“沒有任何證據表明尼安德特人沒有語言能力,”德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的約翰內斯·克勞澤說。事實上,克勞澤及其同事最近發現尼安德特人和人類擁有相同版本的 FOXP2 基因——迄今為止唯一與語言相關的基因——這可能被認為是他們確實擁有語言能力的證據。
但是,儘管對現代人類的研究表明 FOXP2 對於言語是必要的,但沒有人認為它就足夠了。牛津大學的遺傳學家西蒙·費舍爾說,這個基因“只是一個複雜謎題中的一小塊”,他是發現該基因的團隊成員之一。因此,尼安德特人的序列很有趣,但對於他們的語言技能提供的資訊很少。“沒有哪個單一的遺傳因素可以告訴我們一個已滅絕的物種是否能夠說話,”費舍爾說。
儘管經過多年的深入研究,研究人員仍然不確定 FOXP2 的作用,以及它可能如何促進語言的進化。對已滅絕人類的研究尚未揭示太多關於這些事情的資訊,但對活體動物的研究開始提供一些線索。該基因與動物王國中許多最複雜的聲音有關,這表明這些行為是人類語言建立的基礎。
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一個被稱為“KE”的英國家庭揭示了 FOXP2 與語言之間的聯絡。這個家庭的許多成員在語言方面有嚴重的困難。他們難以控制面部運動,並且在閱讀、寫作、語法和理解他人方面有困難。
2001年,費舍爾和他的同事發現,這個家庭問題的根源基因是 FOXP2,位於7號染色體上。該基因產生一種與DNA結合的蛋白質,從而開啟或關閉其他基因。上個月,費舍爾的研究小組發表了一項研究,確定了100個基因,這些基因的活性受 FOXP2 的影響最強烈。結果表明,許多基因都參與了神經系統的發育和組織。
但是,大多數言語障礙——影響約5%的兒童,並且具有很強的遺傳成分——並不涉及 FOXP2 的突變。凱斯西儲大學研究溝通障礙的芭芭拉·劉易斯說,它們更常見地涉及許多基因和環境因素之間的相互作用。“這是一個非常重要的基因,但它不是唯一的言語基因,”她說。
FOXP2 的變化可能推動了語言進化的觀點,因發現黑猩猩和人類蛋白質版本之間存在兩個氨基酸差異而得到了加強。這種差異聽起來可能不算什麼,但 FOXP2 是變異性最小的脊椎動物蛋白質之一。小鼠和黑猩猩形態之間只有一個氨基酸差異,它們在6000萬年前分化,而人類-黑猩猩的分裂則發生在600萬年前。
另一方面,最近更多的證據使 FOXP2 與語言進化之間的聯絡變得模糊不清。例如,導致人類言語缺陷的突變並不影響 FOXP2 中我們獨有的部分。倫敦大學瑪麗女王學院的斯蒂芬·羅西特說,“人類先前認為獨有的一些變化在其他哺乳動物中也看到了”,例如貓。“當我們觀察更多物種時,我們看到了更多差異。情況變得複雜起來。”
9月份,羅西特和他的同事揭示,使用回聲定位的蝙蝠是 FOXP2 不變性質規則的例外:該基因在蝙蝠群體內差異很大。“與所有其他調查的脊椎動物相比,蝙蝠內部的變化數量增加了一倍,”他說。這一發現支援了人類 FOXP2 在言語的物理控制中特別重要的觀點。羅西特說,就像說話一樣,需要動用100多塊肌肉,發出聲納所需的聲音也需要“面部和嘴巴的大規模複雜協調”。
蝙蝠是少數幾種表現出聲音學習能力的動物之一,其他還有人類、一些鳴禽、鯨魚和海豚。也就是說,它們發出的聲音不是天生的,而是需要練習和模仿。對鳴禽的研究支援了 FOXP2 與聲音學習之間的聯絡,表明該基因除了控制我們大腦的形成方式外,還可能影響我們如何使用它。加州大學洛杉磯分校的神經科學家斯蒂芬妮·懷特發現,當成年鳥類學習和練習鳴叫時,該基因會改變其在大腦中的活動。“鳥類可能擁有與人類語言基礎相同的迴路,”懷特解釋說。證據表明 FOXP2 是一個開關,她說,不同物種在它們的神經機制中對其有不同的用途。
紐約大學的心理學家加里·馬庫斯指出,這個基因的故事暗示了進化如何將舊材料用於新用途。“這是一個非常好的瞭解語言的切入點,以及它與我們從祖先那裡繼承的任何語言預適應的關係。”
進行 FOXP2 小跑
約翰內斯·克勞澤對尼安德特人竟然擁有與人類相同版本的 FOXP2 感到驚訝。他之前對現代人群遺傳變異的研究表明,該基因的人類形式出現在過去20萬年內——在尼安德特人和現代人類譜系分化後15萬年。他說,這表明我們對當前遺傳學如何反映我們進化過去的理解可能需要修正。
但克勞澤仍然認為,FOXP2 在人類譜系中最近一直受到選擇壓力。他推測,它可能在尼安德特人和人類分裂之前不久發生了變化,或者它可能幫助我們的共同祖先變得更加聰明。“在50萬年前的化石記錄中,大腦容量大幅增加,”克勞澤指出。“很難說這是否與 FOXP2 有關,但肯定發生了一些事情。”