Warum schweigsame Fruchtfliegen ein Sprach-Gen haben

Die Urform des menschlichen Sprach-Gens FOXP2 ist 500 Millionen Jahre alt. Entsprechend tragen es sehr viele Tiere in sich – auch äusserst schweigsame wie die Fruchtfliege. Ein Forscher-Team von der Universität Regensburg wollte wissen, was die Fliege von ihrem Sprach-Gen hat.

Menschen, Affen, Mäuse, Vögel und Fische haben es und selbst Fruchtfliegen haben eine Urform des menschlichen Sprach-Gens in ihrem Erbgut. Doch wozu brauchen selbst wortkarge Insekten das Gen, das den Menschen vor etwa 200‘000 Jahren zur Sprache brachte?

Diese Frage stellte sich Fruchtfliegen-Forscher Björn Brembs vom zoologischen Institut der Universität Regensburg. Zusammen mit seinem Team manipulierte er das FOXP-Gen der Fliege und stellte fest: Die veränderten Tiere hatten ein grosses Problem. Sie taten sich nämlich schwer mit dem Lernen – und zwar mit dem Lernen aus Fehlern, wie die Studie in der Zeitschrift «Plos one» zeigt. Genau diese Form des Lernens, der Prozess von Versuch- und Irrtum hin zur allmählichen Perfektion, ist aber eine Voraussetzung, um sich komplexe Fertigkeiten Schritt für Schritt anzueignen.

Vom Novizen zum Experten

Darin seien sich Mensch und Fliege vermutlich sehr ähnlich, meint Björn Brembs. Wenn seine gesunden Versuchsfliegen lernten, einem unangenehmen Laserstrahl immer gezielter auszuweichen, täten sie etwas ganz ähnliches wie ein Mensch, der sprechen lernt: «Wir brabbeln und probieren aus. Solange, bis genau das aus unserem Mund kommt, was wir sagen wollen beziehungsweise was die Eltern erwarten, wenn sie dem Baby etwas vorsagen» (siehe Box).

Björn Brembs sieht damit seine Hypothese bestätigt, wonach die Fähigkeit aus Fehlern zu lernen, die Grundlage ist, auf der der Mensch die Sprache entwickeln konnte. Das FOXP-Gen ist ein ausserordentlich altes Gen. Entstanden ist es vermutlich vor etwa 500 Millionen Jahren – noch bevor sich die Fauna in Wirbeltiere und wirbellose Tiere auftrennte. Wenn sich ein Gen über derart lange Zeit hält, dann muss es eine evolutionär wichtige Aufgabe erfüllen. Im Fall des FOXP-Gens also zum Beispiel jene, sich durch Lernen vom Novizen zum Experten zu mausern.

Fehler im Sprach-Gen

Bei den Wirbeltieren differenzierte sich im Verlauf ihrer Entwicklung das FOXP-Gen weiter aus. So dass die FOXP-Genfamilie heute vier Subtypen umfasst. FOXP2 gilt als das eigentliche Sprach-Gen. Entdeckt wurde es im Jahr 2001 beim Menschen – genauer bei der Erbgutanalyse einer Londoner Familie, die bereits in dritter Generation unter einer schweren Sprachstörung leidet (siehe Box).

Die Familienmitglieder mit der vererbten Genmutation haben sowohl Probleme mit dem Sprechen als auch mit der Sprache. Denn das FOXP2-Gen beeinflusst Gehirnareale, die zuständig sind für die Planung komplexer Bewegungsabläufe – insbesondere die feinmotorische Abstimmung von Zunge, Lippen und Kehlkopf beim Sprechen. Ausserdem kontrolliert das Gen auch Bereiche, die mit der Sprachverarbeitung und dem Erwerb von grammatischen Regeln und dem Wortschatzerwerb zu tun haben.

Singbehinderte Zebrafinken

Nach der Identifikation des menschlichen Sprach-Gens, entdeckten Forscher bald auch bei anderen Tieren Varianten des FOXP2-Gens. Und siehe da, auch bei diesen führen Mutationen zu Problemen mit Motorik und Kommunikation. Manipulierte Mäuse haben Koordinations-Probleme und fiepen eigenartig. Ähnlich auch Singvögel. Hier lernen die Kleinen das Pfeifen durch stetes Nachahmen der Grossen – so wie der Mensch das Sprechen.

Studien ergaben, dass junge Zebrafinken mit einer FOXP2-Mutation stark singbehindert sind. Den Jungvögeln gelingt es nicht, die komplizierten Gesänge der erwachsenen Vögel korrekt zu imitieren. Ihr Gesang bleibt – in Länge und Silbenabfolge – fehlerhaft (Zebrafinken-Studie mit Hörbeispielen).

Manchmal ist Schweigen besser

Obwohl das FOXP2-Gen im Tierreich so weit verbreitet ist, blieb die verbale Sprache bisher allein dem Menschen vorbehalten. Zum einen, weil FOXP2 bestimmt nicht die einzige Instanz ist, die zur Sprache fähig macht. Zum andern, sagt Studienleiter Björn Brems von der Universität Regensburg, gehört zur Sprache mehr als das Sprechen: «Bevor die Sprache entwickelt wird, braucht es das Bedürfnis, überhaupt etwas ausdrücken zu wollen. Dem wiederum muss eine entsprechende Entwicklung des Gehirns vorausgehen. Nur dann sind solche kognitiven Leistungen, wie Sprache und sprechen überhaupt möglich.»

Zweifellos sind Brembs‘ Fruchtfliegen zu solchen geistigen Höhenflügen nicht im Stand. Dennoch haben sie mit ihrem Schweigen so manchem unserer Artgenossen etwas voraus. Denn bekanntlich hat nicht jeder, der spricht, auch tatsächlich etwas zu sagen.

So üben Babys sprechen

Babys üben Sprechen lange vor ihrem ersten Wort, zeigt eine Studie. Schon mit 7 Monaten reagiert das Gehirn auf vorgesprochene Wörter: Nicht nur die Sprachareale sind dann aktiviert, sondern auch motorische Areale. Vermutlich versucht das Gehirn herauszufinden, mit welchen Bewegungen von Lippe, Mund und Kehlkopf die gehörten Laute gebildet werden.

Die KE-Familie

Diese Familie aus London wurde 1990 zum ersten Mal beschrieben. Die Hälfte der Familienmitglieder ist sprachbehindert, tut sich schwer mit der Artikulation und hat Defizite in Wortschatz, Grammatik und Sprachverständnis. Alle Betroffenen haben dieselbe Mutation des Sprachgens. 2001 wurde das FOXP2-Gen als Ursprung der Störung identifiziert.