Гены рассказывают историю птичьей песни и человеческой речи

Исследователи обнаружили, что птицы и люди используют по сути одни и те же гены для вокализации.

После масштабного международного проекта по секвенированию и сравнению полных геномов 48 видов птиц, представляющих каждый крупный отряд, учёные под руководством нейробиолога Эриха Джарвиса из Медицинской школы Университета Дьюка установили, что вокальное обучение независимо эволюционировало два или три раза среди певчих птиц, попугаев и колибри.

Ключевые генетические сходства

• В Science от 12 декабря опубликована статья, где показано, что существует постоянный набор из чуть более 50 генов, активность которых повышена или понижена в мозге птиц, способных к вокальному обучению, и людей.
• Эти изменения не были обнаружены в мозге птиц без вокального обучения и нечеловекообразных приматов, не обладающих речью.
• Гены вовлечены в формирование новых связей между нейронами моторной коры и нейронами, управляющими мышцами, производящими звук.

Особенности мозга попугаев

• Исследование под руководством постдока Мукты Чакраборти показало, что речевой центр попугаев организован иначе — по принципу «песенной-системы-внутри-песенной-системы».
• Область мозга с особой генной активностью для производства песни окружена внешним «кольцом» с ещё большими различиями в экспрессии генов.
• Эта «оболочка» пропорционально больше у видов попугаев с самыми высокими вокальными, когнитивными и социальными способностями (например, амазоны, жако, ара).

Эволюция и моделирование

• Геномы вокально обучающихся птиц эволюционируют быстрее и имеют больше хромосомных перестроек по сравнению с другими видами птиц.
• Сходные генетические изменения происходили независимо в «песенных» областях мозга разных птиц.
• Это открытие делает птиц, способных к вокальному обучению, ещё более ценными модельными организмами для изучения человеческой речи, поскольку эксперименты на мозге человека сложны, а другие обучающиеся животные (киты, слоны) слишком велики для лабораторий.

Результаты являются частью пакета из 8 статей в специальном выпуске Science и 21 статьи в других журналах, включая Genome Biology и GigaScience. Консорциум «Авианская филогеномика» продолжает секвенирование геномов других видов птиц.