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 Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie