Способность человека разговаривать остается одной из самых загадочных особенностей нашей эволюции. Какие генетические изменения позволили Homo sapiens развить сложные языковые навыки? Ответ на этот вопрос может дать недавний эксперимент ученых, в ходе которого в ДНК мышей был внедрен человеческий языковой ген. Исследование показало, что даже небольшая мутация в гене NOVA1 может существенно повлиять на вокализацию. Это значит, что генные изменения играли ключевую роль в развитии речи у человека. Но какие именно изменения произошли в мозге генно-модифицированных мышей, и как это может помочь науке в будущем?
Ученые внедрили мышам человеческий ген, который отвечает за речь. Источник: iflscience.com
Содержание:
Какой ген внедрили ученые и зачем?
Речь идет о гене NOVA1, который участвует в процессах регуляции нервной системы. Он присутствует у многих млекопитающих, но у человека этот ген отличается одной важной мутацией. В человеческой версии NOVA1 на определенном участке белковой цепи произошла замена аминокислоты изолейцина на валин (I197V).
Эта мутация предположительно сыграла ключевую роль в развитии способности Homo sapiens к сложной речевой коммуникации. Чтобы проверить, как ген влияет на вокализацию, ученые из Рокфеллеровского университета заменили стандартную версию NOVA1 у лабораторных мышей на человеческую.
Мыши с человеческим геном общаются не так, как их собраться. Источник: sysblok.ru
Как изменилась вокализация мышей?
Эксперимент показал, что у мышат с человеческим геном NOVA1 изменился способ общения с матерью. Их ультразвуковые сигналы стали более высокочастотными, чем у обычных мышей. Кроме того, они содержали измененный набор звуков, отличающийся от стандартных сигналов их сородичей.
Исследователи делят мышиные звуки на четыре типа: S, D, U и M. Генетически модифицированные мыши демонстрировали другие комбинации этих “букв”, что говорит о том, что изменение NOVA1 повлияло на структуру их вокализации.
Но самое интересное началось, когда эти мыши выросли. Оказалось, что самцы с человеческим геном издавали более сложные звуковые сигналы, когда пытались привлечь самку, о чем авторы работы сообщают в своем исследовании, опубликованном в издании Nature Communications. Это можно сравнить с тем, как люди используют разные интонации и тембр голоса в общении.
Ученые подтвердили, что ген NOVA1 влияет на речь. Источник: ostankino-school.ru
Как работает языковой ген?
Хотя мутация в NOVA1 не изменила его основную функцию — связь с РНК, она повлияла на работу генов, связанных с вокализацией. Это стало настоящим открытием, так как ранее никто не предполагал, что этот ген может быть напрямую связан с речевой способностью.
Один из авторов исследования, Йоко Таджима, отметил, что NOVA1 взаимодействует с множеством генов, связанных с вокальной коммуникацией. То есть его мутация могла стать важным шагом в развитии речи у человека.
Умели ли разговаривать неандертальцы?
Еще одно интересное открытие ученых касается эволюции человека. Оказалось, что ближайшие родственники Homo sapiens — неандертальцы и денисовцы — не имели такой версии гена NOVA1. У них он был таким же, как у других млекопитающих.
У неандертальцев не было речевого гена, который имеется у Хомо Сапиенс. Источник: naked-science.ru
Это привело ученых к гипотезе, что предки современного человека в Африке развили мутацию I197V, которая дала им преимущество в вокальной коммуникации. Позже эта группа людей распространилась по всему миру, а другие гоминины исчезли.
Конечно, речь не идет о том, что неандертальцы и денисовцы не умели говорить. Однако их речь, вероятно, была менее сложной, чем у Homo sapiens. Ранее мы рассказывали, что у неандертальцев область мозга, которая активно участвует в обработке речи, была несколько менее развитой. Это говорит о том, что у этих людей речь была, скорее всего более примитивной. Данная особенность могла сыграть важную роль в выживании и распространении нашего вида.
Какие перспективы открывает новое исследование?
Изучение NOVA1 поможет глубже понять, какие генетические изменения привели к развитию речи у людей. Это также может открыть новые подходы к лечению нарушений коммуникации, например, при различных нейродегенеративных заболеваний, аутизме, о котором можно подробно почитать по ссылке, травмах и пр.
Новое исследование, возможно, поможет в лечении речевых нарушений. Источник: newday-clinic.ru
Хотя пока ученые не могут сказать, что только NOVA1 отвечает за развитие речи, его роль в формировании вокализации стала очевидной. В будущем исследование этого гена может привести к новым открытиям в области нейробиологии и генетики.
Подводя итоги, можно сказать, что эксперимент с внедрением человеческого языкового гена в ДНК мышей показал, что генетические изменения могут значительно влиять на вокальную коммуникацию. Этот ген стал важным эволюционным фактором, позволившим нашим предкам развить уникальные речевые способности. Исследование продолжается, и в будущем оно может помочь не только понять, как возникла речь, но и найти способы лечения речевых нарушений у людей.
