言语は遗伝子と共に进化するのか？
2022.11.22
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ダーウィン「种の起源」以来の论争にゲノム顿狈础データで挑む
横浜市立大学?原?物学研究所 清水健太郎客員教授（チューリッヒ大学教授兼任）およびキアラ?バルビエリ博士（チューリッヒ大学?マックスプランク進化人類学研究所）らの研究グループは、「言語進化は遺伝子進化と同調するのか、しないのか？」という1859年のダーウィン「種の起源」以来の論争について、同調することが多いものの、同調しない場合も20%程度みられることを示しました。遺伝子情報は親から子にのみ伝わりますが、言語などの文化はより複雑な形で継承されます。言語進化と遺伝子進化の関連性を調べるために、295言語を話す４千人以上のゲノムDNA多型情報と言語情報を含んだ大規模データベースを作成し、言語情報とゲノムDNAに含まれる遺伝子情報の比較解析を行いました。その結果、過半数の言語は遺伝子の進化に伴って分岐進化していた一方、ハンガリー語を含む約20％の言語で言語と遺伝子の進化が一致していないことが分かりました。このような“言語転換”は人類の歴史上例外的ではなく普遍的な現象であることが分かりました（図1）。本研究は、ゲノムDNA情報が生命科学分野に限らず人間の文化史の研究にも欠かせないことを示しています。
本研究成果は、アメリカ国际誌「米国科学アカデミー纪要」に掲载されました。（2022年11月21日オンライン）
本研究成果は、アメリカ国际誌「米国科学アカデミー纪要」に掲载されました。（2022年11月21日オンライン）
研究成果のポイント
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（図1）9世纪末に少数の移住者によってハンガリー语がカルパチア盆地にもたらされ、地域住民の言语転换が起きたと考えられている。絵画「ハンガリー人のカルパチア盆地征服」（製作1892-1894年、作者フェスティ?アールパード。别苍.飞颈办颈辫别诲颈补.辞谤驳）
研究背景
人间の遗伝子は亲から子に伝わります。これを垂直伝达と言います。一方、言语や文化は、垂直伝达に加えて水平伝达も见られます。日本语を话す亲から生まれて育てられた子供は垂直伝达によって日本语を话すようになることが多いかも知れませんが、学校で习ったり外国に移住したりして、水平伝达によって别の言语を话すこともあるのです。
进化学の祖チャールズ?ダーウィンは、その代表的着书「种の起源」（1859年）の中で、「ヒトの遗伝的な系统関係が完全に分かれば、现在世界で话されている様々な言语の最もよい分类ができるだろう」という仮説を述べました。この大胆な仮説は、言语进化には垂直伝达が主要な役割を果たすことを前提としています。1980年代から遗伝学者によってこの説を支持するデータが出されてきました。我々も2021年に日本语を含む北东アジア地域で遗伝进化と言语进化が相関していることを示しました（/news/2021/202108shimizu_SA.html）。
一方で、ダーウィンの仮説に合わない例も多く指摘されてきました。中世にごく少数のハンガリー语话者が东ヨーロッパに移住した后に、多くの周辺住民がハンガリー语を话すようになったことはよく知られた例です（図1）。このハンガリー语における言语転换、つまり言语集団がその使用言语を変えることは、水平伝达による大きな言语変化の一例です。このような例外の存在から、ダーウィンの仮説が正しいのか正しくないのか、长年论争が続きました。生物学で长く论争が続く场合、両者ともあるケースでは正しく一部では正しくないと最终的に结论付けられることも往々にしてみられます。そのため、この论争に决着をつけるには、个々の例を议论するだけでなく、大规模データベースによる世界规模での解析が求められていました。
进化学の祖チャールズ?ダーウィンは、その代表的着书「种の起源」（1859年）の中で、「ヒトの遗伝的な系统関係が完全に分かれば、现在世界で话されている様々な言语の最もよい分类ができるだろう」という仮説を述べました。この大胆な仮説は、言语进化には垂直伝达が主要な役割を果たすことを前提としています。1980年代から遗伝学者によってこの説を支持するデータが出されてきました。我々も2021年に日本语を含む北东アジア地域で遗伝进化と言语进化が相関していることを示しました（/news/2021/202108shimizu_SA.html）。
一方で、ダーウィンの仮説に合わない例も多く指摘されてきました。中世にごく少数のハンガリー语话者が东ヨーロッパに移住した后に、多くの周辺住民がハンガリー语を话すようになったことはよく知られた例です（図1）。このハンガリー语における言语転换、つまり言语集団がその使用言语を変えることは、水平伝达による大きな言语変化の一例です。このような例外の存在から、ダーウィンの仮説が正しいのか正しくないのか、长年论争が続きました。生物学で长く论争が続く场合、両者ともあるケースでは正しく一部では正しくないと最终的に结论付けられることも往々にしてみられます。そのため、この论争に决着をつけるには、个々の例を议论するだけでなく、大规模データベースによる世界规模での解析が求められていました。
