Was Macht den Menschen Anders als der Rest der Tiere?

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„Was macht den Menschen überlegen Bereich Tiere?“ So überlegte der König Salomo, der weiseste Mann seiner Zeit (10 Jh v. Chr.), in den Sprichwörtern. Da dann die Frage, wie sich die Menschen unterscheiden sich von Tieren beschäftigt die besten Köpfe der menschlichen Rasse. Das reicht von Platon im 5. Jahrhundert v. zu den molekularen Biologen, Neurobiologen, neuropsychologists und Philosophen des 21.Jahrhunderts.

Für eine lange Zeit, wir dachten, es war die Intelligenz, die uns von anderen unterscheidet. Aber wir wissen jetzt besser. Wale, Delfine, Krähen, Papageien und Affen, um nur einige zu nennen, haben gezeigt, besitzen ein hohes Maß an Intelligenz.

Dann fragten wir uns, ob es war unser selbst-Bewusstsein, das uns einzigartig macht? Nicht ganz. Menschenaffen zeigen verschiedene Grade von selbst-Bewusstsein.

Also, ist es unsere kommunikativen Fähigkeiten? Sie sind in der Tat hoch entwickelt ist, aber, wieder, Sie sind nicht einzigartig. Wale, Delfine, Vögel, Affen-Sie alle kommunizieren über sehr komplexe Sprachen.

Es wurde vorgeschlagen, dass unsere Fähigkeit, zu fühlen und Empathie zeigen ist einzigartig menschlich. Sie haben jedoch gesehen, dass eine Mutter Elefant Trauer über Ihren Toten Säugling? Oder Ihre ganze Herde commiserating mit Ihr? Und was ist mit den afrikanischen Büffel, die bilden einen Schutzschild um eine Frau, die die Geburt, um abzuwehren Raubtiere und Geier?

Kurz gesagt, sind wir zunehmend bewusst, dass all diese „menschlichen“ Eigenschaften begonnen weiterentwickelt, Millionen Jahre bevor der erste Mensch stammt von den Bäumen, um seinen ersten Gehversuchen in der afrikanischen Savanne. That being said, es gibt einige Merkmale von Menschen, die sind wirklich einzigartig und unterscheidet sich von „niederen Tieren.“ Let‘ erkunden einige von Ihnen.

Unsere außergewöhnliche Neurobiologie erlaubt uns für die Zukunft zu planen

Daniel Gilbert weist in seinem bestseller „ins Glück Stolpern“, dass

„Der Mensch ist das einzige Tier, das denkt über die Zukunft nach.“

Und er fügt eine erhebliche Einschränkung, „…die langfristige Zukunft.“

Jetzt mein Hund scheint, um die Pläne für die nahe Zukunft (Minuten ab jetzt). Er Stationen sich von seinen Futternapf um 9 UHR bei seinem Frühstück herum rollt. Und er fängt zu bellen an mich, wenn es Zeit für den nachmittags-Spaziergang. Aber ist er die Planung zum senden seiner Nachkommen Hundeschule?

Hat der Silberrücken-gorilla im impenetrable forest Uganda sorgen über die möglichen Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Versorgung mit Lebensmitteln für seine Truppe in 5 Jahren? Nicht, dass wir wissen. In der Tat, die experimentelle Hinweise darauf, dass Sie nicht.

Was aussieht wie eine langfristig im Voraus geplante Aktivität bei Tieren, wie Vögel bauen ein nest für die Zukunft Küken, wird angenommen, dass das Ergebnis von genetisch vorprogrammiert, automatische Verhalten.

Wenn wir akzeptieren, die Vorstellung, dass wir nur Tiere, die für die Zukunft zu planen, dann stellt sich die Frage:

Was ist die zugrunde liegende genetische und neuronale Grundlagen für eine solche atemberaubenden Sprung von einem Tier das Leben in der Gegenwart und ist besorgt über die Zukunft und plant für Sie?

Als eine Erweiterung der, dass, lassen Sie mich hinzufügen: die Beobachtung, dass wir die einzige Spezies, die, als Teil unseres Bewusstseins, die Zukunft, fragt nach unserer Rolle in der Welt, und beschäftigt sich (erschreckt?) über das sterben eines Tages

Die Fortschritte der evolution

Bevor wir untersuchen die Veränderungen im Gehirn, die es uns möglich gemacht, um für die Zukunft planen, wenn unsere nächsten evolutionären verwandten, den Menschenaffen, das anscheinend nicht können, lassen Sie uns nehmen einen Blick auf, wie die evolution fortschreitet.

