在纽约洛克菲勒大学的一间实验室里，科学家们做了这样一个大胆的实验，他们将一种名为 NOVA1 的人类语言相关基因的变体导入小鼠体内。这个变体其实只涉及一个氨基酸分子改动——第197位氨基酸由异亮氨酸换成了缬氨酸，但它是现代人类与尼安德特人之间的重要遗传差异之一。研究团队好奇，这个在人类语言进化中被自然选择留下的“微小突变”，究竟是否藏着我们语言能力的某种秘密。

结果让人惊讶。带有这个人类版本基因的小鼠，从小的叫声就变得不同，音调更高，节奏也更复杂。等它们长大后，雄性在追求配偶时甚至“唱”出了比普通小鼠更复杂的情歌。

它们并没有突然获得语言能力，但显然，它们说话的方式已经变了。这是一种接近语言边界的尝试——用遗传学手段，去触碰人类最独特的能力之一：说话。

NOVA1：一种“语言感”的遗传密码

在复杂的人类语言背后，是否存在某种基因编码？科学家长期试图解答这个问题。人类之所以能够进行抽象思维、使用语法、表达情绪，很大程度上依赖于大脑中复杂的神经回路与精密的调控机制。而这背后，正是基因在悄悄指挥一切。

在众多语言候选基因中，一个名叫 NOVA1 的基因引起了科学家的高度关注。它是一种 RNA 结合蛋白，主要在中枢神经系统中表达，参与调控神经元中的基因剪辑过程——即可变剪接。简单来说，它像一位“编辑师”，决定哪些基因片段被拼接进最终的蛋白产物中，从而影响神经元的功能与连接模式。

特别有意思的是，NOVA1 的第197个氨基酸位点，在现代人类与尼安德特人之间存在一个关键差异，我们是缬氨酸（Valine, V），他们是异亮氨酸（Isoleucine, I）。别小看这仅仅一个氨基酸的变化——在超高保守的 NOVA1 蛋白中，它位于核心结构域（KH2）内，是 RNA 识别和结合的关键区域。而且，这个变体在全球人类群体中几乎固定存在，提示它可能在远古时期经历了强烈的自然选择压力。

NOVA1基因第197个氨基酸变化的进化时间模型（图片来源：参考文献[1]）

进化基因组学分析表明，这种 NOVA1 的人类特有版本（I197V）可能出现在20万年前非洲的某一支现代智人祖先中，后来随这群人类扩散到全世界，成为现代人共同的遗传特征之一。而尼安德特人、丹尼索瓦人等表亲们则没有这种突变。这一细节令人浮想联翩——难道是这个微小的分子差异，让我们的祖先在语言能力上迈出了一步？

值得一提的是，NOVA1 不只是一个语言相关的遗传因素，它还与神经发育疾病有关。一些携带 NOVA1 缺失突变的人类患者，往往表现出语言迟缓、多动和社交障碍等症状。而在小鼠中，删除 NOVA1 基因则会导致出生后因运动功能异常快速死亡，说明它对神经系统功能至关重要。

不过，光有这些线索还远远不够。为了验证 NOVA1 的这个微小突变是否真的影响语言相关的功能，科学家们决定做一件更直接的事，把它移植进老鼠体内，然后看看会发生什么。

老鼠也能“说得更复杂”？

在这项研究中，科学家利用基因编辑技术将人类特有的 NOVA1 变体（I197V）引入小鼠体内，生成了“人源化”小鼠。这些小鼠在生长发育和脑结构上与普通小鼠无异，但当它们开口说话时，却展现出了明显不同的特征。

研究团队发现，刚出生几天的“人源化”小鼠在与母鼠分离时发出的超声波叫声与普通小鼠相比，在频率、音调结构和节奏上都更为复杂。它们发出的音节不仅音调更高，且常带有更多变化，例如音高跳跃和多重音段。这类变化虽然我们肉眼难察，但通过声音频谱图分析，可清晰看出其“语言结构”更为丰富。

幼崽的隔离诱导超声波发声 (USV) 测试（图片来源：参考文献[1]）

成年雄鼠的表现更加明显。在求偶实验中，这种小鼠发出的叫声拥有更高的最大频率、更多跳跃音调和更复杂的节奏。这些被认为是老鼠情歌的信号，在自然环境中可能增强其吸引配偶的能力。尽管母鼠在行为测试中对这些声音没有表现出显著偏好，但声音本身的变化已经证明，仅一个氨基酸的改变，就足以调控发声模式的精细差异。

从分子机制看，研究表明这些发声差异与大脑中特定区域的基因剪接变化有关，尤其集中在中脑导水管周围灰质等控制先天发声的神经区域。研究还发现，多个与发声行为密切相关的基因在这些“人源化”小鼠中发生了剪接变异，其中包括已知与语言障碍、神经发育和自闭症相关的基因如 Auts2 和 Nrxn2。这些发现提示我们，语言能力的演化或许正是通过一系列微妙但关键的分子调控，逐步塑造出更复杂的表达潜能。

总结

人类语言的起源，或许远比我们想象的复杂，也更微妙。它不是单一基因的产物，而是千百个调控因子的协同结果。但这项研究提醒我们，有些看似微不足道的遗传变异，可能正是那个转折点——让我们从简单的叫喊走向复杂的表达。语言不是一蹴而就的奇迹，而是一场缓慢而坚定的进化。

参考文献：

[1] Tajima Y, Vargas C D M, Ito K, et al. A humanized NOVA1 splicing factor alters mouse vocal communications[J]. Nature Communications, 16.1 (2025): 1542.

[2] Chabout, Jonathan, et al. "A Foxp2 mutation implicated in human speech deficits alters sequencing of ultrasonic vocalizations in adult male mice." Frontiers in behavioral neuroscience 10 (2016): 197.

[3] Meyer, Matthias, et al. "A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual." Science 338.6104 (2012): 222-226.

[4]Jarvis, Erich D. "Evolution of vocal learning and spoken language." Science 366.6461 (2019): 50-54. [5]

作者丨邵文亚博士 福建医科大学副教授；杨超 博士

审核丨赵宝锋博士 辽宁生命科学学会

来源: 科普中国创作培育计划

内容资源由项目单位提供