Specifične genetske sekvence ključne su za razvoj jezika: Delimo ih sa još jednom vrstom

Ključan uticaj na ljudske jezičke sposobnosti imaju specifične genetske sekvence, a te sekvence evoluirale su pre nego što je došlo do razdvajanja dve ljudske vrste – Homo sapiens-a i naših najbližih rođaka neandertalaca (Homo neanderthalensis ili Homo sapiens neanderthalensis). To je pokazalao prvo istraživanje ovog tipa, saopštio je Medicinski koledž Univerziteta u Ajovi.

Jedan od autora studije dr Džejkob Majklson, profesor neuronauke i psihijatrije na Medicinskom koledžu, opisuje jezik kao ključnu osobinu Homo sapiens-a. Dok druge životinje komuniciraju na različite načine, ljudska sklonost ka razvoju jezika i improvizaciji jedinstvena je za dominantnu vrstu na Zemlji. Istraživanje tima pokušalo je da objasni kako je na razvoj ljudskog jezika uticao rad genetskih regulatornih sekvenci poznatih kao HAQERs (Human Ancestor Quickly Evolved Regions – brzo evoluirajući regioni ljudskih predaka).

Preporučujemo

- Ono što vidimo je kako veoma mali deo genoma može imati ogroman uticaj, ne samo na to ko smo bili kao vrsta, već i na to ko smo kao pojedinci – rekao je Majklson, napominjući da HAQERs čine manje od desetog dela procenta genoma, ali imaju oko 200 puta veći uticaj na jezičku sposobnost od bilo kog drugog genomskog regiona.

Ovi delovi genoma služe kao uputstva za izgradnju „hardvera“ mozga, dok jezik predstavlja „softver“, navodi se u saopštenju.

Nova studija, objavljena 22. aprila u žurnalu Science Advances, temelji se na radu Brusa Tomblina iz devedesetih godina prošlog veka. Tomblin, sada profesor na Odeljenju za komunikacione nauke i poremećaje Univerziteta u Ajovi, proučavao je grupu od 350 učenika iz Ajove kako bi bolje razumeo njihove jezičke sposobnosti. On je pedantno dokumentovao njihove veštine i prikupljao uzorke pljuvačke, čuvajući njihov DNK za buduće sekvenciranje. Taj proces je završila Majklsonova laboratorija u okviru istraživanja koje je finansirao NIH (Nacionalni instituti za zdravlje), što je omogućilo istraživačima da analiziraju razlike u DNK i kako varijacije gena utiču na jezičke veštine učenika. Kroz tu analizu, počeli su da ispituju širi uticaj HAQERs regiona na sposobnost osobe da komunicira putem jezika.

- Ovde ne govorimo o genima. To su regulatorni regioni koji deluju kao regulator jačine zvuka na genima – objasnio je Majklson, dodajući da su se nalazi brzo povezali sa čuvenom studijom od pre više od 20 godina koja je identifikovala gen FOXP2, transkripcioni faktor za koji se prvobitno sumnjalo da igra glavnu ulogu u oštećenju jezika.

- Dakle, ako su HAQERs kao regulatori jačine zvuka koji se mogu okretati, FOXP2 je jedna od ruku koja okreće te regulatore – dodao je on.

Da bi dalje razumeli uticaj HAQERs-a, tim je razvio evoluciono stratifikovani poligenski skor (ES-PGS) koji je podelio genetske efekte na osnovu njihovog evolucionog porekla. Koristeći kompjutersku genetiku, tim je ispitao 65 miliona godina evolucione istorije.

Ispostavilo se da su ovi „regulatori“ bili prisutni kod neandertalaca, a možda su čak bili i malo izraženiji nego kod nas danas. Ovaj nalaz je iznenadio tim jer otkriva da su HAQERs drevne inovacije koje oblikuju jezik, iako su ukupne kognitivne sposobnosti neandertalaca verovatno bile veoma različite od onih kod savremenih ljudi.

-Ovaj aspekt HAQERs-a, taj delić genoma, ostao je relativno konstantan, čak i dok su drugi aspekti napredovali kako bi moderni ljudi postajali sve pametniji - kaže Majklson. - Možemo reći da su ljudi imali „hardver“ za jezik bar ranije nego što smo prethodno mislili.

Majklson dodaje da, kada se to poveže sa arheološkim dokazima da su neandertalci imali kulturu i organizovane društvene strukture, to snažno sugeriše da je postojao neki oblik složene komunikacije. Ali to takođe postavlja pitanje: ako su HAQERs toliko korisni za jezik, zašto su ostali konstantni umesto da nastave da evoluiraju u nove varijante gena?

Odgovor leži u fenomenu poznatom kao balansirajuća selekcija. U ovom slučaju, genetski signal HAQERs-a je stagnirao, dok su se drugi signali za kognitivne sposobnosti menjali tokom evolucije modernih ljudi. Prema Majklsonovom timu, HAQERs podstiču razvoj mozga fetusa na načine koji takođe povećavaju veličinu mozga, a samim tim i lobanje. Pre moderne medicine, postojao je jasan limit koliko bebina glava može porasti pre nego što porođaj postane katastrofalno opasan i za majku i za dete, povećavajući smrtnost oba.

Moderni ljudi i neandertalci bliži su nego što se mislilo... Foto-kolaž: Justin TALLIS / AFP / Profimedia; Sergi Reboredo / Zuma Press / Profimedia; frantic / Alamy / Alamy / Profimedia

- Mislimo da su rani ljudi maksimalno iskoristili ovaj put za razvoj mozga koji bi mogao biti nosilac jezika i da su prilično rano udarili u taj plafon, a zatim ostali stabilni, dok su drugi aspekti genetike koji poboljšavaju razvoj mozga za višu inteligenciju, ali ne utiču direktno na veličinu mozga fetusa, nastavili da evoluiraju - kaže Majklson.

U suštini, ljudi su prošli kroz evolucioni kompromis gde se „hardver“ za jezik nije mogao dalje optimizovati putem HAQERs-a bez povećane smrtnosti majki i odojčadi.

Majklsonova laboratorija planira da nastavi ovo istraživanje dodatnim studijama koje uključuju grupu dece koju je analizirao Tomblin. Pošto je to prvobitno istraživanje sprovedeno pre oko 30 godina, ti učesnici sada imaju sopstvene porodice, što nudi proširen uzorak za genetska istraživanja.

- Jedna od stvari koje nas zanimaju je razdvajanje uticaja okoline od genetskog uticaja kada razmišljamo o tome kako dete ovladava jezikom - kaže Majklson, napominjući da deca odgajana u lingvistički bogatom okruženju mogu pokazati veće jezičke sposobnosti. - Koristeći tu porodičnu strukturu, nadamo se da ćemo razdvojiti direktne genetske efekte na jezik i ono što istraživači nazivaju „genetskim negovanjem“, gde genetika roditelja utiče na okruženje koje stvaraju za svoju decu.

Majklson napominje da Univerzitet u Ajovi ima pristup sofisticiranim statističkim alatima koji će pomoći da se izdvoji onaj deo detetove sposobnosti učenja jezika koji je isključivo ekološki, što bi bilo dragoceno sa kliničke tačke gledišta.

(Telegraf Nauka/IOWA Carver College of Medicine)