Kelley Harris, jetzt ein Assistant Professor für Genom-Wissenschaften an der Universität von Washington Studien, die die Entwicklung der Mutagenese. Das ist, wie sich Genome verändern im Laufe der Zeit zu produzieren Variationen in den Eigenschaften von Menschen und anderen Tieren, darunter auch einige, die es ermöglichen, neue Arten entstehen.

Die beliebte „molekulare Uhr“ – Modell die Natürliche Selektion postuliert, dass die mutation, die Preise entwickeln sich sehr langsam vorbei, vielleicht, zig-Millionen von Jahren. Dies ist die Grundlage für die schrittweise quantitative Anhäufung von Mutationen während der Evolution.

Zum Beispiel, unsere biologische Uhr und dass die einfache Hefe sehr ähnlich sind. Hefe entstanden etwa 1,5 Milliarden Jahren, archaischen Homo entwickelte sich etwa 600.000 Jahren. Moderne H. sapiens etwa 300.000 Jahren. Denke, von, dass, über eine Milliarde Jahre, und kaum eine bedeutende genetische Veränderung, die Eigenschaft.

Harris ‚ Arbeit zeigt aber, dass die DNA replication fidelity ist ein viel wie andere biologische Merkmale, manchmal entwickeln sich mit einem Schneckentempo und manchmal weiterentwickelt, durch Sprünge und Grenzen aus Gründen, die in der Regel entziehen sich uns.

Die evolution unseres Gehirns

Man könnte spekulieren, dass, wenn es einen qualitativen Unterschied zwischen uns und unseren nächsten verwandten, den gorillas, Schimpansen und bonobos, muss es eine von diesen „sprunghaft“, dass Harris ‚ Arbeit gezeigt.

Aber warum spekulieren? Ein internationales team von 38 Wissenschaftlern unter der Leitung von Nenad Sestan ‚ von der Yale-Universität veröffentlicht einen herrlichen Vollendung in dem Streben, zu verstehen, was das menschliche Gehirn einzigartig.

Die Ermittler konzentrierten sich auf 16 Regionen der Gehirne von Erwachsenen Menschen, Schimpansen (Menschenaffe) und Makaken (Affen), die in höherer Ordnung der Wahrnehmung und Verhalten. Sie schaute auf die genetische information in die Zellen dieser Regionen durch Sequenzierung der mRNA der einzelnen Zelle. die mRNA ist das Molekül transkribiert, der ein gen aus der DNA-Codes in ein protein. Die Gesamtbevölkerung von einer Zelle mRNA ist bekannt wie das Transkriptom.

Dann gingen Sie weiter. Sie überlagert die Daten von jeder Zelle Transkriptom auf histologischen Schnitten von diesen Geweben. Sie Taten dies, so dass Sie könnte erhalten Sie ein integriertes Bild von jeder Zelle in ein Gewebe, einschließlich seiner genetischen und protein-Inhalt.

Spezifisch menschlichen Zellen

Zusätzlich zu allen Arten von Variationen in der molekularen und zellulären Funktionen zwischen Menschen und Schimpansen, es war eine Feststellung, dass nimmt einem den Atem. Sie fanden einige seltene Zellen, die beim Menschen und sind völlig abwesend, in Schimpansen und Makaken.

Diese spezifisch menschlichen Zellen befinden sich im striatum, einem Kern (einer agglomeration) von Neuronen im mittelhirn. Der name, striatum, kommt von seinem Aussehen als Streifen von grauen und weißen Angelegenheit.

Einige Zellen in das striatum aktiviert durch den neurotransmitter Dopamin. Sie sind bekannt als die Dopamin-Neuronen. Funktional, dopaminerge (Dopamin-responsive) striatum-Zellen koordinieren mehrere Aspekte der Wahrnehmung, einschließlich der motor – und Maßnahme-Planung, Entscheidungsfindung, motivation, Verstärkung (was zu einem extrem getragen kann am Ende in der sucht), und belohnen Wahrnehmung.

