El gen que hizo que los ratones chillaran de forma extraña

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Los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender cómo evolucionó el lenguaje humano. Las palabras y las frases no dejan fósiles que los paleontólogos puedan desenterrarlos.

Un estudio genético publicado el martes ofrece una nueva pista importante. Los investigadores descubrieron que, entre 250.000 y 500.000 años atrás, un gen conocido como NOVA1 sufrió un profundo cambio evolutivo en nuestros antepasados. Cuando los científicos introdujeron la versión humana de NOVA1 en ratones, los animales emitieron sonidos más complejos.

Erich Jarvis, neurocientífico de la Universidad Rockefeller y coautor del nuevo estudio, advirtió que NOVA1 por sí solo no activó repentinamente las capacidades lingüísticas de nuestros antepasados.

«No diría que es ‘el’ gen del lenguaje», dijo el Dr. Jarvis.

En cambio, a lo largo de millones de años, el lenguaje surgió gracias a mutaciones en cientos de genes.

“Pero, ¿dónde encaja NOVA1 en toda esa combinación? Es uno de los últimos pasos”, dijo el Dr. Jarvis.

El gen NOVA1 atrajo la atención científica en 2012 cuando apareció en una lista especial de genes que producían proteínas idénticas en la mayoría de los mamíferos, pero que producían una forma diferente en los humanos. De más de 20.000 genes que codifican proteínas, solo 23 figuraban en la lista. Probablemente todos fueron cruciales para la evolución de nuestra especie.

El hecho de que NOVA1 apareciera en la lista sorprendió al Dr. Robert Darnell, un neurocientífico de la Universidad Rockefeller que había descubierto el gen en 1993. Se quedó perplejo porque el gen parece ser esencial para todos los mamíferos. Un ratón diseñado sin NOVA1 morirá durante el desarrollo. Nada en la investigación del Dr. Darnell había insinuado que el gen hubiera desempeñado un papel distintivo en la evolución humana.

El Dr. Darnell comenzó a colaborar con biólogos evolutivos para averiguar más. Uno de ellos, Adam Siepel, de Cold Spring Harbor Laboratories en Nueva York, dirigió un esfuerzo para reconstruir la historia del gen. Estudió la secuencia del gen en el ADN de humanos extintos, así como la información genética de más de 650.000 personas vivas.

El Dr. Siepel descubrió que NOVA1 sufrió un cambio drástico poco después de que nuestros antepasados ​​se separaran de los neandertales y los denisovanos, lo que proporcionó una ventaja evolutiva a los primeros humanos que heredaron el cambio. Finalmente, superó a la versión original de NOVA1.

Desde entonces, afirmó el Dr. Siepel, esa versión del gen ha seguido siendo abrumadoramente dominante en la población humana. Las mutaciones que revirtieron el gen NOVA1 a su forma original deben haber sido dañinas, porque son extremadamente raras. De las 650.000 personas registradas en la base de datos, sólo seis portaban la versión original del gen.

Los investigadores no saben nada sobre quiénes son esas seis personas. El Dr. Darnell está buscando ahora portadores del gen NOVA1 original, con la esperanza de comprobar si tienen capacidad para hablar.

Mientras tanto, el Dr. Darnell y sus colegas han diseñado ratones que portan la versión humana de NOVA1, en lugar de la que se encuentra en otros mamíferos. A primera vista, los ratones NOVA1 parecían normales, pero presentaban algunas diferencias reveladoras.

La versión humana del gen NOVA1 supervisaba la producción de 200 proteínas en los cerebros de los ratones, algo que la versión normal del gen no hacía. Y muchas de esas proteínas desempeñaban un papel en la forma en que los animales producían sonidos.

“Para mí, eso fue como decir ‘¡Bingo!’”, dijo el Dr. Darnell.

Si NOVA1 había determinado la evolución del lenguaje humano, razonó el Dr. Darnell, entonces la versión humana de éste podría cambiar la forma en que los ratones producen sonidos. El Dr. Jarvis, un experto en vocalización animal, ayudó al Dr. Darnell a espiar a los animales.

Los ratones suelen producir pulsos de chirridos ultrasónicos que se asemejan a las sílabas del lenguaje humano.

Pero los ratones portadores de la versión humana de NOVA1 emitían chillidos peculiares, según descubrieron los científicos. La diferencia era especialmente notoria cuando los machos cantaban canciones de cortejo a las hembras. Sus canciones contenían sonidos más complejos y los ratones alternaban entre esos sonidos en patrones más intrincados.

Los cambios intrigantes en la evolución de NOVA1 ocurrieron después de que nuestros antepasados ​​se separaran de los neandertales y los denisovanos. Pero otro gen del lenguaje, conocido como FOXP2 , experimentó una serie de cambios importantes antes de esa separación. Y los estudios han demostrado que los ratones portadores de genes humanos FOXP2 también emiten chillidos extraños.

Algunos científicos especularon que ambos genes alteraban independientemente regiones del cerebro humano que producen sonidos complejos.

“Lo interesante de NOVA1 es que ahora hay otro niño en el barrio”, dijo Wolfgang Enard, un genetista de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich que trabajó con los ratones FOXP2.

El Dr. Jarvis dijo que cree que el ancestro común de los humanos modernos, los neandertales y los denisovanos, podía hablar, tal vez gracias a genes como el FOXP2. Pero las mutaciones en otros genes, incluido el NOVA1, pueden haber dotado a los humanos modernos por sí solos de la capacidad de producir una gama más amplia de sonidos complejos, ampliando así el poder del lenguaje.

Para comprobar esa hipótesis, el Dr. Jarvis espera diseñar ratones con mutaciones en NOVA1, FOXP2 y otros genes que pueden haber sido importantes en el surgimiento del lenguaje. Juntas, estas mutaciones pueden permitir que los ratones produzcan llamadas aún más complejas.