Keine Forschungsgelder für die Erforschung lokaler Sprach-Gen-Ko-Evolution

Die inzwischen erschienene Literatur zu den genannten Forschungen über die Evolution nicht-tonaler Sprachen (Stud. gen.) enthält noch mancherlei spannende Details. Im National Geographic erklärt Robert Ladd kurz und knapp wie er auf die Hypothese kam:

"I looked at maps of the distributions of the old and new versions of the genes," Ladd said. "And I said, that looks like the distribution of tonal languages."

Und Wissenschaftsjournalist Michael Balter erklärt es in "Science" noch einmal ganz gut:

Taking genetic data from 49 populations worldwide, Dediu and Ladd searched for correlations between 983 genetic variants, including ASPM-D and microcephalin-D , and 26 features of the languages spoken by the populations, including the number of consonants and the use of inflections or tones. There was little overall correlation, meaning that most of these language differences are unlikely to be affected by genetics.

In the case of ASPM-D and microcephalin-D , however, there was a highly significant correlation between possession of these variants and speaking a nontonal language, even after the researchers made statistical corrections for the effects of shared linguistic histories. (...) Bruce Lahn, a geneticist at the University of Chicago in Illinois whose team first identified ASPM-D and microcephalin-D , says that the "work is obviously highly significant if confirmed." Nevertheless, Lahn says, the authors still need to rule out other possible explanations for their results.

Robert Ladd sagt dann als Antwort auf dem Wissenschafts-Blog von Mark Libermann noch weitere spannende Dinge. Da heißt es zunächst:

"Our work is really hypothesis-generating rather than hypothesis-testing."

Und er erläutert die Entwicklung der Hypothese als Antwort auf die Kritik von Mark Libermann weiterhin folgendermaßen:

"Mark is right that our original hypothesis was not much more than a hunch based on human pattern recognition abilities. (Several referees said similar things on our way to publication.) Specifically, this project began in earnest when I pattern-recognized a connection between the Lahn group's gene maps and my mental map of the distribution of tone languages. But I have been thinking for some time about the cognitive status of tone, paralanguage and other non-sequential linguistic features (... ); Dan's PhD research, starting from entirely different premises based on evolutionary genetics and the study of human prehistory, was looking for evidence of gene-language correlations of exactly the sort we've documented; and of course, we knew that ASPM and Microcephalin are involved in brain development. So if it was a hunch, it was a reasonably well-grounded hunch."

Und dann folgen noch weitere Erläuterungen zu den Gründen für die bisherige Vorgehensweise:

"Now, it's certainly true, as Mark says, that our geographical correlations would mean more if they had proceeded from some experimental demonstration of some sort of genetically linked, language-related, cognitive/behavioral/perceptual difference. But given the widespread assumption (rooted in the Boasian tradition, but with a significant contemporary boost from Chomsky) that the human language faculty is absolutely uniform across the species, it's very unlikely that we would have been able to get funding to look for such a difference first. So we started by doing something we could do on our own without such support, namely testing the apparent correlation. Having done that, we hope we are now in a better position to apply for funding for the expensive part of the research. This might seem backwards, but it's a pretty common way of doing genetic mapping studies: start from your phenotype, use correlational studies to identify plausibly associated genetic markers, and then try to understand experimentally what the genetic markers actually do."

Das Thema wurde bisher in drei Beiträgen auf "Studium generale" behandelt (1, 2, 3)

Genetische Veranlagung fördert Sprachwandel?

Der Forschungsartikel zum Zusammenhang zwischen jüngst- und lokalselektierten Gehirnwachstums-Genen und nicht-tonalen Sprachen (Stud. gen., Gene Expr. 1, 2) wirft noch weitaus überraschendere und neuartigere Fragestellungen auf, als auf den ersten Blick erkennbar gewesen war. Inzwischen ist der Artikel veröffentlicht worden (PNAS), leider im Netz noch nicht frei zugänglich.

Aber wenn man einen sauber ausgearbeiteten, argumentierenden und ausformulierten Forschungsartikel lesen möchte, dann lese man diesen. Man ist durch und durch erstaunt, auf wie viele verschiedene Dinge Rücksicht genommen worden ist, wie breit und gründlich der derzeitige Forschungsstand referiert wird und dann von diesem die neue Hypothese abgeleitet wird. All das mutet außerordentlich vorbildlich an. Man lernt gleichzeitig - ganz unabhängig von der neuen Hypothese - viele Details zum derzeitigen Forschungsstand überhaupt, die man in einem solchen Überblick an anderer Stelle noch nicht fand.

