День: 14.03.2025

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?

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.

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.

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.

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.

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.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

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.