Адам Резерфорд - История о нас. Как мы стали людьми? Путеводитель по эволюции человека

Версия белка FOXP2 у шимпанзе отличается от нашей только двумя аминокислотными остатками из 700, но последствия этих различий весьма значительны: мы разговариваем, а они нет. У неандертальцев был такой же ген, как у нас, но другие участки их ДНК могли определять отличия в функционировании этого гена. У мышей, с которыми мы разошлись от последнего общего предка примерно за девять миллионов лет до того, как вымерли динозавры, версия белка Foxp2 отличается от нашей всего на четыре аминокислоты. А при развитии головного мозга мышиный ген Foxp2 активируется точно в тех же местах, что и у нас. Когда у мыши экспериментальным путем удаляли одну копию гена, проявлялись некоторые аномалии, в частности сокращалось количество ультразвуковых сигналов, обычно издаваемых мышатами (если удалить обе копии, мышата умирают через 21 день после рождения).

То, что ген FOXP2 важен для нашей речи, отличается от аналогичного гена у мыши и шимпанзе, а также подвергался положительному отбору у Homo sapiens , указывает на его важнейшее значение для человека. Это также иллюстрирует, что один конкретный ген может быть чрезвычайно важным, но в одиночку он не определяет все различия.

Мы можем анализировать функции тела на самом разном уровне, и генетика работает на уровне ультрамикроанатомии. Если менять масштаб, следующим полезным уровнем разрешения может быть анатомия в реальном размере. Вообще говоря, гены кодируют белки, которые формируют клетки, из которых состоит наше тело. Анатомия существ меняется с возрастом: эмбриология изучает превращение единственной оплодотворенной яйцеклетки в эмбрион, а генетика развития исследует задействованные в этом процессе гены. Мы обычно обсуждаем речевой аппарат взрослых людей, но вряд ли нужно говорить, что дети родятся неразвитыми, и это важно учитывать при изучении речевой функции. Язык как анатомическая структура — это крупная мышца со множеством функций, а не просто часть ротовой полости, снабженная вкусовыми сосочками. Корень языка находится глубоко в гортани и является средоточием большого количества нервов, контролирующих движения и ощущения. Язык новорожденного ребенка почти полностью располагается во рту, так что проходящий через гортань поток воздуха направляется в нос, и младенец может дышать носом, пока сосет молоко. По мере взросления ребенка язык начинает опускаться в гортань, и появляется возможность произносить гласные звуки, такие как «и» и «у».

У нас в глотке есть очень важная косточка в форме подковы, которая называется подъязычной костью. Она расположена под подбородком, так что концы подковы обращены назад, и движется вверх и вниз при глотании. Это очень сложная косточка, о чем можно судить на том основании, что она связана с 12 разными мышцами. У птиц, млекопитающих и рептилий разные варианты подъязычной кости, но наша устроена сложнее других, что отражает сложность анатомической структуры, необходимой для произнесения широкого диапазона звуков, дающихся нам так легко, а также для тонкой настройки мышц лица и гортани. Похоже, что у неандертальцев была такая же сложная подъязычная кость, по крайней мере об этом свидетельствует один образец, обнаруженный в пещере Кебара в Израиле. Общее анатомическое строение неандертальцев отличалось от нашего — не очень сильно, но достаточно, чтобы предполагать, что их подъязычная кость могла выполнять не совсем такую же функцию, как у нас. Но это не мешает думать, что неандертальцы могли разговаривать: их генетическое, неврологическое и анатомическое строение было похоже на наше. Но пока это все, что нам известно.

Ген FOXP2 сыграл важную роль как в эволюции человека, так и в эволюции науки. Он был одним из первых охарактеризованных генов, связанных с конкретным неврологическим дефектом, и поэтому на вполне законном основании отнесен к группе генов, которые в большей степени, чем остальные, определяют природу человека. Его восторженно стали называть «геном речи» и даже причиной формирования современного человека. Мы чуть позже поговорим о значении речи для нашего поведения, но сейчас необходимо подчеркнуть, что связь генетики с анатомией и поведением чрезвычайно сложна и пока малоизучена. Мы видим, что ген FOXP2 играет важную роль, но он активен во множестве клеток мозга и, следовательно, оказывает влияние и на другие биологические функции. У представителей семьи KE были и другие проблемы, кроме дефектов речи. Они плохо справлялись с лексическими задачами, такими как разграничение между реальными словами и бессмысленными сочетаниями букв, подчиняющимися общим правилам английского языка. А это уже психолингвистический дефект, что вновь указывает на сложное взаимодействие между моторными и когнитивными функциями.

Самая сложная подъязычная кость

Крупнейший лингвист XX в. Ноам Хомский в романтических красках описал этот скачок — искру, от которой в нас разгорелось пламя языка, тогда как все другие существа могли только хрюкать и жестикулировать. Его временна́я шкала охватывает тысячи поколений, но она подразумевает линейное развитие событий, вызванное единственным триггером.

Эволюция происходит иначе. Современная генетика показывает, что люди перемещались гораздо активнее, чем мы думали раньше, и скрещивались между собой как в Африке, так и за ее пределами, что противоречит идее линейности нашей эволюции. Кроме того, речь — комплексная способность. Физическая возможность говорить, подкрепляемая соответствующим атомическим строением и его нервной регуляцией, неотделима от нервной регуляции речи. Человек — сложная система из множества связанных между собой мелких деталей и шестеренок. Необходимо понять, как развивается мозг и что делают гены в этом процессе. Нервные ткани имеют узкую специализацию и содержат сотни типов клеток, обладающих собственной генетической идентичностью. Клетки разрастаются в нервную ткань и на этом пути перемещаются и обзаводятся аксонами и дендритами, а также синапсами, связывающими их с соседними клетками или с клетками, расположенными на расстоянии нескольких миллиметров или сантиметров (а для нейрона это дальний путь). После вашего рождения ваш мозг на протяжении многих лет, до начала полового созревания, находился в процессе синаптического пруннинга (синаптической обрезки), при этом связи между нейронами были сокращены или усилены, чтобы увеличить эффективность мышления и обучения. Эти процессы контролируются генами при их взаимодействии с внешними сигналами. Важно, что вовлеченные в этот сложный процесс гены с большой вероятностью влияют на развитие многих тканей и таких генов десятки, если не сотни.