Und zwar im wesentlichen Forschungsstand zur Genetik. Und das von zwei Sprachwissenschaftlern. Das ist interdisziplinäre Arbeit, wie man sie sich wohl besser gar nicht wünschen kann.

Die Argumentationsweise des Artikels ist also weitaus differenzierter und damit beeindruckender und überzeugender, als man ursprünglich gedacht oder auch nur erwartet hatte, ja als man vielleicht auch nur erwarten konnte. Ganz erstaunlich. Erwachsene nicht-tonale Muttersprachler (Englisch) wurden mit einer künstlichen Sprach-Lern-Aufgabe konfrontiert, die die Unterscheidung tonaler Unterschiede beinhaltete. Dabei erfolgreich Lernende hatten im Gehirn einen größeren linken (aber nicht rechten!) Heschl-Gyrus. (Was immer das jetzt im einzelnen gehirnanatomisch sein mag.) Nun ist die Hypothese dieser Arbeit, daß das etwas mit den beiden jüngst- und lokalselektierten Gehirnwachstums-Genen zu tun hat, die zuvor schon von dem Genetiker Bruce Lahn erforscht worden waren (also ASPM und Microcephalin), und von denen man bisher noch nicht so recht weiß, für welchen Phänotyp sie eigentlich verantwortlich sind.

Der Artikel zählt auf: Sie sind nach jüngsten Studien weder verantwortlich für Intelligenz-Unterschiede, Gehirngröße, Kopfumfang, allgemeine mentale Fähigkeiten, soziale Intelligenz, noch für das Auftreten von Schizophrenie.

Die beiden Wissenschaftler machen eine Auswertung zu statistischen Korrelationen zwischen dem lokalen Auftreten der beiden neuen Gehirnwachstums-Gene und dem Auftreten nicht-tonaler Sprachen. Die mathematischen Einzelheiten seien übergangen. Hier nur das Ergebnis.

Sie verglichen die schon früher von dem Genetiker Luigi Lucca Cavalli-Sforza erforschte Korrelation zwischen allgemeiner Sprachvielfalt und allgemeiner genetischer Populationsvielfalt mit ihrer neu erforschten spezifischen Korrelation zwischen nichttonalen Sprachen und diesen beiden jüngstselektierten Genen. Und sie kommen zu dem Ergebnis:

"Wir fanden, daß im allgemeinen die Beziehung zwischen diesen beiden Arten von Vielfalt" (also der genetischen und der sprachlichen) "vollständig durch geographische und historische Faktoren erklärt werden kann, während in dem spezifischen Falle von Tonalität und den beiden jüngstselektierten Genen es eine wichtige und signifikante Korrelation zwische ihren Verteilungen gibt auch noch nachdem auf Geographie und Geschichte kontrolliert worden ist."

Das ist ihr wesentliches Ergebnis. Und sie schreiben weiter:

"Deshalb schlagen wir vor, daß diese Beziehung kausal ist; das heißt, die genetische Struktur einer Population kann einen Einfluß auf die gesprochene(n) Sprache(n) dieser Population ausüben."

Oder in anderen Worten:

"Im besonderen haben wir gefunden, daß die negative Korrelation zwischen Tonalität und der Populationsfrequenz der beiden jüngstselektierten Gene nicht durch historische und geographische Faktoren erklärt werden kann, was unsere Behauptung einer kausalen Beziehung zwischen beiden stützt."

Nun ist aber die Frage: Wie soll man sich diese kausale Beziehung im einzelnen vorstellen? Hierfür hatten sie schon in der Einleitung überzeugend auf die erforschten Prozesse des individuellen Spracherwerbs hingewiesen und auf die - sozusagen - "mikrohistorischen" Veränderungen, die sich dabei von Generation zu Generation in einer Population ergeben. Und nun argumentieren sie: Wenn Träger dieser beiden neuen Gene in eine bestehende Population hineinkommen (etwa durch Einwanderung, Vermischung), dann könnte dieser subtile, mikrohistorische Sprachwandel über die Generationen hinweg Schritt für Schritt zu einer Veränderung von tonaler zu nicht-tonaler Sprache führen. Man kann sich das wahrscheinlich gut veranschaulichen an so berühmten Lautverschiebungen wie den beiden von Jacob Grimm entdeckten "germanischen" (ick-/ich-Grenze und appel-/apfel-Grenze), wenn es sich hierbei auch nicht um Tonalität handelt.

