今日新鲜事 热点 21年前的基因发现,解锁了石器时代最大的秘密

21年前的基因发现,解锁了石器时代最大的秘密

上个世纪80年代,布伦特福德的莱昂内尔小学里一位语言老师,遇见了一个非常奇怪的学生。这个学生无法协调说话时所需的肌肉运动。孩子的脸就像部分被冻结了,声音难以理解,仿佛想要表达却被什么神秘力量抑制了一样。

于是她拨通了遗传学家赫斯特的电话寻求帮助。在赫斯特教授的团队来到现场后,她们开始了对这位学生的调查,想要搞清楚压抑着学生的这股神秘力量究竟是何方神圣。然而这场调查研究后来却牵出了一条5万年前石器时代晚期的秘密。

家族秘史在调查初期,赫斯特教授发现这种病症指向遗传因素。随后她们就惊讶的发现这个症状来自于一整个家族。为了方便统计,她们做了一个家族谱系图。

结果发现从孩子的祖母开始,祖母的5个孩子里的4人和她 23 个孙子中的 11 人同时携带这种奇怪的问题。赫斯特教授和她的同事将这种情况暂且归类为性言语失用症,并给这个家族命名为KE家族。在数年的调查后,时间不知不觉的来到了1990年。这一年赫斯特团队决定将自己的研究报告发表在《医学和儿童神经病学》的期刊上。

她将自己这些年统计和研究的案例罗列在了这份报告内,包含6个研究对象的案例分析以及自己对KE家族病症的看法,她们总结出KE家族的情况既不属于阅读障碍,也不属于性染色体异常,似乎是构建面部动作的能力受到了影响。因为情况的特殊,直到研究结束她们也无法进行明确分类。但在报告的最后,她们留下了一段无比重要的猜想。她们认为或许人类身体中的某一段基因编码是赋予我们语言能力的秘密,而KE家族的问题正是出在了这段基因上。

结果这篇报告却引起了很大的争议,而争议的声音来自于两个群体。一是同为科学界的学者群体。二是 信仰神学的庞大群众。加拿大蒙特利尔麦吉尔大学语言学教授戈普尼克在对KE家族实地采访总结后,写下一篇50页的短文。在她看来,导致这场疾病的神秘基因影响的并不是构建面部动作的能力,而是语法构建能力。因为KE家族患病的孩子必须把每个单词作为一个单独的项目来学习才能勉强完成基础沟通。

94年《语言本能》一书的作者史蒂文·平克也在书中支持了戈普尼克的观点,但因为双方都没有实际的证据来佐证自己的观点,也无法对赫斯特教授的观点进行证伪。于是这个病症是否由基因引起,如果是基因问题,这条基因又影响了哪些方面就成了一个谜团。同一时间,一部分信仰神学的群众认为这是一种对神的亵渎。我大致翻了一下语言在不同宗教中的地位。在《圣经》中有提到:“这个世界在一开始就有了语言,语言与神同在,语言就是神。”

在印度婆罗门教的圣典《吠陀》记载:语言是神 赐予人类的一种特殊能力。在中国苗族的传说中 似乎也有:神创造了人,并传授了语言这种说法。除了我提到的这几类传说,还有不少宗教中有把语言与神进行关联的记录。而如果语言能力是由基因所决定的,那部分宗教文化自然也会受到或大或小的影响。因此在谁也没有证据得出一个足以信服众人的结论前,这件事就成了一个不解之谜。这场分歧就这样一直持续了11年,直到2001年,遗传学家 西蒙 和 认知神经学家 卡德姆等学者给事情画上了一个句号,并且刷新了整个人类社会对语言的理解。

FOXP2基因的真相为了搞清楚这件事的真相,西蒙和塞西莉亚这些研究人员同样以KE家族为研究对象。通过实验验证了预测的转录序列,确认了基因的外显子 - 内含子结构。他们发现影响KE家族的罪魁祸首正是我们身体中的一个基因片段,并且就藏在我们第7对染色体中。

