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

Поиск участка функционирования гена — лишь один инструмент в арсенале генетиков. Кроме того, можно выделить соответствующий белок и посмотреть, с чем он взаимодействует, — отправиться на своеобразную «молекулярную рыбалку». Если удить на FOXP2, оказывается, что на него клюют многие, но одна из «рыбок» дает повод для интересных рассуждений: это короткая последовательность ДНК, названная CNTNAP2, которая также связана с речевыми нарушениями.

Таким образом, мы имеем ген, дефект которого вызывает нарушение речи и который активен в различных участках ткани, связанной с речевой функцией. Многие животные общаются звуками, но по уровню сложности речи мы оторвались от остальных на недосягаемое расстояние[65]. Учитывая, что человек — единственный вид, пользующийся сложным синтаксисом и грамматикой, генетические основы наших речевых способностей часто обозначают как демаркационную линию, отделяющую нас от других животных.

Ген FOXP2 не возник в нашем организме de novo. На самом деле, это очень старый ген, как и многие транскрипционные факторы. Сходные версии имеются у млекопитающих, рептилий, рыб и птиц, многие из которых общаются с помощью звуков. Например, в головном мозге самцов певчих птиц ген FOXP2 активируется, когда они обучаются у других самцов петь песни, чтобы привлекать самок.

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.