Und schließlich sagen sie: Diese mikrohistorischen, Sprach- und Gen-selektiven Prozesse können sowohl zugunsten als auch zum Nachteil der weiteren Ausbreitung tonaler Sprachen führen. Doch alles weist ja darauf hin, daß nicht-tonale Sprachen und die sie (vielleicht) kodierenden Gene phylogenetisch jünger sind. Nun sagen die Forscher, daß die genetische Veranlagung, die dazu führt, daß ein einzelner Mensch - wohl ganz unbewußt - eine Sprache schrittweise von einer tonalen zu einer nicht-tonalen Sprache verändert, möglicherweise auch ein "selektiv neutrales Nebenprodukt" der beiden jüngstselektierten Gehirnwachstums-Gene sein kann, weil man bisher keinerlei Hinweise darauf hat, warum eine nicht-tonale Sprache selektiv vorteilhafter sein soll als eine tonale Sprache oder daß die jeweilige Sprache einem Sprecher irgendeinen (selektiven) individuellen Vor- oder Nachteil verschafft.

Sie schlagen dann noch einige Möglichkeiten der Überprüfung vor. Ihre These ist also - im Gegensatz zu p-ter's Behauptung auf "Gene Expression" sehr wohl falsifizierbar. Einer von mehreren vorgeschlagenen Testfällen für ihre Hypothese wäre, die noch nicht erforschte Korrelation zwischen den Sprachen der australischen Ureinwohner und ihren Gehirnwachstums-Genen zu überprüfen, da die australischen Sprachen - merkwürdigerweise - nicht-tonale Sprachen sind.

Die Forscher betonen ausdrücklich, daß ihr Modell kein - sozusagen - rein "deterministisches" ist, sondern daß nach diesem Modell durch eine bestimmte genetische Veranlagung nur die Wahrscheinlichkeit erhöht oder erniedrigt ist, daß der einzelne Träger derselben den Sprachwandel der Population, zu der er gehört, in die eine oder die andere Richtung vorantreibt. Das ist auch deshalb von Interesse, weil man sich in dieser Weise wohl den größten Teil der Wirkung von Verhaltensgenen auf die menschliche Kultur vorstellen kann, so etwa auch ADHS-Gen(e) oder Intelligenz-Gene. Bei Intelligenz allerdings dürfte der Zusammenhang zwischen Genen und Kultur noch wesentlich klarer und eindeutiger zu formulieren sein, als hier bei diesen neuen, etwaigen "Sprach-Genen".

Auf ihrer Heimatseite dokumentieren die Forscher die wissenschaftliche Diskussion. (Und dort findet sich ganz oben rechts auch ein "pre-print"-pdf.-Version, die vom Original nicht allzu wesentlich abweichen dürfte.)

Das Thema wurde bisher in drei Beiträgen auf "Studium generale" behandelt (1, 2, 3).

1. Dediu, D., & Ladd, D. (2007). From the Cover: Linguistic tone is related to the population frequency of the adaptive haplogroups of two brain size genes, ASPM and Microcephalin Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (26), 10944-10949 DOI: 10.1073/pnas.0610848104

Muttersprache - ein Evolutionsfaktor?

Die Indogermanen und ihre atonale Sprache(n)

Die Völker auf der Welt sprechen zwei verschiedene Arten von Muttersprachen (Wikipedia): Tonale Sprachen (oder Tonsprachen) und nicht-tonale Sprachen. Die Sprachen der meisten südafrikanischen, afrikanischen, asiatischen und amerikanischen (Ureinwohner-)Völker sind tonale Sprachen, das heißt, die Bedeutung eines Wortes hängt (auch) von der Tonhöhe bei der Aussprache ab. Schon von dieser geschilderten geographischen Verteilung her geurteilt wird es sich bei den tonalen Sprachen um die - evolutiv gesehen - ursprünglichere Sprachform handeln.

Die meisten indo-europäischen Sprachen, so auch das Englische oder das Deutsche sind nicht-tonale Sprachen. Wenn nicht-tonale Sprachen tatsächlich erst mit der indo-germanischen Sprachfamilie in der Welt entstanden sind und sich mit ihr ausgebreitet haben sollten, dann wäre diese Art von Sprache weltgeschichtlich gesehen erst sehr spät entstanden (etwa 4.500 v. Ztr. nördlich des Schwarzen Meeres, wobei noch zu überlegen wäre, ob die vor-indogermanischen Sprachen in Europa nicht auch nicht-tonale Sprachen waren).

Es gibt aber auch überall wichtige Ausnahmen. Einige indo-germanische Sprachen wie das Schwedische, das Altgriechische und auch indischen Sprachen sind tonal, während zum Beispiel west-tibetische Sprachen im Gegensatz zu ost-tibetischen Sprachen nicht-tonal sind.