Der neu entdeckte Mensch-bestimmte Zellen (sogenannte Dopamin-Neuronen) wurden gefunden, um Dopamin sezernieren. Und diese interneuronen, die wiederum aktivieren den Dopamin-responsive Neurone. Könnte es sein, dass dies der Ort im Gehirn, das macht uns außergewöhnlich, ja…ein Mensch? Wir wissen einfach nicht, noch nicht.

Einige unbeantwortete Fragen

Es gibt noch einige wichtige offene Fragen:

  • Genau, die Zellen in das striatum tun, diese Dopamin-Neuronen kommunizieren mit?
  • Welche Funktionen diese Zellen durchführen?

Aber Daniel Gilbert ‚ s Beobachtung, dass die Menschen die einzigen Tiere, die an die Zukunft denken kann immer eine solide zelluläre und molekulare basis. Obwohl wir noch nicht wissen, ob der anatomische Befund und die psychologische Beobachtung sind alle verwandt, sind diese Ergebnisse dennoch ganz interessant.

Anatomisch gesehen, sind wir die einzigen Säugetiere, die diese spezifischen dopaminergen Zelle. Und wir sind offenbar die einzigen Tiere, engagiert sich in der langfristigen Planung.

Das ist aber nicht der einzige Weg, in dem wir uns unterscheiden von anderen Tieren. Lassen Sie uns untersuchen Sie eine weitere faszinierende Art und Weise, in denen wir einzigartig sind.

Was auf der Erde vertreten?

In einem Artikel in der Zeitschrift Nature, Bruce Lieberman überprüft die faszinierende Arbeit von Ajit Varki von der University of California, San Diego. Dr. Varki versucht, entdecken das Geheimnis der menschlichen Einzigartigkeit. Jetzt, wenn Sie Ahnen, dass Dr. Varki ist ein ausgebildeter Anthropologe, oder Neurobiologe, oder sogar ein Philosoph, würde ich nicht die Schuld Sie. Diese sind die üblichen verdächtigen in diesem Bereich. Aber in der Tat, er ist ein glycobiologist. Was ist das überhaupt?

Die glykobiologie ist die Studie von Zucker in der Biologie. Bis ziemlich vor kurzem, in diesem Feld war der Rückstau der biochemischen Forschung. Und warum nicht? DNA konnte crow über seine Funktion in der Speicherung all unserer genetischen Informationen. RNA könnte behaupten, die entscheidende Brücke zwischen den gespeicherten Informationen in der DNA und der Bildung von Proteinen. Und Proteine hatte, prahlen, als die Maschinerie des Lebens, mit allen Funktionen, die wichtig sind, für jeden lebenden Organismus.

Aber Zucker? Diese Moleküle können einzeln oder Monosaccharide, wie glucose oder fructose, oder kann Ketten bilden, genannt Polysacchariden. Aber Sie sind völlig unglamourös. Glukose liefert die Energie für die Zelle. Polysaccharide haben hauptsächlich zu tun mit der Oberfläche der Zelle. Sie sind im Grunde dumm Moleküle. Sie haben keine der hochentwickelten Funktionen der Speicherung von Informationen oder der enzymatischen Aktivität.

Jetzt haben Sie Geduld mit mir für eine Sekunde, und nicht bekommen, eingeschüchtert durch die Chemische Terminologie. Sie werden belohnt mit einer erstaunlichen Erkenntnis.

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Vive la petite difference

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Was für eine Art von Polysacchariden, die Abdeckung der Oberfläche der Zelle? Bei Menschen, die häufigste ist ein Typ von sialinsäuren genannt N-acetylneuraminic acid oder Neu5Ac.

Dr. Varki festgestellt, dass wir sind das einzige Tier, das dieses Molekül ausschließlich. Alle anderen Tiere haben eine andere sialinsäuren auf Ihrer Zelloberfläche, sogenannte N-glycolylneuraminic Säure oder Neu5Gc.

Blick auf die Moleküle. Sie müssen nicht, ein Chemiker zu sein um zu erkennen, dass der Unterschied zwischen uns und dem restlichen Tierreich ist winzig—ein Sauerstoff-Molekül! (Es ist in blau dargestellt in der Grafik.)

