Jazyk je to, čo nás robí ľuďmi. Táto veta znie filozoficky, ale má aj genetický základ. Vedci objavili v roku 2001 rodinu v Holandsku, v ktorej sa z generácie na generáciu prenášala záhadná porucha: postihnutí členovia mali problémy s tvorbou slov, gramatikou a porozumením reči. Príčina? Mutácia v géne FOXP2.

Odvtedy sa FOXP2 označuje za „jazykový gén“, aj keď je táto prezývka zavádzajúca, ako uvidíme neskôr.

Dve aminokyseliny

FOXP2 sa nevyskytuje výlučne u ľudí. Majú ho aj myši, vtáky, ryby či šimpanzy. Proteín, ktorý kóduje, je pozoruhodne konzervovaný naprieč živočíšnou ríšou. Väčšina jeho 700 aminokyselín sa bežne vyskytuje u cicavcov.

Čo je teda špeciálne na tej ľudskej verzii? Dve aminokyseliny. Presne o toľko sa líši ľudský FOXP2 od šimpanzieho. Myšia verzia sa od ľudskej líši o tri.

Tieto dve zmeny vznikli v ľudskej evolučnej línii po tom, ako sa predkovia ľudí oddelili od predkov šimpanzov. To sa udialo niekedy v priebehu posledných šiestich miliónov rokov.

Genetická analýza naznačuje, že to prebehlo silným prírodným výberom: gény sa rozšírili populáciou rýchlosťou, ktorú náhoda nevysvetlí.

Čo ak práve tieto dve zmeny stoja za schopnosťou hovoriť?

Myši s ľudským génom

Aby to vedci otestovali, spravili niečo odvážne: vložili ľudskú verziu génu FOXP2 do myší. Tím vedcov vrátane Svanteho Pääbu z Inštitútu Maxa Plancka a Ann Graybiel z MIT upravil v myšiach gén FOXP2 tak, aby produkoval proteín s dvoma ľudskými aminokyselinami.

Výsledkom však nebolo, že by myši zrazu začali hovoriť. Stalo sa však niekoľko pozoruhodných vecí.

Ultrazvukové vokalizácie sú zvuky, ktoré myši vydávajú na frekvenciách, ktoré ľudské ucho nezachytí. A práve tieto vokalizácie sa myšiam zmenili. Boli subtílnejšie, iné ako u normálnych myší.

Aj centrálna nervová sústava myší sa vyvíjala odlišne. Myši s humanizovaným génom si pestovali dlhšie dendrity, teda výbežky nervových buniek, cez ktoré komunikujú neuróny. To sa udialo v časti mozgu zvanej striatum.

Striatum zohráva kľúčovú úlohu pri tvorbe návykov aj pri procedurálnom učení. Sú to vedomosti, pri ktorých prestávame aktívne premýšľať, lebo sme si ich zautomatizovali. Je to napríklad jazda na bicykli alebo výslovnosť slov.

Mohlo by vás zaujímať

Planéta Zem

11. mája 2025

Tajomstvá rozkvitnutých lúk

Bludisko a záhada učenia

Najkonkrétnejší výsledok priniesli experimenty s bludiskami v tvare písmena T, ktoré navrhla Ann Graybiel z MIT.

Myši sa učili, kedy odbočiť doľava a kedy doprava, pričom sa mohli opierať o vizuálne nápovedy aj o materiál podlahy. Keď bola k dispozícii len jedna nápoveda, iba vedomé zapamätanie, myši s humanizovaným génom dopadli rovnako ako normálne myši.

Rozdiel nastal, keď oba typy učenia mohli byť v konflikte. V tomto scenári zvládli myši s ľudskou verziou FOXP2 bludisko za jeden týždeň. Normálne myši na to potrebovali jedenásť dní.

„Toto je skutočne dôležitý poznatok. Hovorí, že forma génu, ktorá nám umožnila hovoriť, môže mať niečo spoločné so špeciálnym typom učenia. Tým, ktorý nás posúva od vedomého rozhodovania k takmer automatickému konaniu na základe okolitých podnetov,“ hovorí Ann Graybiel.

Gén FOXP2 totiž nepôsobí priamo. Funguje ako regulačný gén, ktorý zapína a vypína stovky ďalších génov.

Vedci zistili, že humanizovaná verzia mení hladiny dopamínu a synaptickú plasticitu v rôznych častiach striata, čím mení rovnováhu medzi dvoma typmi učenia.

Mohlo by vás zaujímať

História

28. januára 2025

Známi neznámi – Neandertálci

Nie „jazykový gén“, ale kúsok väčšej skladačky

Je dôležité nepreceňovať tento výskum. FOXP2 nie je „jazykový gén“ v tom zmysle, že by sám osebe spôsoboval schopnosť hovoriť. To by bolo rovnako nezmyselné, ako tvrdiť, že existuje „gén priateľstva“.

Ako upozornila Faraneh Vargha-Khadem, spoluautorka výskumu, „nemožno z toho vytiahnuť príliš veľa“. Jazyk je komplexný systém, ktorý závisí od stoviek génov, špecifickej anatómie hlasového traktu, sociálneho prostredia a desiatok tisícročí kultúrneho vývoja.

Napriek tomu je FOXP2 prvý gén, ktorý je pevne spojený s rečovým vývojom. A experimenty s myšami naznačujú, prečo je to tak. Nie preto, že by tieto dve aminokyseliny priamo „zapli reč“, ale preto, lebo mohli naladiť mozgové okruhy spôsobom, ktorý urýchlil prechod od vedomého k automatickému učeniu. A práve to je základ plynulej, automatizovanej reči.

Text: Zázračná planéta

Foto: Shutterstock