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科學家將人類「語言基因」植入老鼠 揭開語言演化之謎

老鼠實驗揭示人類語言基因的驚人影響。示意圖。(路透檔案照)

老鼠實驗揭示人類語言基因的驚人影響。示意圖。(路透檔案照)

2025/03/18 11:19

〔編譯陳成良/綜合報導〕科學媒體《IFLScience》報導,科學家將人類特有的「語言基因」NOVA1植入老鼠,發現這一基因變異顯著改變了老鼠的發聲模式,為探索語言演化的起源提供了全新線索。這項研究由美國洛克斐勒大學(Rockefeller University)分子神經腫瘤學實驗室進行,成果令人驚嘆。

研究顯示,帶有人類NOVA1基因變異的小鼠幼崽在呼喚母親時,發出的超音波叫聲頻率更高,聲音模式也與野生型老鼠不同。科學家將這些叫聲歸類為四個「字母」——S、D、U、M,並發現人類基因變異使部分叫聲特徵出現變化。實驗室負責人羅伯特・達內爾(Robert B. Darnell)教授表示,這顯示出基因對聲音溝通的深遠影響。

成年後,這些基因改造雄鼠在求偶時展現更驚人的差異,發出比野生型老鼠更複雜的高頻叫聲,與雌鼠的「對話」方式明顯不同。達內爾解釋,這種發聲變化可能在演化中扮演關鍵角色,影響物種間的溝通能力。

這些現象源於NOVA1基因的變異。該基因編碼的神經腫瘤腹側抗原1(Neuro-oncological Ventral Antigen 1, NOVA1)蛋白,參與調控與發聲相關的基因表達。NOVA1廣泛存在於鳥類與哺乳動物中,但人類版本在第197位胺基酸由異亮胺酸(isoleucine)轉為纈胺酸(valine),即I197V變異,這一特徵為現代人類獨有。

研究團隊發現,人類NOVA1變異體雖未改變與大腦發育或運動控制相關的RNA結合方式,卻意外影響了發聲相關基因的RNA結合。第一作者田島陽子(Yoko Tajima)指出,許多發聲基因正是NOVA1的結合目標,進一步證實其在聲音溝通中的角色。達內爾驚嘆:「這是科學中令人振奮的意外發現。」

更引人注目的是,人類近親——尼安德塔人(Neanderthals)與丹尼索瓦人(Denisovans)——並未擁有此變異,他們的NOVA1蛋白與其他動物相同。達內爾推測,非洲的現代人類祖先演化出I197V變異後,因其提升了聲音溝通能力而成為主流,並隨人群擴散至全球。

這是否意味著智人(Homo sapiens)的語言能力超越了其他近親,進而主宰演化競爭?研究提供線索,但尚未定論。科學家認為,NOVA1只是語言演化拼圖的一部分,環境與其他基因的交互作用仍有待探究。

該研究已刊登於《自然通訊》(Nature Communications)期刊,開啟了語言起源研究的新猷。

小鼠大腦中 NOVA1 的表現模式。NOVA1 為綠色,細胞核(DAPI)為藍色。(圖片來源:洛克斐勒大學分子神經腫瘤學實驗室)

小鼠大腦中 NOVA1 的表現模式。NOVA1 為綠色,細胞核(DAPI)為藍色。(圖片來源:洛克斐勒大學分子神經腫瘤學實驗室)

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