研究内容
本研究では、295言语を话す397人类集団の计4,030人のゲノム顿狈础多型情报＊1と言语情报を集めたデータベース骋别尝补罢辞を作成しました。集団间の遗伝的距离（贵厂罢と呼ばれる统计量）を、ゲノム中の约60万箇所の顿狈础配列多型情报に基づいて计算しました。一方で、言语间の类縁関係は、「同じ语族＊2に属するかどうか」で判定しました。例えば、ハンガリー语はウラル语族に属しますが、ハンガリー语话者と遗伝的に最も近いのは、ウラル语族の他の言语话者ではなく、インド?ヨーロッパ语族＊3の话者でした。このようなケースを「飞び地」（别苍肠濒补惫别）と名付けました（図2）。こうして调べていくと、全言语集団の约20%もが飞び地のパターンを示しました。これは、言语进化と遗伝的进化が同调しないケースです。一方、ダーウィンの仮説と合致して遗伝的に近い集団が同じ语族の言语を话すケースはより多く见られました。これらの结果をまとめると、ダーウィンの仮説のように言语进化と遗伝的进化は同调することが多いが、しない场合も频繁にあることがわかりました。
さらに、それぞれの言语族が、遗伝的に近縁の集団だけで话されているのか远縁の集団でも话されているのかについて、地理的な距离も考虑に入れて解析しました。その结果、インド?ヨーロッパ语族（英语、ドイツ语、ペルシャ语などを含む）やシナ?チベット语族（中国语やブルマ语を含む）などは、遗伝的に近い集団で话されている倾向がありました。一方、ウラル语族（ハンガリー语やフィンランド语）やトルコ语属（トルコ语やウイグル语）などは遗伝的に远い集団でも话されていました。
最后に、言语と遗伝的関係それぞれについて分岐年代の推定を行いました。集団の分岐时间は、遗伝的距离贵厂罢から推定可能です。一方、言语の分岐年代は言语データの系统解析から推定されます。両者の分岐年代が対応していれば、移住などによって集団が分かれながら言语もそれぞれに进化していったという垂直伝达の歴史が支持されます。インド?ヨーロッパ语族の起源は5,500-8,000年前程度と推定されており、遗伝的な分岐年代と言语分岐年代に相関がみられました。しかし、トルコ语族などでは相関が弱く、言语転换が频繁に起こったと考えられました。これまでの言语学的な研究ではインド?ヨーロッパ语族が最もよく研究されていたため、チャールズ?ダーウィンの仮説もインド?ヨーロッパ语族を念头に置いていた可能性があります。しかし、インド?ヨーロッパ语族は世界の言语の一部であり、今回、网罗的に语族を解析することで、言语転换は例外的でなく世界中で起きていることを示すことができました。
さらに、それぞれの言语族が、遗伝的に近縁の集団だけで话されているのか远縁の集団でも话されているのかについて、地理的な距离も考虑に入れて解析しました。その结果、インド?ヨーロッパ语族（英语、ドイツ语、ペルシャ语などを含む）やシナ?チベット语族（中国语やブルマ语を含む）などは、遗伝的に近い集団で话されている倾向がありました。一方、ウラル语族（ハンガリー语やフィンランド语）やトルコ语属（トルコ语やウイグル语）などは遗伝的に远い集団でも话されていました。
最后に、言语と遗伝的関係それぞれについて分岐年代の推定を行いました。集団の分岐时间は、遗伝的距离贵厂罢から推定可能です。一方、言语の分岐年代は言语データの系统解析から推定されます。両者の分岐年代が対応していれば、移住などによって集団が分かれながら言语もそれぞれに进化していったという垂直伝达の歴史が支持されます。インド?ヨーロッパ语族の起源は5,500-8,000年前程度と推定されており、遗伝的な分岐年代と言语分岐年代に相関がみられました。しかし、トルコ语族などでは相関が弱く、言语転换が频繁に起こったと考えられました。これまでの言语学的な研究ではインド?ヨーロッパ语族が最もよく研究されていたため、チャールズ?ダーウィンの仮説もインド?ヨーロッパ语族を念头に置いていた可能性があります。しかし、インド?ヨーロッパ语族は世界の言语の一部であり、今回、网罗的に语族を解析することで、言语転换は例外的でなく世界中で起きていることを示すことができました。
今后の展开
本研究では、骋别尝补罢辞データベースのうち言语数の多い语族を対象として解析を行いました。日本语族（日本语と琉球语）のような言语数の少ない语族や、アイヌ语のような孤立言语の进化は今后の课题であり、さらに多くのデータを集积することが必要です。しかし、グローバル化などの影响で各地の伝统文化が失われたり言语が使われなくなる例が多発しており、世界に知られる7,000以上の言语のうち相当部分が、话者の减少による絶灭の危机に濒しています。また、遗伝的データが得られているのは医学の発达した先进国に偏っています。人类の文化の多様性を理解し维持していくには、话者の少ない言语集団も含めて世界各地で文化を保护?継承し、研究をすすめていくことが欠かせません。
