den genetiske underbygning af den progressive sociale tolerance, der er nødvendig for den intensive kulturelle overførsel af teknologiske innovationer (f.eks. brug af ild) i menneskehedens udvikling, såvel hvad angår den reducerede aggression, der er indikeret af adskillige markører i tidlig hominid-evolution, såsom reduktionen af ​​hanhundestørrelse og den accelererede demografiske succes," tilføjer Theofanopoulou.

Konvergerende websteder med bonoboer

Til sidst fandt forskerne tre steder, hvor moderne mennesker og bonoboer, en primatart, der viser konvergens af prosocial adfærd med mennesker, har det samme nukleotid. "De konvergerende steder hos moderne mennesker og bonoboer kunne være indsigtsfulde for at forstå de anførte ligheder i prosocialitet, social tolerance og samarbejde mellem os og bonoboer, og forskellene mellem begge sammenlignet med chimpanser. For eksempel udkonkurrerer bonoboer chimpanser på opgaver, der er relevante for social kausalitet. eller sindets teori og er mere opmærksomme på ansigt og øjne, hvilket tyder på højere empatisk følsomhed," bemærker forskeren.

Alle de steder, der er identificeret i denne undersøgelse, er også uafhængigt forbundet med lidelser, der inkluderer sociale underskud, såsom autismespektrumforstyrrelser (ASD). "Forståelse af udviklingsforstyrrelser gennem evolutionære linser kan hjælpe os med at opnå det, vi kalder en evo-devo (evolutionær og udviklingsbiologi) forståelse af disse lidelser. Hvis faktisk 'ontogeni rekapitulerer fylogeni', så kan dechifrering af vores evolutionære bane kaste lys over nye genetiske pletter til klinisk forskning, der igen kan føre til tidligere diagnose af lidelse," siger Constantina Theofanopoulou.

Fremtidig forskning i større stikprøvestørrelser

Det næste trin i denne forskning ville være at teste disse resultater i større stikprøvestørrelser. Dette mål, som Theofanopoulou siger, "er nemmere" at opnå hos ikke-menneskelige primater som chimpanser og bonoboer, men "er vanskeligere i tilfældet med neandertalere eller denisovaner", da adgangen til mere arkaiske genomer afhænger af arkæologiske fund, blandt andre faktorer. "Et andet skridt er at udvide omfanget af forskningen og inkludere flere gener fra oxytocinvejen eller andre gener fremhævet i menneskets evolution, såsom dopamin," konkluderer forskeren.