Buzz
Công trình nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Communications không chỉ làm rõ vai trò của gen NOVA1 mà còn mở ra hướng đi mới trong việc tìm hiểu quá trình tiến hóa của ngôn ngữ.
Trong hành trình tìm kiếm nguồn gốc của khả năng ngôn ngữ, các nhà khoa học đã thực hiện một thí nghiệm đầy táo bạo bằng cách chèn một biến thể của "gen ngôn ngữ" từ người vào chuột. Kết quả không biến những con chuột thành thi sĩ hay nhà viết kịch tài ba như Shakespeare, nhưng lại hé lộ những hiểu biết sâu sắc về sự tiến hóa của khả năng giao tiếp bằng âm thanh.
Thông qua việc thay đổi gen NOVA1, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy sự khác biệt rõ rệt trong tiếng kêu của chuột con cũng như cách chúng phát âm khi trưởng thành, đặc biệt trong hành vi tán tỉnh của chuột đực. Điều này đặt ra câu hỏi về vai trò của gen NOVA1 trong quá trình tiến hóa ngôn ngữ của con người và liệu nó có phải là yếu tố giúp Homo sapiens vượt trội hơn so với các loài người cổ đại như Neanderthal hay Denisovan hay không.
Thí nghiệm bắt đầu bằng việc các nhà khoa học thay thế phiên bản NOVA1 tự nhiên của chuột bằng biến thể NOVA1 đặc trưng của con người. NOVA1 là một gen quan trọng mã hóa protein liên kết RNA, có vai trò trong sự phát triển của não bộ và các hoạt động liên quan đến giao tiếp bằng giọng nói.
Gen này xuất hiện ở nhiều loài động vật, từ chim đến động vật có vú, nhưng ở người, nó có một đột biến đặc biệt: tại vị trí 197 trong chuỗi protein, axit amin isoleucine được thay thế bằng valine (I197V). Đây là một thay đổi nhỏ nhưng có thể mang lại tác động lớn đến khả năng giao tiếp của con người. Ban đầu, các nhà nghiên cứu không kỳ vọng NOVA1 sẽ ảnh hưởng mạnh đến khả năng phát âm của chuột, nhưng kết quả quan sát được lại vô cùng ấn tượng.
Những con chuột con mang biến thể NOVA1 của người phát ra tiếng kêu khác biệt rõ rệt so với chuột bình thường khi gọi mẹ. Những âm thanh này có tần số cao hơn và đa dạng hơn so với đồng loại của chúng.
Nghiên cứu chỉ ra rằng các nhà khoa học đã phân loại tiếng kêu của chuột thành bốn "chữ cái" chính: S, D, U và M. Khi gen NOVA1 của con người được chèn vào, một số chữ cái này đã thay đổi, cho thấy ảnh hưởng trực tiếp của NOVA1 lên các gen liên quan đến phát âm. Điều này gợi ý rằng sự khác biệt di truyền nhỏ này có thể đã đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của khả năng giao tiếp bằng giọng nói ở con người.
Khi những con chuột này trưởng thành, các nhà khoa học tiếp tục quan sát thấy những khác biệt rõ rệt hơn, đặc biệt trong hành vi tán tỉnh của chuột đực. Thông thường, chuột đực sử dụng âm thanh tần số cao để thu hút bạn tình, nhưng những con chuột biến đổi gen lại tạo ra âm thanh phức tạp hơn với nhiều biến thể so với chuột bình thường.
Điều này cho thấy rằng chỉ một thay đổi nhỏ trong gen cũng có thể tác động đáng kể đến cách một loài giao tiếp. Robert B. Darnell, tác giả chính của nghiên cứu và là trưởng phòng thí nghiệm tại Đại học Rockefeller, chia sẻ: "Chúng tôi không ngờ rằng NOVA1 lại có ảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng phát âm của chuột như vậy. Đây là một phát hiện đáng kinh ngạc và mở ra nhiều câu hỏi mới về sự tiến hóa của ngôn ngữ con người."
Một phát hiện quan trọng khác là người Neanderthal và Denisovan (những họ hàng gần nhất của Homo sapiens) không sở hữu biến thể NOVA1 đặc trưng của con người. Họ chỉ có phiên bản nguyên thủy của gen này, giống như các loài động vật khác. Điều này dẫn đến giả thuyết rằng biến thể I197V của NOVA1 có thể đã giúp người hiện đại phát triển khả năng giao tiếp bằng giọng nói vượt trội, mang lại lợi thế trong tổ chức xã hội, truyền đạt thông tin và phát triển văn hóa. Nếu người Neanderthal không thể giao tiếp trôi chảy như người hiện đại, điều đó có thể đã hạn chế khả năng hợp tác và tiến bộ của họ, góp phần vào sự diệt vong của loài này.
Darnell nhận định: "Dữ liệu của chúng tôi cho thấy biến thể NOVA1 của con người có thể đã phát triển trong một quần thể tổ tiên ở châu Phi, sau đó trở nên phổ biến nhờ mang lại lợi thế trong giao tiếp bằng giọng nói. Khi nhóm người này di cư ra khỏi châu Phi, họ mang theo biến thể này, và điều đó có thể đã góp phần vào sự thành công của Homo sapiens trên toàn cầu."
Phát hiện này đặt ra một câu hỏi quan trọng: nếu NOVA1 có vai trò lớn như vậy trong khả năng giao tiếp, liệu có những gen khác cũng đóng góp vào sự tiến hóa của ngôn ngữ? Các nhà khoa học tin rằng NOVA1 không phải là yếu tố duy nhất quyết định khả năng nói và hiểu ngôn ngữ, mà còn có sự tham gia của nhiều gen khác và các yếu tố môi trường. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy rằng ngay cả một thay đổi nhỏ trong cấu trúc di truyền cũng có thể tác động lớn đến khả năng giao tiếp và tiến hóa của một loài.
Nghiên cứu này cũng mở ra nhiều hướng đi mới trong lĩnh vực thần kinh học và ngôn ngữ học. Nếu NOVA1 có vai trò quan trọng trong khả năng giao tiếp, liệu việc điều chỉnh gen này có thể giúp điều trị các rối loạn ngôn ngữ ở con người hay không? Các rối loạn như tự kỷ, rối loạn ngôn ngữ và chứng khó đọc có thể liên quan đến những biến đổi trong cách gen này hoạt động. Hiểu rõ hơn về NOVA1 có thể giúp các nhà khoa học phát triển các liệu pháp mới để cải thiện khả năng giao tiếp của những người mắc các chứng bệnh này.
