Trong nỗ lực khám phá nguồn gốc của khả năng ngôn ngữ, một nhóm các nhà khoa học đã thực hiện một thí nghiệm táo bạo khi chèn một biến thể của “gen ngôn ngữ” từ con người vào chuột. Kết quả không khiến những con chuột này trở thành những nhà thơ của thời đại hay có thể viết nên những vở kịch như Shakespeare, nhưng lại đem đến những phát hiện đáng kinh ngạc về sự tiến hóa của khả năng giao tiếp bằng giọng nói.
Bằng cách thay đổi một gen có tên NOVA1, các nhà khoa học đã quan sát được sự khác biệt rõ rệt trong tiếng kêu của chuột con cũng như các kiểu phát âm khi trưởng thành, đặc biệt là trong hành vi tán tỉnh của chuột đực. Điều này đặt ra câu hỏi quan trọng về vai trò của gen NOVA1 trong quá trình tiến hóa của ngôn ngữ con người và liệu nó có thể là yếu tố then chốt giúp Homo sapiens vượt trội hơn so với các loài người cổ đại khác như Neanderthal hay Denisovan hay không.
Thí nghiệm bắt đầu với việc các nhà nghiên cứu 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 một protein liên kết RNA đặc hiệu với tế bào thần kinh, có vai trò trong việc kiểm soát sự phát triển của não bộ và các hoạt động liên quan đến giao tiếp bằng giọng nói.
Gen này tồn tại trong nhiều loài động vật, từ chim cho đến động vật có vú, nhưng ở con 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 có tác động lớn đến sự hình thành và khả năng giao tiếp của con người. Ban đầu, các nhà nghiên cứu không mong đợi NOVA1 sẽ có ảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng phát âm của chuột, nhưng những gì họ quan sát được lại vô cùng đáng chú ý.
Những con chuột con có biến thể NOVA1 của con người phát ra những tiếng kêu khác biệt rõ rệt so với chuột bình thường khi gọi mẹ. Các âm thanh này có tần số cao hơn và đa dạng hơn so với đồng loại của chúng.
Theo nghiên cứu, các nhà khoa học phân loại tiếng kêu của chuột thành bốn “chữ cái” chính: S, D, U và M. Khi được chèn gen NOVA1 của con người, một số chữ cái này đã thay đổi, cho thấy sự ảnh hưởng trực tiếp của NOVA1 đối với các gen liên quan đến phát âm. Điều này có thể gợi ý rằng sự khác biệt di truyền nhỏ này có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của giao tiếp bằng giọng nói ở con người.
Khi những con chuột này trưởng thành, các nhà khoa học tiếp tục phát hiện ra những sự khác biệt rõ rệt hơn, đặc biệt là trong hành vi tán tỉnh của chuột đực. Bình thường, chuột đực sử dụng các tín hiệu âm thanh tần số cao để thu hút bạn tình, nhưng những con chuột biến đổi gen lại tạo ra những âm thanh phức tạp hơn với nhiều biến thể hơn so với những con chuột bình thường.
Điều này cho thấy rằng sự thay đổi trong một gen có thể có 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, cho biết: “Chúng tôi không mong đợi NOVA1 có ảnh hưởng mạnh mẽ như vậy đối với khả năng phát âm của chuột. Đây là một phát hiện thực sự 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 từ nghiên cứu này là người Neanderthal và Denisovan (những họ hàng gần nhất của Homo sapiens) không có biến thể NOVA1 đặc trưng của con người. Họ chỉ sở hữu 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 việc tổ chức xã hội, truyền đạt thông tin và phát triển văn hóa. Nếu người Neanderthal không thể giao tiếp trôi chảy như con 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 do 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 thể 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 có 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.