本研究では、遗伝学、言语学、データ科学など学际的な协力が重要な役割を果たしました。本研究でデータベース构筑を主导したドイツ?マックスプランク进化人类学研究所＊4をはじめとして、ゲノム顿狈础データを用いたヒトの文化の多様性の研究が各地で急速で进められています。农耕?言语拡散仮説によれば、农耕の拡散とともに言语も拡散し、遗伝的分岐とも同调しつつ言语が分岐し语族が形成されたと考えられています。この重要な仮説の検証のためには、人类学、植物学、言语学、考古学、ゲノム科学などを统合したさらなる学际的研究が必要です。
本研究では、遗伝学、言语学、データ科学など学际的な协力が重要な役割を果たしました。本研究でデータベース构筑を主导したドイツ?マックスプランク进化人类学研究所＊4をはじめとして、ゲノム顿狈础データを用いたヒトの文化の多様性の研究が各地で急速で进められています。农耕?言语拡散仮説によれば、农耕の拡散とともに言语も拡散し、遗伝的分岐とも同调しつつ言语が分岐し语族が形成されたと考えられています。この重要な仮説の検証のためには、人类学、植物学、言语学、考古学、ゲノム科学などを统合したさらなる学际的研究が必要です。
研究费
本研究は、学术変革领域研究（础）「中国文明起源解明の新?考古学イニシアティブ」、チューリッヒ大学学内重点领域「进行中の进化」などの支援を受けて実施されました。
论文情报
タイトル：A global analysis of matches and mismatches between human genetic and linguistic histories
著者：Chiara Barbieri, Damián E. Blasi, Epifanía Arango-Isaza, Alexandros G. Sotiropoulos, Harald Hammarström, Søren Wichmann, Simon J. Greenhill, Russell D. Gray, Robert Forkel, Balthasar Bickel, Kentaro K. Shimizu
掲載雑誌：米国科学アカデミー紀要 Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. (PNAS)
顿翱滨：
著者：Chiara Barbieri, Damián E. Blasi, Epifanía Arango-Isaza, Alexandros G. Sotiropoulos, Harald Hammarström, Søren Wichmann, Simon J. Greenhill, Russell D. Gray, Robert Forkel, Balthasar Bickel, Kentaro K. Shimizu
掲載雑誌：米国科学アカデミー紀要 Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. (PNAS)
顿翱滨：
用语説明
＊1 DNA多型：DNA配列の個体差。DNAはATGCの4種類の塩基からなっており、ヒトゲノムは約30億塩基ある。このうちで、個体差がよく見られることが分かっている60万カ所について本研究ではデータを取得した。
＊2 語族：共通の祖先の言語から分岐してきたと考えられる言語のグループ。Glottologデータベースによれば、世界の7638の言語は245の語族と、語族に分類されない182の孤立言語からなる。
＊3 インド?ヨーロッパ語族：英語?スペイン語などヨーロッパで話されている言語群とペルシア語?ヒンディー語などインドを含むアジアで話されている言語群は共通の祖先を持つ言語であると知られており、一つの語族としてインド?ヨーロッパ語族と呼ばれる。言語の歴史が最もよく研究されている語族である。
＊4 マックス?プランク進化人類学研究所：1997年にドイツ?ライプツィヒに設立され、古代DNA、言語学、心理学などの学際的研究を行っている。2022年ノーベル医学?生理学賞を受賞したスヴァンテ?ペーボが所長を務める。
＊2 語族：共通の祖先の言語から分岐してきたと考えられる言語のグループ。Glottologデータベースによれば、世界の7638の言語は245の語族と、語族に分類されない182の孤立言語からなる。
＊3 インド?ヨーロッパ語族：英語?スペイン語などヨーロッパで話されている言語群とペルシア語?ヒンディー語などインドを含むアジアで話されている言語群は共通の祖先を持つ言語であると知られており、一つの語族としてインド?ヨーロッパ語族と呼ばれる。言語の歴史が最もよく研究されている語族である。
＊4 マックス?プランク進化人類学研究所：1997年にドイツ?ライプツィヒに設立され、古代DNA、言語学、心理学などの学際的研究を行っている。2022年ノーベル医学?生理学賞を受賞したスヴァンテ?ペーボが所長を務める。
図、画像、表
（図2）遺伝子と言語が伴って進化する場合と、伴わずに進化する場合の模式図。遺伝的進化を太い黒線で、人類集団を人の形で示している。5つの仮想的な語族(aからe)を5つの色で示した。言語の歴史は集団の遺伝的歴史と一致することもあるが異なることもある。例えば左端では赤の語族(b)の言語を話していた集団が緑の語族(a)の言語への言語転換を経験して「飛び地」となった。Barbieri et al. PNASより。
