Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was uns Mäuse über die Evolution von Sprache verraten

02.06.2009
Auch wenn sie nicht sprechen können - ein Mausmodell verrät Neues über mögliche Funktionen von FOXP2

Unter der Leitung von Wolfgang Enard vom Max-Planck Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat ein internationales Forscherteam eine wichtige Grundlage für das Verständnis der menschlichen Evolution geschaffen: Erstmals entwickelten die Forscher ein Mausmodell, mit dem sich Aspekte der Evolution von Sprache rekonstruieren lassen könnten. Die Forscher untersuchten Mäuse, die die menschliche Variante des FOXP2-Gens trugen. Die Tiere zeigten Änderungen in den neuronalen Schaltkreisen der Basalganglien, die beim Menschen vermutlich für die Evolution des Sprechens wichtig waren. (CELL, 29. Mai 2009)


Änderungen in Nervenzellen (gelb gefärbt) haben bei der Evolution der Sprache wohl eine wichtige Rolle gespielt. Dies fanden Forscher in Leipzig mittels genetisch veränderten Mäusen heraus. Bild: Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

Welche genetischen Veränderungen ermöglichten die Ausbildung der besonderen menschlichen Eigenschaften im Verlauf der vergangenen sechs Millionen Jahre seit sich die Entwicklungslinien von Mensch und Schimpanse trennten? Das ist eine der spannendsten Fragen in der genetischen Forschung. Eine herausragende Eigenschaft des Menschen ist seine Fähigkeit zu sprechen. Zwei genetische Änderungen in dem Gen FOXP2 stehen seit längerem in Verdacht, bei der Evolution von Sprache eine Rolle gespielt zu haben. Die jetzt veröffentlichte Arbeit untersucht erstmals die funktionellen Folgen dieser genetischen Änderungen, und zwar im Modellorganismus Maus.

FOXP2 und Sprache
FOXP2 steht im Mittelpunkt von Analysen der menschlichen Evolution: Es ist das bisher einzige Gen, das gut mit der menschlichen Sprachfähigkeit assoziiert ist. Menschen, die nur eine statt zwei funktioneller Kopien dieses Gens besitzen, haben große Schwierigkeiten sprechen zu lernen; andere Fähigkeiten sind dagegen gar nicht oder wesentlich schwächer betroffen. Außerdem hat sich FOXP2 auffällig während der menschlichen Evolution geändert: Während sich in den über 100 Millionen Jahren Evolution, die Nagetiere von Primaten trennt, nur eine einzige Aminosäure im FOXP2-Protein geändert hat, sind in den letzten sechs Millionen Jahren menschlicher Evolution hingegen gleich zwei Aminosäureänderungen aufgetreten. Um diese Assoziationen funktionell zu untersuchen, etablierte die Forschungsgruppe um Wolfgang Enard am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie ein entsprechendes Mausmodell.
"Humanisierte" Mäuse
Die Forscher änderten das Erbgut der Mäuse so, dass deren FOXP2-Gen die beiden menschlichen Änderungen besaß. Diese "humanisierten" Mäuse verglichen sie dann mit ihren normalen Geschwistern mit der mauseigenen FOXP2-Variante. In einer umfassenden Untersuchung in der Deutschen Mausklinik in München zeigte sich, dass das "humanisierte" FOXP2 keinen Einfluss auf über 200 physiologische und morphologische Parameter hatte. Abweichungen fanden sich aber in einigen Verhaltenstests, "und das deutet darauf hin, dass die menschlichen Änderungen in FOXP2 vor allem das Gehirn betreffen", sagt Wolfgang Enard.
Änderungen in neuronalen Schaltkreisen
Weitere Untersuchungen förderten auffällige Veränderungen in einem Teil des Gehirns, den sogenannten Basalganglien zutage. So zeigten Nervenzellen dort nach Stimulation eine verstärkte synaptische Plastizität - eine Reaktion, die für Lernen und Gedächtnisbildung wichtig ist. Mäuse, die nur eine funktionelle Kopie des FOXP2-Gens besaßen, offenbarten entgegengesetzte Effekte. Möglicherweise sind es Änderungen in diesen neuronalen Schaltkreisen, die bei Menschen mit nur einer funktionellen Kopie von FOXP2 zu Sprachdefiziten führen. Die zwei funktionellen Kopien der menschlichen Variante von FOXP2 sollten somit im Laufe der menschlichen Evolution das Erlernen von Sprache ermöglicht haben. "Vorstellbar wäre, dass das menschliche FOXP2-Gen eine bessere Koordination der zum Sprechen nötigen Muskeln bewirkt", spekuliert Enard.
Mäuse können zwar nicht sprechen - sie verständigen sich mit Ultraschalllauten - die Forscher fanden jedoch heraus, dass diese bei den "humanisierten" Mäusen eine leicht niedrigere Tonhöhe haben. "Um dieses Ergebnis wirklich interpretieren zu können", sagt Enard, "muss erst die Verbindung zwischen diesen angeborenen Lauten und der erlernten menschlichen Sprache besser erforscht werden." Noch sind also viele Fragen offen. Doch die Studie zeigt auf, wie man menschliche Evolution in einem Mausmodell untersuchen kann. "Das ist ein kleines, aber vielleicht wichtiges Puzzle-Teil in der menschlichen Evolution. Wir erwarten kein einfaches, wohl aber ein spannendes Puzzle", so der Max-Planck-Forscher.

[WE/CB]

Originalveröffentlichung:

Wolfgang Enard, Sabine Gehre, Kurt Hammerschmidt, Sabine M. Hölter, Torsten Blass, Mehmet Somel, Martina K. Brückner, Christiane Schreiweis, Christine Winter, Reinhard Sohr, Lore Becker, Victor Wiebe, Birgit Nickel, Thomas Giger, Uwe Müller, Matthias Groszer, Thure Adler, Antonio Aguilar, Ines Bolle, Julia Calzada-Wack, Claudia Dalke, Nicole Ehrhardt, Jack Favor, Helmut Fuchs, Valérie Gailus-Durner, Wolfgang Hans, Gabriele Hölzlwimmer, Anahita Javaheri, Svetoslav Kalaydjiev, Magdalena Kallnik, Eva Kling, Sandra Kunder, Ilona Moßbrugger, Beatrix Naton, Ildikó Racz, Birgit Rathkolb, Jan Rozman, Anja Schrewe, Dirk H. Busch, Jochen Graw, Boris Ivandic, Martin Klingenspor, Thomas Klopstock, Markus Ollert, Leticia Quintanilla-Martinez, Holger Schulz, Eckhard Wolf, Wolfgang Wurst, Andreas Zimmer, Simon E. Fisher, Rudolf Morgenstern, Thomas Arendt, Martin Hrabé de Angelis, Julia Fischer, Johannes Schwarz and Svante Pääbo
A humanized version of Foxp2 affects cortico-basal ganglia circuits in mice
CELL, Band 137, Heft 5, 29. Mai 2009
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Dr. Wolfgang Enard
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Tel.: +49 341 3550-511
E-Mail: enard@eva.mpg.de
Sandra Jacob, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Tel.: +49 341 3550-122
E-Mail: jacob@eva.mpg.de

Dr. Felicitas von Aretin | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Verleihung GreenTec Awards 2018 – Kategorie »Energie« am 24. April 2018 auf der Hannover Messe

23.04.2018 | Förderungen Preise

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics