Žmogaus kalbos geną įterpė į pelės DNR – štai kas iš to išėjo
Žmogaus gebėjimas kalbėti išlieka viena didžiausių mūsų evoliucijos paslapčių.
Kokie genetiniai pokyčiai leido Homo sapiens išvystyti sudėtingus kalbinius įgūdžius?
Atsakymą į šį klausimą gali suteikti naujas mokslinis eksperimentas – į pelių DNR buvo įterptas žmogaus kalbos genas.
Tyrimas parodė, kad net ir nedidelė mutacija gene NOVA1 gali reikšmingai paveikti sugebėjimą skleisti ir moduliuoti garsus.
Tai leidžia manyti, jog genetiniai pokyčiai suvaidino lemiamą vaidmenį žmogaus kalbos evoliucijoje.
Tačiau kokie tiksliai pokyčiai įvyko genetiškai modifikuotų pelių smegenyse ir kaip šis atradimas gali pasitarnauti mokslui ateityje?
Koks genas buvo įterptas ir kodėl?
Mokslininkai tyrinėjo geną NOVA1, kuris reguliuoja nervų sistemos veiklą.
Jis randamas daugumos žinduolių genome, tačiau žmogaus versijoje yra viena svarbi mutacija. Homo sapiens NOVA1 gene tam tikroje baltymo grandinės vietoje įvyko aminorūgšties pokytis – izoleucinas buvo pakeistas valinu (I197V).
Manoma, kad būtent ši mutacija buvo esminė Homo sapiens gebėjimui bendrauti sudėtinga kalba.
Norėdami išsiaiškinti, kaip šis genas veikia sugebėjimus skleisti ir moduliuoti garsus, Rokfelerio universiteto mokslininkai laboratorinėms pelėms pakeitė įprastą NOVA1 versiją į žmogaus variantą.
Kas pasikeitė?
Eksperimento rezultatai parodė, kad žmogaus NOVA1 turinčių peliukų bendravimas su motina pasikeitė – jų skleidžiami ultragarso signalai tapo aukštesnio dažnio nei įprastų pelių.
Be to, jų garsų rinkinys skyrėsi nuo standartinių jų gentainių signalų.
Tyrėjai pelių skleidžiamus garsus skirsto į keturis tipus: S, D, U ir M.
Genetiškai modifikuotos pelės naudojo kitokias šių „raidžių“ kombinacijas, o tai rodo, kad NOVA1 mutacija paveikė jų vokalizacijos struktūrą.
Tačiau įdomiausia dalis paaiškėjo, kai pelės suaugo.
Pastebėta, kad žmogaus geną turintys patinai skleisdavo sudėtingesnius garso signalus, bandydami pritraukti pateles.
Šį reiškinį mokslininkai aprašė žurnale Nature Communications.
Tai galima palyginti su žmonių gebėjimu naudoti skirtingas intonacijas ir balso tembrą bendravime.
Kaip veikia kalbos genas?
Nors mutacija NOVA1 gene nepakeitė pagrindinės jo funkcijos – sąveikos su RNR, ji turėjo įtakos genams, susijusiems su gebėjimus skleisti ir moduliuoti garsus.
Tai tapo netikėtu atradimu, nes anksčiau nebuvo žinoma, kad šis genas gali tiesiogiai veikti kalbos gebėjimą.
Vienas iš tyrimo autorių, Yoko Tajima, pažymėjo, kad NOVA1 sąveikauja su daugybe verbalinei komunikacijai svarbių genų.
Tai leidžia manyti, kad ši mutacija galėjo būti reikšmingas žingsnis žmogaus kalbos evoliucijoje.
Ar neandertaliečiai mokėjo kalbėti?
Dar viena įdomi tyrimo išvada susijusi su žmogaus evoliucija.
Paaiškėjo, kad artimiausi mūsų giminaičiai – neandertaliečiai ir denisoviečiai – neturėjo tokios NOVA1 geno versijos kaip Homo sapiens.
Jų NOVA1 buvo toks pat, kaip ir kitų žinduolių.
Tai paskatino hipotezę, kad šiuolaikinių žmonių protėviai Afrikoje išsivystė turėdami I197V mutaciją, kuri suteikė jiems pranašumą verbalinėje komunikacijoje.
Vėliau ši žmonių grupė išplito po visą pasaulį, o kiti homininai išnyko.
Žinoma, tai nereiškia, kad neandertaliečiai ir denisoviečiai negalėjo kalbėti.
Vis dėlto jų kalba tikriausiai buvo mažiau sudėtinga nei Homo sapiens.
Ankstesni tyrimai rodė, kad neandertaliečių smegenų sritys, atsakingos už kalbos apdorojimą, buvo mažiau išsivysčiusios nei šiuolaikinių žmonių.
Tai leidžia manyti, kad jų bendravimas buvo primityvesnis, o ši ypatybė galėjo turėti įtakos jų išlikimui ir Homo sapiens dominavimui.
Kokią naudą gali suteikti šis tyrimas?
NOVA1 tyrimai padės geriau suprasti, kokie genetiniai pokyčiai lėmė žmogaus kalbos evoliuciją.
Tai taip pat gali atverti naujus kelius gydant komunikacijos sutrikimus, tokius kaip kalbos vystymosi problemos sergant neurologinėmis ligomis, autizmu ar patyrus smegenų traumas.
Nors mokslininkai dar negali teigti, kad vien NOVA1 atsakingas už kalbos atsiradimą, akivaizdu, kad šis genas vaidina svarbų vaidmenį kalbos gebėjime.
Ateities tyrimai gali atskleisti dar daugiau įdomių faktų apie žmogaus smegenų ir kalbos evoliuciją.
Apibendrinant galima teigti, kad eksperimentas su žmogaus kalbos geno įterpimu į pelių DNR parodė, jog genetiniai pokyčiai gali reikšmingai paveikti garsinę komunikaciją.
NOVA1 tapo svarbiu evoliuciniu veiksniu, padėjusiu mūsų protėviams išsiugdyti unikalius kalbos gebėjimus.
Moksliniai tyrimai šioje srityje tęsiasi, ir ateityje jie gali padėti ne tik geriau suprasti kalbos kilmę, bet ir atrasti naujus būdus kalbos sutrikimų gydymui.
