为了理解复杂的语言,科学家将所谓的人类“语言基因”植入老鼠体内。值得注意的是,基因调整对小啮齿动物的吱吱声能力产生了深远的影响,揭示了有关声音交流进化的惊人线索。
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具有人类版本语言基因的小鼠幼崽表现出与具有普通版本小鼠的伙伴不同的发声模式。当呼唤母亲时,它们的吱吱声音调更高,并且具有与平常不同的声音选择。
“所有的小老鼠都会向它们的妈妈发出超声波吱吱声,语言研究人员将不同的吱吱声分类为四个‘字母’——S、D、U 和 M。我们发现,当我们‘音译’带有人类特有的[语言基因]变体的老鼠发出的吱吱声时,它们与野生型老鼠的不同。一些‘字母’发生了变化,”研究作者、分子实验室负责人罗伯特·B·达内尔 (Robert B Darnell) 说。洛克菲勒大学的神经肿瘤学在一份报告中表示陈述。
长大后,转基因小鼠表现出更有趣的变化。当试图吸引潜在的配偶时,雄性会发出比对照组更复杂的高频叫声。
“它们‘说话’的方式与雌性小鼠不同。人们可以想象这种发声的变化会对进化产生怎样的深远影响,”达内尔解释道。
所有这些变化都与一种称为“基因”的基因的转变有关。新1,编码神经肿瘤腹侧抗原 1 (NOVA1) 蛋白。其他基因以及其他环境因素可能与复杂的声音交流的出现有关。然而,NOVA1 无疑是其中的一个重要成分。
NOVA1 在小鼠大脑中的表达模式。 NOVA1 为绿色,细胞核 (DAPI) 为蓝色。
图片来源:洛克菲勒大学分子神经肿瘤学实验室
这种基因存在于从鸟类到哺乳动物的多种动物中,但在人类中却略有不同。人类变体在 NOVA1 蛋白链的 197 位 (I197V) 处产生单个氨基酸变化,从异亮氨酸变为缬氨酸。
研究人员首先发现人类特有的 NOVA1 变体并没有改变蛋白质与 RNA 结合以促进大脑发育或运动控制的方式。换句话说,它的工作方式就像原始鼠标版本一样。然而,他们发现了一些意想不到的事情:人类 NOVA1 变异确实影响了与发声相关的基因上的 RNA 结合。
“此外,许多发声相关基因也被发现是 NOVA1 的结合靶标,进一步表明 NOVA1 参与发声,”该研究的第一作者、达内尔实验室的博士后研究员 Yoko Tajima 说。
“我们想,哇。我们没想到这一点。这是科学界真正令人惊讶的时刻之一,”达内尔补充道。
非常引人注目的是我们已知的最亲近的亲戚,和丹尼索瓦人,没有我们拥有的相同的人类变异。它们只是具有与所有非人类动物相同的 NOVA1 蛋白。
“我们的数据显示,非洲现代人类的祖先群体进化出了人类变体 I197V,该变体后来成为主导,可能是因为它赋予了与声音交流相关的优势。然后这个群体离开了非洲并传播到世界各地,”达内尔说道。
这是否意味着我们已灭绝的人类表亲缺乏遗传设备如果是这样,这是否是一个关键优势,使我们的物种能够蓬勃发展,而其他物种却陷入灭亡?这项最新的研究似乎表明了这一点,尽管(一如既往)这个故事无疑还有更多内容。
该研究发表在期刊上自然通讯。