根据标准命名法,这条基因被称为FOX-P2。在患者体内,该基因发生了单核苷酸突变或染色体之间基因移位突变,两个 FOXP2 拷贝中的一个因突变而失活,并且呈显性遗传。因为这条基因极大程度上影响着人类学习语言的能力,所以KE家族的病患无法控制嘴唇和舌头灵活说话。他们不仅语言表达和理解能力有障碍,根据正电子发射断层扫描激活研究揭示,他们的额叶皮质和皮质下运动相关区域的功能同样存在异常。核磁共振成像扫描的定量也揭示了其中几个相同区域的结构异常,特别是尾状核,发现双侧异常小。换言之,他们的智商也连带受到影响。

正如90年代赫斯特教授等人的猜想一样,人类的身体里确实有一条基因控制着我们学习语言的能力。即便后来发现这条基因突变所带来的影响绝不仅仅是语言能力这么简单。但由于它的发现给人类带来的第一印象便是语言,大家也开始称其为语言基因。由KE家族所衍生出的研究调查到此正式宣告结束,但关于FOX-P2这条基因的故事才刚刚开始。

智人登顶之谜仔细想想,在漫长的地球发展史中,生物经历了有利于个体的不同演化。作为智人,也是如今仅存的一种人类,我们的文明程度不仅远高于地球上现存的其他哺乳动物。就连曾经生存在地球上的其他人种也完全不能与智人的存在相提并论。这一切都像是一个谜。

曾经我经常疑惑,为什么我们是仅有的人类,智人又是如何在这颗蓝色星球上登顶,成为最高智慧的存在。但或许FOX-P2这条基因就是那把钥匙,可以带我们一窥部分人类祖先所经历的故事。在2011年,牛津大学历史学博士尤瓦尔·赫拉利出版了《人类简史》。

这本书解答了我的一些疑惑,作者深入浅出的讲述了人类从石器时代至21世纪的演化与发展史,并将人类历史分为四个阶段:认知革命、农业革命、人类的融合统一与科学革命。在认知革命中,他认为“智人之所以得以统治地球,是因为智人是唯一可以大规模地且灵活地合作的物种”,而语言则是一切活动的发动机,它有助于改善社会组织和更有效的传递信息,并可能促进符号思维和抽象化的能力。书中提到,智人有了语言后就有了前所未有的能力。

能够大规模的合作,进行集体作战,再后来,便有了虚构故事的能力,将狮子供奉为守护神。这个虚构的重点不在于让人类能够拥有想象,更重要的是“一起”想象,编织出种种共同的虚构故事,人们能够用语言传颂虚构的故事从而产生集体信仰,然后共同合作。1939年,德国施泰德洞穴中发现了一具距今32000多年的史前象牙雕像——狮人(Lowenmensch),由燧石刀用猛犸象象牙雕刻而成。

不难想象曾经有大批信徒因为同一个信仰而进行集体活动,这是迄今为止发现的最早证明人类可能存在宗教信仰的艺术品,也证明了人类可以想象虚构的事物。而这一切的背后,是语言的出现推动了人类文明,使人类的智慧达到顶点。但由此又衍生出一个新的问题,语言又是从何而来。关于这个问题,至今依旧充满谜团,但foxp2的出现打破了僵局,给与了人类新的线索。关于这个话题我翻了翻论文,斯坦福大学的人类学教授理查德•克莱因(Richard G. Klein),布朗大学的菲利普·利伯曼,奥克兰大学的科巴利斯等等学者都将时间指向一点——旧石器时代晚期的50000年前。因为在距今5万年前的旧石器时代有一个巨大的谜团,但foxp2基因的出现却给出了一份非常完美的答案。根据如今考古学50,000年前的考古记录显示,5万年前的考古记录相当同质化。那个时代的智人在非洲大陆制造的手工制品与在法国发现的由尼安德特人制造的手工制品非常相似。

