老鼠实验揭示人类语言基因的惊人影响。示意图。(路透档案照)
研究显示,带有人类NOVA1基因变异的小鼠幼崽在呼唤母亲时,发出的超音波叫声频率更高,声音模式也与野生型老鼠不同。科学家将这些叫声归类为四个“字母”——S、D、U、M,并发现人类基因变异使部分叫声特徵出现变化。实验室负责人罗伯特.达内尔(Robert B. Darnell)教授表示,这显示出基因对声音沟通的深远影响。
成年后,这些基因改造雄鼠在求偶时展现更惊人的差异,发出比野生型老鼠更複杂的高频叫声,与雌鼠的“对话”方式明显不同。达内尔解释,这种发声变化可能在演化中扮演关键角色,影响物种间的沟通能力。
这些现象源于NOVA1基因的变异。该基因编码的神经肿瘤腹侧抗原1(Neuro-oncological Ventral Antigen 1, NOVA1)蛋白,参与调控与发声相关的基因表达。NOVA1广泛存在于鸟类与哺乳动物中,但人类版本在第197位胺基酸由异亮胺酸(isoleucine)转为缬胺酸(valine),即I197V变异,这一特徵为现代人类独有。
研究团队发现,人类NOVA1变异体虽未改变与大脑发育或运动控制相关的RNA结合方式,却意外影响了发声相关基因的RNA结合。第一作者田岛阳子(Yoko Tajima)指出,许多发声基因正是NOVA1的结合目标,进一步证实其在声音沟通中的角色。达内尔惊叹:“这是科学中令人振奋的意外发现。”
更引人注目的是,人类近亲——尼安德塔人(Neanderthals)与丹尼索瓦人(Denisovans)——并未拥有此变异,他们的NOVA1蛋白与其他动物相同。达内尔推测,非洲的现代人类祖先演化出I197V变异后,因其提升了声音沟通能力而成为主流,并随人群扩散至全球。
这是否意味著智人(Homo sapiens)的语言能力超越了其他近亲,进而主宰演化竞争?研究提供线索,但尚未定论。科学家认为,NOVA1只是语言演化拼图的一部分,环境与其他基因的交互作用仍有待探究。
该研究已刊登于《自然通讯》(Nature Communications)期刊,开启了语言起源研究的新猷。

小鼠大脑中 NOVA1 的表现模式。NOVA1 为绿色,细胞核(DAPI)为蓝色。(图片来源:洛克斐勒大学分子神经肿瘤学实验室)