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基因微調(diào)讓我們開(kāi)口說(shuō)話

2018-01-24 18:18梅臨安
大科技·科學(xué)之謎 2017年12期
關(guān)鍵詞:尼安德甲基化特人

梅臨安

我們的面部、喉嚨在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了變化,為我們能夠進(jìn)行復(fù)雜的交談打下基礎(chǔ)。

在人類(lèi)進(jìn)化的歷史長(zhǎng)河中,人類(lèi)從誕生之初就能夠開(kāi)口說(shuō)話嗎?跟我們有共同原始祖先的類(lèi)人猿,為什么沒(méi)有進(jìn)化出像我們一樣能夠通過(guò)復(fù)雜語(yǔ)言進(jìn)行交談的能力?

從基因的甲基化入手

以色列希伯來(lái)大學(xué)的科學(xué)家注意到,在進(jìn)化過(guò)程中,與類(lèi)人猿相比,我們的臉型和喉嚨結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生了明顯改變,這也許為我們能夠進(jìn)行復(fù)雜的言語(yǔ)交談奠定了基礎(chǔ)。

為了驗(yàn)證這一想法,他們需要對(duì)比遠(yuǎn)古人類(lèi)和現(xiàn)代人類(lèi)的面部喉嚨結(jié)構(gòu)的變化細(xì)節(jié)。但是他們沒(méi)法直接使用考古發(fā)現(xiàn)得到的人類(lèi)遺骸來(lái)進(jìn)行研究對(duì)比,因?yàn)槟甏眠h(yuǎn),那些挖掘出土的遺骸會(huì)因各種各樣的原因而殘缺不全,比如之前出土的尼安德特人遺骸的喉部,唯一殘留部分只有舌骨。從這個(gè)單一的舌骨我們很難準(zhǔn)確還原尼安德特人發(fā)聲器官的完整結(jié)構(gòu),它是否與現(xiàn)代人類(lèi)的相似,仍存在分歧。

因此他們另辟蹊徑,從基因?qū)用嫱茢嗳祟?lèi)面部和喉嚨結(jié)構(gòu)的變化細(xì)節(jié)。他們采用DNA對(duì)比技術(shù),研究了2個(gè)生活在當(dāng)代和4個(gè)生活在數(shù)萬(wàn)年前均同屬現(xiàn)代人類(lèi)的DNA。他們還選取了尼安德特人和丹尼索瓦人作為遠(yuǎn)古人類(lèi)的代表,以及6只黑猩猩作為參照。

他們的目標(biāo)是對(duì)比選取的DNA,找出在進(jìn)化中控制基因發(fā)揮作用的“開(kāi)關(guān)”的變化,即是否有甲基附著在基因上。一般來(lái)說(shuō),甲基附著在基因上后,會(huì)使得該區(qū)域的基因表達(dá)被關(guān)閉,因此,通過(guò)觀察基因的甲基化模式,研究人員可以追蹤基因是處于啟動(dòng)還是關(guān)閉的狀態(tài)。

面部縮一縮,開(kāi)口說(shuō)一說(shuō)

結(jié)果發(fā)現(xiàn),與我們的遠(yuǎn)古祖先以及黑猩猩相比,現(xiàn)代人類(lèi)中與塑造臉部和喉部形狀有關(guān)的基因活性發(fā)生了明顯改變,特別是與聲帶和喉嚨發(fā)育有關(guān)的基因變化尤為明顯。

例如,現(xiàn)代人類(lèi)身上一種叫做NFIX的基因被甲基化,這種基因會(huì)使我們的猿猴祖先下巴突出,它的被甲基化意味著人類(lèi)避免了下巴的突出而使臉部變得扁平。加上其他基因的類(lèi)似調(diào)整,我們的喉頭蓋向喉嚨深處移動(dòng),且聲帶的形狀也發(fā)生改變,讓早期的人類(lèi)能夠以更微妙的方式發(fā)出聲音。研究小組認(rèn)為,聲帶發(fā)生這種變化后,成為了人類(lèi)能夠開(kāi)口說(shuō)話的一種理想的生理結(jié)構(gòu)。而在他們研究的其他物種中,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些變化。

然而,也有其他研究人員表示,這項(xiàng)研究并沒(méi)有完全說(shuō)明語(yǔ)言進(jìn)化的整個(gè)過(guò)程。一些人類(lèi)學(xué)家認(rèn)為,大腦進(jìn)化出能控制語(yǔ)言能力的神經(jīng)中樞,也為我們能進(jìn)行復(fù)雜的交談打下基礎(chǔ)。大腦處理語(yǔ)言能力的改變即使不比面部、喉嚨結(jié)構(gòu)的變化來(lái)得重要,但至少也是一樣重要的。有可能我們遠(yuǎn)古人類(lèi)的祖先也會(huì)說(shuō)話,只是以一種比較粗糙而模糊的方式,而面部、喉嚨的變化只是將我們說(shuō)話的能力提升了一個(gè)等級(jí)。

不論如何,這項(xiàng)研究表明了現(xiàn)代人類(lèi)的發(fā)聲器官的進(jìn)化在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中是獨(dú)一無(wú)二的,而且這種進(jìn)化并不是人類(lèi)基因發(fā)生了突變,而只是基因的微調(diào)所驅(qū)動(dòng)的。endprint

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