In der Tat, Varki festgestellt, dass eine mutation in dem Enzym, beteiligt an der Synthese von Neu5Gc wird inaktiv. Das ist, wie wir Menschen endete mit Neu5Ac. In einem Jahr 2019 Studie, die im PNAS Varki Gruppe zeigte, dass diese Menschen bestimmte genetische mutation, die Auswirkungen auf die Zelle-Oberfläche kann ein anderer Faktor.

Sie zeigen auch, dass die gleiche mutation kann helfen, erklären, die offenbar spezifisch menschlichen erhöhten Risiko für CVD-Ereignisse im Zusammenhang mit dem Verzehr von rotem Fleisch. Nun, hier ist eine mutation, die nicht nur anthropologisch faszinierend, dass es wohl von größter Bedeutung für das Verständnis unserer Einzigartigkeit in der Entwicklung der koronaren Herzkrankheit, die möglicherweise, im Teil, auf den Verzehr von rotem Fleisch.

Ein kleiner Schritt in die glykobiologie, ein riesiger Schritt für die Menschheit

Wie so? Für dass, sollten wir eine Frage stellen, die Grundlage der evolution: Warum diese mutation überleben? Welchen selektiven Vorteil hat es verleihen der frischgebackene Menschen im Vergleich zu Ihrem alten evolutionären Vettern, den Schimpansen und bonobos?

Die Antwort ist noch nicht bekannt, aber Varki Punkte heraus eine verlockende Ahnung. Menschen sind nicht anfällig für eine Art von malaria-Organismus, der leiden unserer Vorfahren, die Schimpansen. Der Organismus ist Plasmodium reichenowi. Dieser Parasit heftet sich an die Zelloberfläche durch die Bindung an Neu5Gc und wir es nicht haben – so kommen wir nicht drauf.

Auf der anderen Seite, die Schimpansen, sind nicht anfällig für Plasmodium falciparum, den menschlichen malaria-Organismus. Also das Gesamtbild ist klar, eine einzelne mutation, die uns erlaubt, zu entkommen, mindestens eine verheerende Krankheit, und vielleicht auch mehr. Dies ist eine enorme selektiven Vorteil.

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No free lunch

Aber schließlich wollen wir malaria bekommen, allerdings von einer anderen Spezies (P. falciparum). Interessanterweise ist die genetische Analyse dieser Art zeigt, dass es in Afrika entwickelt haben, neben den sich entwickelnden Menschen. Weiter, es begleitet die bands der frühen Menschen, wie Sie wanderten aus Afrika.

Dies ist nicht die einzige Krankheit, die wir erworben durch die Menschwerdung. Asthma ist ziemlich einzigartig zu uns, so ist die rheumatoide arthritis, Alzheimer und Parkinson. Die Liste geht weiter und weiter.

Hat der sialinsäure-mutation eine Rolle spielen, in all diese einzigartigen menschlichen Krankheiten? Das wissen wir noch nicht. Aber was wir wissen ist, dass sialinsäuren, Teppichboden der Oberfläche der Zelle, ist entscheidend für die Wechselwirkungen zwischen den Zellen.

Und diese Wechselwirkungen sind entscheidend, um die Immunantwort, um die Kommunikation zwischen den Nervenzellen, die Hormone binden an Ihre Ziel-Zellen, etc, etc. Es würde nicht überraschen, zu finden, dieses Molekül im Zentrum der physiologischen und pathologischen Prozesse, die sind, gut, eindeutig menschlich.

So dort haben Sie es. Ein kleiner Unterschied in einem einzigen Molekül, und was folgenschwere Konsequenzen es hat gewirkt.

Die bottom line

Die Menschen haben immer an sich selbst dachten und außergewöhnliche und einzigartige. Obwohl einige unserer ersten Ideen, über unsere Einzigartigkeit wurden entlarvt. Wir sind die einzigen Tiere, die sind intelligent, und wir sind nicht die einzigen Tiere, die miteinander kommunizieren können.

Jedoch, einige erstaunliche Wissenschaft hat gezeigt, es gibt einige interessante Wege, auf denen unser Verhalten und sogar unsere Biochemie haben wirklich gerendert us one-of-a-Kind.

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Ursprünglich veröffentlicht am 22. Juli 2015, diese Geschichte wurde überarbeitet und aktualisiert durch den Autor für die Neuauflage am 4. Oktober 2019.

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