Язык считается определяющей чертой Homo sapiens, выделяющей нас среди всех живых существ. Ученые из Университета Айовы под руководством профессора Джейкоба Майклсона сосредоточили внимание на особых участках генома — HAQER (Human Ancestor Quickly Evolved Regions). Работа опубликована в журнале Science Advances.
В ДНК неандертальцев уже были гены, отвечающие за развитие речи
Ученые из Университета Айовы обнаружили, что ключевые регуляторные последовательности ДНК, влияющие на речевые способности, сформировались еще до разделения линий современного человека и неандертальца. Исследование доказывает наличие необходимого биологического «фундамента» для сложной коммуникации у древних гоминид.
Сказки дедушки неандертальца. Википедия
Генетические регионы HAQER. Эти регионы не являются генами в привычном смысле — они не кодируют белки напрямую. Ученые сравнивают их с «ручками громкости», которые управляют активностью других генов. Например, известный ген FOXP2, долгое время считавшийся главным «геном речи», выступает в роли «руки», которая поворачивает эти рычаги управления. Такая иерархическая структура объясняет, почему небольшие изменения в регуляторных зонах приводят к масштабным перестройкам в работе сложнейшего органа — человеческого мозга.
Эти «регионы быстрой эволюции предков человека» составляют менее одной десятой процента нашего генетического кода, но их влияние на развитие речи в сотни раз превышает вклад любых других зон. По словам Майклсона, язык — это программное обеспечение, тогда как HAQER представляют собой инструкции по созданию аппаратной части, то есть мозга.
Но HAQER практически не меняются очень давно. Процесс их эволюции завершился еще до расхождения линий сапиенсов и неандертальцев. Поскольку разделение этих ветвей произошло, по разным оценкам, от 500 до 800 тысяч лет назад, можно сделать вывод, что «речевое железо» приняло свой окончательный вид еще у нашего общего предка (вероятно, у человека гейдельбергского).
Обзор исследования и основные выводы.
Исследователи проанализировали данные более чем тридцатилетней давности, включая ДНК и тесты речевых навыков сотен студентов, сопоставив их с результатами вычислительной генетики за последние 65 миллионов лет эволюции. Как утверждает Джейкоб Майклсон: «Мы видим, как крошечная часть генома может оказывать колоссальное влияние не только на то, кем мы были как вид, но и на то, кто мы есть как личности».
Ученые покащали, что эти генетические механизмы присутствовали у неандертальцев и, возможно, проявлялись даже ярче, чем у нас. Это позволяет утверждать, что биологическая база для сложного общения существовала задолго до появления современного человека, что подтверждается и археологическими находками, свидетельствующими о наличии у неандертальцев культуры и социальной организации.
Эволюционный компромисс
Реконструкция жарки мяса на костре в пещере Лазарет, Франция. Неандертальцы разместили очаг в оптимальном месте своей пещеры, чтобы свести к минимуму потери тепла и воздействие дыма.
Если эти генетические области столь полезны для развития коммуникации, возникает вопрос, почему они прекратили свое активное изменение в процессе эволюции. Ответ кроется в явлении балансирующего отбора. Регионы HAQER стимулируют развитие мозга плода, что неизбежно ведет к увеличению объема головы ребенка.
До появления современной медицины существовал жесткий природный предел: слишком крупный череп новорожденного делал роды смертельно опасными для матери и младенца. Человечество достигло биологического потолка в оптимизации «речевого железа» через этот механизм довольно рано.
В то время как другие гены, отвечающие за интеллект, но не влияющие напрямую на размер черепа при рождении, продолжали развиваться, регуляторы HAQER стабилизировались. Наши предки пошли на «эволюционную сделку», сохранив баланс между когнитивным потенциалом и выживаемостью вида.