Abb.: Aus einer Powerpoint-Präsentation von Dan Dediu 2016

Nun haben zwei schottische Forscher aus Edinburgh staunenswerterweise entdeckt (Wissenschaft.de, Gene Expression, Heimatseite der Forscher, Times), daß die beiden von dem in Chicago arbeitenden chinesischen Humangenetiker Bruce Lahn erforschten Gehirnwachstumsgene, die erst vor 37.000 bzw. 6.000 Jahre selektiv bedeutsam wurden in der Humanevolution (siehe bspw. vorletzter Stud. gen.-Beitrag) sehr gut korrelieren mit der geographischen Verbreitung von tonalen und nicht-tonalen Sprachen, wobei die um 37.000 vor heute, bzw. 6.000 vor heute eingeführte genetische Variante dann mit der "moderneren" (europäischen) Sprachform korrelieren würde.

Diese Entdeckung verleitete die Forscher zu einem waghalsigen Schluß: Die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens einer bestimmten Art von Sprache könnte (auch) genetische Ursachen haben. Das ist eine Hypothese, die man - ehrlich gesagt - bisher nie auch nur annähernd für möglich gehalten und in Erwägung gezogen hat. Bisher war man sehr sicher davon ausgegangen, daß es keine besonders direkte kausale Verbindung zwischen Muttersprache und (Gehirn-)Genen gibt, da Muttersprache etwas durch Prägung Erworbenes ist, und da ja jeder Mensch jede Muttersprache erwerben kann.

Sollte sich aber diese Forschungshypothese als richtig erweisen, dann wäre offenbar Muttersprache (zumindest) in den letzten Jahrtausenden auch ein sehr direkter Selektionsfaktor gewesen, das heißt, in Kulturräumen, in denen eine bestimmte Art von Muttersprache vorherrscht, wäre auf die Dauer gegen bestimmte Gehirn-Gene selektiert worden, das heißt, die Träger dieser Gene hätten in Kulturen mit dieser Art von Muttersprache wenig Fortpflanzungs-Erfolg gehabt. Dies würde sowohl für Europäer außerhalb Europas gelten, zum Beispiel in China - siehe als Beispiel das wahrscheinlich ausgestorbene Volk der Sogder. Aber auch für Außereuropäer in Europa, man könnte an mancherlei Westwanderung von asiatischen Völkern denken. Aber man beachte die in diesem Zusammenhang hochinteressante Tatsache, daß es gerade in Osteuropa viele tonale indogermanische Sprachen gibt: Litauisch, Serbisch, Kroatisch, Slowenisch. Das könnte gut parallel gesetzt werden zu mancherlei auch sonst bekannten, asiatischen, genetischen Einflüssen in diesen Räumen.

Gründe für diesen mangelnden Fortpflanzungserfolg in der jeweils anderen sprachlichen Umgebung kann man sich dann noch mancherlei ausdenken, also "Szenarien" der evolutiven Mechanismen. Natürlich kann es schlicht etwas mit einer angeborenen Leichtigkeit zu tun haben, eine bestimmte Art von Sprache zu verstehen. Aber es kann sich auch um subtilere Dinge handeln, also etwa könnte es auf die Dauer um das "psycho-physischen Wohlbefinden" in einer durch eine bestimmte Art von Sprache hervorgerufenen Mentaltität gehen. Oder noch mit ganz anderen Dingen. (Natürlich besteht auch die Möglichkeit, daß es sich um Folgen des Aufbauschens von mehr oder weniger zufälligen Gründereffekten handelt, also von "Drift". Es lägen dann gar keine direkteren selektiven Vorteile, bzw. Nachteile jeweilig vor.)

Für den Fall, daß man Selektion als mitbedingend ansieht, kann man es aber auch umgekehrt formulieren. Es könnte also sein, daß eine Gen-Mutation vor 37.000, bzw. 6.000 Jahren neue Wahrnehmungspräferenzen bei dem Hören von Sprachen auslöste und damit Menschen bestimmter genetischer Veranlagung in einer Kultur, in der eine bestimmte Art von Sprache gesprochen wird, bessere Fortpflanzungschancen haben. (Wieder: aufgrund welcher Art von detaillierten Szenarien auch immer.)

