Ген FOXP2 оказался критическим для вокализации у животных

"Нет никаких оснований думать, что неандертальцы не обладали ре- чью", - говорит Йоханнес Краузе (Johannes Krause) из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия. В самом деле, подтверждением этому может служить недавнее открытие Краузе с коллегами того факта, что у неандертальцев и современных людей одна и та же версия гена FOXP2 - единственного известного гена, связанного с речью.

Исследования на современных людях показывают, что FOXP2 необходим для речи, но никто не считает его достаточным для нее. Этот ген - "всего лишь одна часть сложной головоломки", - говорит один из его первооткрывателей, генетик Саймон Фишер (Simon Fisher) из Оксфордского университета. Открытие этого гена у неандертальцев интересно само по себе, но оно ничего не говорит об их лингвистических способностях. "Ни один генетический фактор в отдельности не может сказать нам, обладал ли вымерший вид способностью к речи", - говорит Фишер.

По прошествии нескольких лет интенсивных исследований ученые так и не знают точно, за что отвечает FOXP2, и как он повлиял на возникновение речи. Изучение этого вопроса на вымерших видах людей - дело будущего, однако исследования на современных животных начинают указывать на некоторые интересные возможности. Этот ген необходим животным для того чтобы издавать наиболее сложные звуки, и это говорит о том, что такое поведение явилось основой формирования человеческой речи. Изучение одной английской семьи позволило раскрыть связь между FOXP2 и речью. Многие члены этой семьи имеют серьезные нарушения речи. Им трудно контролировать движения мимических мышц, у них нарушены чтение, письмо, грамматика и понимание речи. В 2001 г. Фишер с коллегами обнаружил, что в корне несчастья этой семьи лежит FOXP2, располагающийся на седьмой хромосоме. Этот ген кодирует белок, который связывается с ДНК, включая и выключая другие гены. В прошлом месяце группа Фишера опубликовала исследование, в котором было выявлено 100 генов, чья активность сильнее всего зависит от FOXP2. Оказалось, что многие из этих генов участвуют в развитии нервной системы.

Следует сказать, что большинство расстройств речи - а они выявляются у 5% всех детей и имеют значительный наследственный компонент - не связаны с мутациями в FOXP2. Обычно эти расстройства обусловлены взаимодействием между многими генами и факторами среды, говорит Барбара Льюис (Barbara Lewis), которая изучает нарушения коммуникации в Университете Западного резервного района. "Это очень важный ген, но это не единственный ген речи", - говорит она.

Идея, что изменения в FOXP2 могли послужить движущей силой эволюции речи, получила дополнительное подтверждение, когда стало известно, что у человека и шимпанзе этот белок отличается всего на две аминокислоты. Такое различие может показаться незначительным, однако FOXP2 является одним из наименее изменчивых белков у позвоночных. У мыши и шимпанзе, которые разошлись в эволюции 60 млн лет назад, он различается всего на одну аминокислоту, в то время как с момента разделения людей и шимпанзе прошло всего 6 млн лет. С другой стороны, более новые данные сделали связь между FOXP2 и речью не столь очевидной. Например, мутации, вызывающие нарушения речи у людей, не затрагивают те части FOXP2, которые уникальны для людей. А "некоторые из изменений, ранее считавшихся специфичными для людей, были обнаружены и у других млекопитающих, в том числе у кошек", - говорит Стивен Росситер (Stephen Rossiter) из колледжа Куин Мэри в Лондонском университете. "По мере того как мы исследуем больше видов, мы находим больше различий, и картина все усложняется".

В сентябре Росситер со своими коллегами открыл, что летучие мыши, которые пользуются эхолокацией, являются исключением из правила консервативности FOXP2: этот ген сильно варьирует в пределах данной группы. "Изменчивость этого гена у летучих мышей в два раза выше, чем у всех других исследованных млекопитающих", - говорит он. Данное открытие подтверждает идею, что FOXP2 человека чрезвычайно важен для управления движениями, связанными с речью. Подобно тому, как в речевой деятельности человека участвуют более чем 100 мышц, произведение звуков для работы сонара летучих мышей так- же требует "чрезвычайно сложной координации мышц лица и рта", - говорит Росситер. Летучие мыши относятся к тому небольшому числу животных, которые обучаются производить звуки, - помимо людей сюда относятся еще некоторые певчие птицы, киты и дельфины. То есть производимые ими звуки не врожденные, а требуют упражнения и подражания. Исследования птиц подтверждают наличие связи между FOXP2 и голосовым обучением, и это говорит о том, что ген влияет не только на формирование мозга, но и на то, как мы им пользуемся. Нейрофизиолог Стефани Уайт (Stephanie White) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружила, что активность этого гена изменяется у взрослых птиц, когда те учатся своей песне. "Возможно, у птиц имеется система нервных связей, идентичная той, на основе которой сформировалась человеческая речь", - объясняет Уайт. Эксперименты показывают, что FOXP2 представляет собой переключатель, который в мозге разных видов используется в разных нуждах.

История с этим геном заставляет вспомнить, что эволюция нередко использует готовые решения для но вых целей, отмечает психолог Гэри Маркус (Gary Marcus) из Нью-Йоркского университета. "Это очень хороший способ разобраться в механизмах речи и в том, как она связана с преадаптациями, унаследованными нами от наших предков".



О роль голосовых связок в речеобразовании смотри ЗДЕСЬ