但突然之间,智人开始以现代的方式行事,制作艺术品和配饰,甚至出现了曾经从未见过的特殊集体行为,简直就像开了修改器,走向世界的顶端。关于这一谜团不同学科一向有不同的观点,但各派学说都有一个相对统一的看法,就是在那段遥远的时期,一定有什么东西改变了我们祖先的大脑。那么究竟是什么改变了我们祖先的大脑,影响了他们?1994年Milo米洛和Quiatt奎亚特等科学家提出,对现代行为最可能的刺激是神经学的进步,这可能促进了快速发音的完全现代能力。而克莱因教授认为,神经学假说只需要一个随机的、选择性的有利突变,就像人类进化早期多次发生的突变一样,但该假设目前无法测试。

这是因为到10万年前,人类前夕就有了现代大小的大脑,而头骨化石没有为大脑组织差异提供难以置疑的证据。随着后续的调查,人们发现这场变革的确始于foxp2这条基因的突变,这场突变不但影响了人类语言学习能力,同时提高了认知能力,让我们成为这颗星球上最不安分的物种。创造出更多有用的工具,精美的艺术品,更演化出了社会系统,形成了一个拥有无限潜力的世界。而实际上除了智人以外,还有一种人类拥有这条基因,但不幸灭绝。

2006年西班牙古人类学家安东尼奥·罗萨斯带领学者,在西班牙阿斯图里亚斯洞穴遗址中发掘了约1323具古人类遗骸样本。这些遗骸追溯到了43000年前的尼安德特人,一种比智人更加魁梧,肌肉更加发达,并且非常适应冰河时期寒冷气候的人类。已确定至少有八个人:一名婴儿、一名少年、两名青少年和四名年轻人。到目前为止,他们已经从出土的两个尼安德特人骨骼碎片中通过遗传分析发现,尼安德特人的FoxP2基因序列与现代人的序列相匹配。一年后,古生物学博士约翰内斯·克劳斯等人发现我们最近的已灭绝亲属尼安德特人与现代人类共享FOXP2的两个演化突变。根据他们的数据显示,假设现代人和尼安德特人没有“混种繁衍”,那么FOXP2的变化很可能起源于尼安德特人和现代人类的共同祖先,这表明它们至少发生在30万年到40万年前的某个时间段。然而,这一观点受到芝加哥大学人类遗传学博士格雷厄姆·库普等人的质疑,因为任何源自古代DNA发现的选择模型都必须考虑古代和现代人类样本的变异模式,他还认为,需要进一步的实验来排除人类对尼安德特人样本的污染,但他们的实验却也不足以排除污染。后来科研团队发现这条基因也在其他哺乳动物、啮齿动物、鸟类、爬行动物和鱼类等等生物中存在。

虽然这些动物都能够通过各自的方式进行信息的传递,但没有任何现存的生物在语言能力上能与现代人类匹敌。为了了解人类与其他生物之间的不同,科学家在人类的近亲黑猩猩身上找到这条基因进行对比。发现人类版的foxp2有两处发生了黑猩猩所没有的关键突变,而黑猩猩和大猩猩则共享同一个版本的语言基因,目前这被学界认定为黑猩猩无法说话的重要原因之一。而促使人类发生这次突变的原因或许只有那个年代人类的祖先才得以知晓。宏观来看,foxp2终究只是人类形成语言众多谜团中的一点,也许它仅仅赋予了人类学习语言的能力,而语言本身则是一个更加庞大且复杂的话题,它容纳了人类数千年文化的智慧结晶,蕴含着无数秘密。但值得庆幸的是我们身处一个科学冲刺的年代,无数关于人类自身以及人类以外的谜题正在以前所未有的速度迅速解码中。作为探索者也作为一个年轻的学生,希望我们都能保持一颗敬畏之心看待自己陌生的话题。“人类看不见的世界,并不是空想的幻影,而是被科学的光辉照射的实际存在”——玛丽·居里。

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