Aber nun noch der deutsche Bericht, der das Hypothetische der Forschungsthese noch bei weitem nicht deutlich genug herausstellen mag, aber sei's drum:

Wie die Gene die Sprache prägen

Forscher finden Zusammenhang zwischen Genen für die Hirnentwicklung und Tonsprachen

Die Unterschiede zwischen Englisch und Chinesisch lassen sich zumindest teilweise auf die genetische Veranlagung ihrer Sprecher zurückführen, haben zwei schottische Forscher entdeckt. Entscheidend sind dabei zwei Gene, die wichtig für die Gehirnentwicklung sind: Kommen davon bestimmte Varianten in einer Volksgruppe nur selten vor, tendieren die Menschen zur Entwicklung so genannter Tonsprachen wie Chinesisch, in denen die Bedeutung eines Wortes von der Tonhöhe bei der Aussprache abhängt. Dominieren diese Genformen hingegen in der Bevölkerung, neigen die Menschen eher dazu, Sprachen wie Englisch oder Deutsch zu sprechen, in denen es diese Abhängigkeit von der Tonhöhe nicht gibt.

Die Wissenschaftler konzentrierten sich in ihrer Studie auf zwei Gene namens Microcephalin und ASPM. Beide spielen wichtige, bisher aber noch unbekannte Rollen bei der Gehirnentwicklung und kommen jeweils in einer ursprünglichen und in einer neueren Variante vor. Bei Microcephalin entstand diese neuere Form vor etwa 37.000 und bei ASPM vor etwa 5.800 Jahren. Die unterschiedlichen Varianten sind allerdings nicht gleichmäßig auf der Erde verteilt. So ist die neue ASPM-Form beispielsweise in Asien, Europa und Nordafrika häufig und in Ostasien, Südafrika und Nord- sowie Südamerika sehr selten. Ein ähnliches Verteilungsmuster findet sich auch für die neuere Microcephalin-Variante.

Interessanterweise gibt es genau dort, wo die neuen Genformen kaum vorkommen, sehr häufig Tonsprachen, stellten die Wissenschaftler bei einem Vergleich verschiedener genetischer Marker mit linguistischen Eigenheiten der jeweiligen Bevölkerung fest. Ihre Erklärung: Die Gene prägen die individuelle Hirnstruktur ihrer Träger und damit auch ihre Fähigkeit, Sprachen zu lernen. Da eine Sprache jedoch nur dadurch weitergegeben wird, dass Kinder beim Lernen versuchen, die Laute ihrer Umgebung nachzuahmen, kann eine derartig veränderte Lernfähigkeit mit der Zeit die gesamte Sprache verändern – etwa dann, wenn sich eine Genvariante durchsetzt, die es dem Gehirn erschwert, Tonhöhen zu erfassen. In einem solchen Fall würde diese Eigenschaft der Sprache irgendwann verschwinden, so die Forscher.

Da im Fall von Microcephalin und ASPM die neueren Varianten mit einem selteneren Auftreten der Tonsprachen zusammenhängen, waren solche Sprachen ursprünglich wohl sehr viel häufiger vertreten als heute, schließen die Forscher. Allerdings sollte die Verbindung Gene und Sprache nicht überinterpretiert werden: Es stehe schließlich außer Frage, dass heute jedes kleine Kind jede Sprache lernen könne, es existieren also keine "Chinesisch-Gene".

Der Implikationen wären wohl sehr viele, wenn sich diese Forschungshypothese als richtig herausstellen sollte. Recht aufregend ... Das Thema wurde bisher in drei Beiträgen auf "Studium generale" behandelt (1, 2, 3).

Aktualisierung 5.12.2017: Dan Dediu hat die wissenschaftlichen Arbeiten rund um das Thema bis heute weiter verfolgt (2-4) und erörtert die verschiedenen, seither erörterten Thesen zur Erklärung der weltweiten Verteilung der tonalen und atonalen Sprachen in einer Powerpoint-Präsentationen des Jahres 2016 (5) (s.a. Abb. 1). Er geht von einer komplexen Gen-Kultur-Koevolution aus zur Erklärung der weltweiten Verteilung dieser Sprachen.
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1. Dan Dediu and D. Robert Ladd: Linguistic tone is related to the population frequency of the adaptive haplogroups of two brain size genes, ASPM and Microcephalin. In: PNAS, Juni 2007, vol. 104 no. 26, 10944-10949, doi: 10.1073/pnas.0610848104, http://www.pnas.org/content/104/26/10944
2. Dediu D (2011) Are languages really independent from genes? If not, what would a genetic bias affecting language diversity look like? Hum Biol 83:279–296
3. Everett C, Blasi D & Roberts S (2015) Climate, vocal folds, and tonal languages: Connecting the physiological and geographic dots. PNAS 112:1322–1327. doi:10.1073/pnas.1417413112
4. Siehe auch Debatte im Journal of Language Evolution Issue 1 2016
5. Dan Dediu: Language and non-language - environmental factors, biological biases & cultural niche construction. 2016, http://www.mpi.nl/people/dediu-dan/EFL2016L3web.pdf