Ένα εκπληκτικά μικρό κομμάτι του ανθρώπινου DNA φαίνεται πως παίζει καθοριστικό ρόλο γλωσσική μας ικανότητα. Μια νέα μελέτη από το University of Iowa Health Care δείχνει ότι οι συγκεκριμένες γενετικές αλληλουχίες εμφανίστηκαν πριν από τον διαχωρισμό των σύγχρονων ανθρώπων και των Νεάντερταλ από έναν κοινό πρόγονο, μεταφέροντας τις απαρχές της γλωσσικής βιολογίας πολύ πιο πίσω στο χρόνο από ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Jacob Michaelson, Roy J. Carver Chair Ψυχιατρικής και Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα, η γλώσσα αποτελεί ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά του Homo sapiens.
Ο ίδιος και η ομάδα του, με πρώτο συγγραφέα τον Lucas Casten, PhD, ερευνητή πλέον στο Ινστιτούτο Ψυχιατρικής Max Planck στο Μόναχο, διερεύνησαν πώς η γλωσσική ανάπτυξη επηρεάζεται από μια ομάδα ρυθμιστικών στοιχείων του DNA που ονομάζονται Περιοχές Γρήγορης Εξέλιξης του Ανθρώπινου Προγόνου (HAQERs).
Οι περιοχές αυτές αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 0,1% του συνολικού γονιδιώματος, αλλά παρουσιάζουν περίπου 200 φορές μεγαλύτερη επίδραση στη γλωσσική ικανότητα σε σχέση με οποιαδήποτε άλλη γονιδιωματική περιοχή. Όπως εξηγούν οι ερευνητές, αυτά τα τμήματα του DNA βοηθούν στην κατασκευή του βιολογικού υλικού (hardware) του εγκεφάλου, ενώ η ίδια η γλώσσα λειτουργεί ως το λογισμικό (software).
Από τη μελέτη του 1990 στη σύγχρονη υπολογιστική γενετική
Τα ευρήματα, τα οποία δημοσιεύθηκαν στο Science Advances, βασίζονται σε μια μακροχρόνια έρευνα που ξεκίνησε τη δεκαετία του 1990 από τον Bruce Tomblin, ο οποίος κατέγραψε τις γλωσσικές ικανότητες 350 μαθητών στην Αϊόβα και διατήρησε δείγματα DNA. Χρόνια αργότερα, το εργαστήριο του Michaelson ολοκλήρωσε τη γενετική αλληλούχιση μέσω χρηματοδότησης από το NIH, επιτρέποντας τη σύνδεση των διαφορών στο DNA με τις διακυμάνσεις της γλωσσικής ικανότητας.
Οι περιοχές HAQERs δεν είναι γονίδια, αλλά ρυθμιστικές περιοχές που λειτουργούν σαν διακόπτες έντασης ήχου για τα γονίδια που σχετίζονται με την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Οι επιστήμονες συνδέουν αυτή τη λειτουργία με το γνωστό γονίδιο FOXP2, το οποίο επηρεάζει τις γλωσσικές διαταραχές. Αν οι περιοχές HAQERs είναι οι διακόπτες, το FOXP2 είναι ένα από τα χέρια που τους περιστρέφουν.
Για τη μέτρηση αυτής της επίδρασης, οι ερευνητές δημιούργησαν μια εξελικτικά στρωματοποιημένη πολυγονιδιακή βαθμολογία (ES-PGS), ένα εργαλείο που διαχωρίζει τις γενετικές επιδράσεις με βάση την εποχή που εμφανίστηκαν, ανιχνεύοντας στοιχεία σε μια περίοδο 65 εκατομμυρίων ετών.
Κοινά γενετικά χαρακτηριστικά με τους Νεάντερταλ
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι αυτοί οι γενετικοί διακόπτες ήταν ήδη παρόντες στους Νεάντερταλ και μάλιστα σε ελαφρώς πιο έντονο βαθμό από ό,τι στους σύγχρονους ανθρώπους. Το εύρημα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς υποδηλώνει ότι το βιολογικό υπόβαθρο για τη γλώσσα προϋπήρχε της εμφάνισης του Homo sapiens.
Όταν το στοιχείο αυτό συνδυάζεται με τα αρχαιολογικά δεδομένα που δείχνουν ότι οι Νεάντερταλ διέθεταν πολιτισμό, κοινωνική οργάνωση και σύνθετες συμπεριφορές, ενισχύεται η θεωρία ότι κάποια μορφή εξελιγμένης επικοινωνίας υπήρχε πολύ πριν από τον σύγχρονο άνθρωπο. Ωστόσο, η διαπίστωση αυτή εγείρει ένα ερώτημα: αφού οι περιοχές HAQERs είναι τόσο ωφέλιμες για τη γλώσσα, γιατί σταμάτησαν να εξελίσσονται και παρέμειναν σταθερές;
Ένας εξελικτικός συμβιβασμός επιβίωσης
Οι ερευνητές αποδίδουν τη σταθερότητα αυτή σε μια διαδικασία που ονομάζεται εξισορροπητική επιλογή (balancing selection). Ενώ άλλες γνωστικές ικανότητες συνέχισαν να εξελίσσονται, η επίδραση των HAQERs έφτασε σε ένα τέλμα.
Οι συγκεκριμένες γενετικές περιοχές υποστηρίζουν την εμβρυϊκή ανάπτυξη του εγκεφάλου με τρόπους που αυξάνουν το μέγεθος του εγκεφάλου και του κρανίου. Πριν από τη σύγχρονη ιατρική, όμως, υπήρχαν σαφή όρια στο πόσο μεγάλο μπορούσε να γίνει το κεφάλι ενός βρέφους πριν ο τοκετός καταστεί επικίνδυνος για τη ζωή της μητέρας και του παιδιού.
Οι πρώτοι άνθρωποι φαίνεται πως εξάντλησαν αυτό το μονοπάτι ανάπτυξης και έφτασαν νωρίς σε μια οροφή. Η εξέλιξη σταμάτησε στο σημείο όπου οποιαδήποτε περαιτέρω βελτίωση του βιολογικού υλικού της γλώσσας θα είχε πολύ μεγάλο κόστος για την επιβίωση του είδους, αφήνοντας άλλες γενετικές πτυχές της νοημοσύνης – που δεν επηρεάζουν άμεσα το μέγεθος του εμβρυϊκού κρανίου – να συνεχίσουν να εξελίσσονται.
Διαχωρισμός γενετικής και περιβάλλοντος
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει τη μελέτη χρησιμοποιώντας την ίδια ομάδα συμμετεχόντων από τη δεκαετία του 1990. Καθώς πολλοί από αυτούς έχουν πλέον δικές τους οικογένειες, δίνεται η ευκαιρία να εξεταστεί πώς η γλωσσική ικανότητα διαμορφώνεται τόσο από την κληρονομικότητα όσο και από το περιβάλλον.
Στόχος των επιστημόνων είναι να διαχωρίσουν την άμεση γενετική επίδραση από αυτό που ονομάζουν γενετική ανατροφή (genetic nurture), όπου η γενετική προδιάθεση των γονέων επηρεάζει το γλωσσικό περιβάλλον που δημιουργούν για τα παιδιά τους.
Για την επόμενη φάση της έρευνας, η οποία αναμένεται να προσφέρει και κλινικές εφαρμογές, ο Michaelson και η Kristi Hendrickson, αναπληρώτρια καθηγήτρια επικοινωνιακών επιστημών, έχουν ήδη υποβάλει σχετική πρόταση χρηματοδότησης.