Une mutation qui parle : le gène NOVA1 et l'évolution du langage humain

Une seule mutation peut-elle changer l’histoire d’une espèce ? Dans le cas de NOVA1 , un gène qui régule la manière dont les ARN messagers sont traités dans notre cerveau, la réponse semble être oui. Les scientifiques démêlent peu à peu le poids qu’une minuscule différence, une simple mutation dans une séquence de lettres de l’ADN, a eu dans l’évolution de notre espèce, la distinguant de ses cousins ​​éteints, les Néandertaliens et les Dénisoviens. Cette mutation a peut-être contribué à façonner certaines de nos capacités les plus distinctives, comme le langage.

Le point de départ de cette histoire remonte à 2021, lorsqu’un groupe de chercheurs, dirigé par Alysson Muotri de l’Université de Californie, a décidé de se tourner vers le passé à travers des organoïdes cérébraux , c’est-à-dire des « mini-cerveaux » cultivés en laboratoire à partir de cellules souches . Leur objectif était de comprendre comment le cerveau néandertalien aurait pu différer du nôtre, sous l’influence d’un gène NOVA1 différent. Pour ce faire, ils ont utilisé la technique d’édition génétique CRISPR-Cas9 pour remplacer la version moderne du gène NOVA1 par la version archaïque, typique des Néandertaliens et des Dénisoviens, dans les cellules souches pluripotentes induites humaines. À partir de ces cellules, ils ont ensuite fait pousser des organoïdes cérébraux, des structures tridimensionnelles in vitro qui imitent le développement du cerveau humain à ses débuts. C’était la première fois que quelqu’un tentait de faire revivre, en laboratoire, un trait génétique de nos ancêtres pour voir comment il affecterait la croissance du tissu cérébral.

Le résultat a été surprenant. Les organoïdes porteurs de la variante archaïque de NOVA1 ont montré des différences marquées par rapport à ceux porteurs de la version moderne. Ils ont poussé plus lentement et de manière irrégulière, avec une surface plus complexe et plissée. Les cellules s’organisaient différemment et les neurones formaient des réseaux moins efficaces. Même l’activité électrique semblait altérée. L’image qui en est ressortie semble être celle d’un cerveau qui a suivi un chemin de développement divergent de celui de notre espèce, suggérant que la version moderne de NOVA1 a joué un rôle clé dans le raffinement de la connectivité neuronale et des capacités cognitives typiques de l’Homo sapiens.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là. Il y a quelques jours, une nouvelle étude a ajouté un élément fondamental . Cette fois, les chercheurs sont passés des cerveaux miniatures de laboratoire aux organismes vivants. En utilisant des souris comme modèle, ils ont introduit la variante humaine de NOVA1 dans leur génome pour voir si elle pouvait influencer des comportements et des capacités spécifiques. Et une fois de plus, les résultats ont ouvert des scénarios inattendus. Les souris porteuses de la version sapiens du gène émettaient des vocalisations différentes de celles des souris normales. Non seulement le nombre, mais aussi le type et la structure des sons ont été modifiés, de sorte que la communication vocale des animaux mutants était beaucoup plus complexe et articulée que celle de leurs parents normaux. En d’autres termes, la même mutation qui a fortement influencé la façon dont le cerveau de nos ancêtres se connecte et communique semble désormais influencer directement l’expression vocale chez un autre mammifère.

Le lien avec le langage humain devient inévitable. Même si la souris ne parle pas, sa vocalisation reste une expression complexe de l’activité cérébrale et du contrôle moteur. Le fait qu'une seule variante génétique soit capable de le modifier suggère que la transition des Néandertaliens aux sapiens n'était pas seulement une question de volume cérébral, mais impliquait des changements subtils, capables d'améliorer la plasticité neuronale et la coordination entre le cerveau et l'appareil vocal. C’est là qu’intervient la mutation NOVA1, comme un possible rouage clé dans l’émergence de ce trait si humain qu’est le langage articulé.

Ce n’est pas la première fois qu’une variante génétique liée au langage semble être propre aux humains modernes. Un bon exemple est le gène FOXP2, souvent appelé « gène du langage ». Des mutations dans le gène FOXP2 ont été associées à des troubles spécifiques de la parole et du langage chez l’homme, affectant le développement de circuits neuronaux essentiels à la communication verbale. Des études sur des modèles animaux ont montré que des altérations de ce gène peuvent altérer les vocalisations et l’apprentissage du son, suggérant un rôle fondamental de FOXP2 dans l’évolution des capacités linguistiques humaines.

Tout cela suggère que l’évolution de notre espèce a été, dans une large mesure, un processus qui a couplé l’émergence de variantes génétiques capables de modifier finement la structure et la fonction du cerveau avec le développement de capacités linguistiques supérieures. Les quelques différences entre les espèces archaïques et les nôtres pour les gènes NOVA1 et FOXP2 ne sont donc pas de simples mutations, mais représentent littéralement « l’étincelle génétique » qui a déclenché une transition vers des esprits différents et des langages plus complexes – avec tout ce que cela implique dans la sphère sociale et culturelle.

Une transition abrupte, du moins pour les capacités accessibles à notre cerveau, dépendante d'une seule étape : l'histoire du processus évolutif et ses possibilités apparaissent de plus en plus surprenantes, à la croisée des chemins entre paléontologie, archéogénétique et évolutionnisme.

Plus d'informations sur ces sujets :