Biolingüística. Evolución, desarrollo y fósiles del lenguaje.



El proyecto "Biolingüística : evolución, desarrollo y fósiles del lenguaje" (Ref. FFI2010-14955) se propone como continuación del proyecto "Biolingüística: fundamento genético, desarrollo y evolución del lenguaje" (Ref. HUM60427/FILO). En ese proyecto se definió un marco general y se abordaron numerosas líneas de investigación que nos han permitido identificar los principales puntos de controversia en el ámbito del estudio biologicista del lenguaje. Una de las conclusiones alcanzadas es que una de las materias que requiere un análisis preferente y más detallado en este terreno concierne al aspecto filogénetico del lenguaje, en tres dimensiones particulares: análisis de los indicios procedentes del registro fósil y arqueológico relacionables con el proceso evolutivo del lenguaje, análisis comparativo de estructuras biológicas vinculables con el lenguaje como facultad mental, y construcción de un modelo teórico que integre los resultados obtenidos en estos dos niveles de análisis capaz de explicar la aparición del lenguaje como un proceso natural no problemático.

Título del proyecto: Biolingüística: evolución, desarrollo y fósiles del lenguaje.
Referencia: FFI2010-14955
Investigador principal: Guillermo Lorenzo González
Fecha de inicio: 1-01-2010
Fecha de finalización: 31-12-2013
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación con participación parcial FEDER

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Resumen

Esta propuesta se propone como continuación del proyecto “Biolingüística: fundamento genético, desarrollo y evolución del lenguaje” (Ref. HUM60427/FILO). En ese proyecto se definió un marco general y se abordaron numerosas líneas de investigación que nos han permitido identificar los principales puntos de controversia en el ámbito del estudio biologicista del lenguaje. Una de las conclusiones alcanzadas es que una de las materias que requiere un análisis preferente y más detallado en este terreno concierne al aspecto filogénetico del lenguaje, en tres dimensiones particulares:

  1. análisis de los indicios procedentes del registro fósil y arqueológico relacionables con el proceso evolutivo del lenguaje,

  2. análisis comparativo de estructuras biológicas vinculables con el lenguaje como facultad mental, y

  3. construcción de un modelo teórico que integre los resultados obtenidos en estos dos niveles de análisis capaz de explicar la aparición del lenguaje como un proceso natural no problemático.

Sobre la base de este esquema y con el apoyo de los resultados ya obtenidos en el proyecto inicial, este nuevo proyecto se propone abordar un conjunto de cuestiones que podemos plantear genéricamente del siguiente modo:

  1. Análisis crítico del registro fósil y arqueológico orientado a determinar cuáles de las evidencias comúnmente aducidas aportan información relevante sobre la evolución del lenguaje y qué otros tipos de indicios deberían ser tomados en consideración al respecto.

  2. Análisis interespecífico de estructuras biológicas relacionables con diferentes componentes del lenguaje en distintos niveles de organización (molecular, anatómico, funcional, comportamental) con el objetivo de establecer posibles homologías y grados de continuidad en cualquiera de esos niveles.

  3. Elaboración de un modelo teórico capaz de integrar todos esos datos y conclusiones.

A la luz de los resultados del proyecto inicial, dicho modelo se basará en la hipótesis de que las principales causas que explican la aparición del lenguaje en la evolución humana guardan relación con alteraciones operadas en el sistema en que se basa el desarrollo cerebral.

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Presentación

Las evidencias concernientes a la existencia de alguna clase de código lingüístico son extraordinariamente recientes, puesto que la escritura en sentido estricto no debió de aparecer hace más de 6.000 años y los posibles rudimentos de una suerte de notación grafémica se remontan a hace tan sólo unos 13.000 años (Holden, 1998). Por otro lado, el análisis de la historia de las lenguas mediante los métodos de la Lingüística histórica (y fundamentalmente, de los principios de la reconstrucción interna) presenta importantes limitaciones (d’Errico et al., 2003: 49). Por una parte, la propia naturaleza de la metodología empleada hace que las reconstrucciones obtenidas no sean fiables más allá de unos 6.000 años, el límite temporal que separa lo que Nichols (1997: 363) denomina stocks de lo que llama cuasi-stocks, que aunque se consideran clados probables, consisten realmente en agrupaciones probabilísticas de stocks cuyas relaciones no pueden reconstruirse completa o fidedignamente mediante los métodos comparativos de tipo neo-gramático. Por otra parte, este tipo de métodos parece ser adecuado únicamente en aquellos casos en los que el cambio lingüístico sucede mediante un proceso de divergencia a partir de una (proto)lengua común, una situación que, en realidad, ha podido ser excepcional a lo largo de buena parte de la historia humana, en la que el cambio lingüístico habría podido tener lugar, por el contrario, fundamentalmente a través del préstamo y la difusión (Dixon, 1998). Como quiera que la especie humana apareció hace unos 200.000 años (Cela-Conde y Ayala, 2001: 427-432, 440-441), existe un significativo lapso temporal (en realidad, en torno al 95% de nuestra historia como especie) sobre el que carecemos de información concluyente acerca de la propia existencia y del modo en que habría evolucionado el lenguaje.

Por otra parte, muchas de las hipótesis que se han planteado acerca del origen y la evolución del lenguaje se han basado en datos aportados por la Lingüística teórica en su sentido más estricto, como el análisis de situaciones de contacto lingüístico (Mufwene, 2001), el estudio del origen y la evolución de los pidgins y las lenguas criollas (Bickerton, 1990), la teoría de la gramaticalización (Bybee et al., 1994), el estudio de los universales lingüísticos como propiedades biológicamente necesarias de la facultad del lenguaje (Carstairs-McCarthy, 1999) o la proyección de resultados obtenidos a partir de modelos matemáticos generados por la Lingüística computacional (Cangelosi y Parisi, 2001). Ahora bien, tal como se concibe en el marco de esta propuesta, la Biolingüística considera que la facultad del lenguaje tiene las propiedades de un órgano (Lightfoot y Anderson, 2002), de modo que resulta lícito tratar de determinar su historia evolutiva como si de cualquier otra estructura orgánica se tratase. Teniendo en cuenta el éxito obtenido en el análisis evolutivo de otras estructuras corporales, cabe suponer que esta aproximación debe también arrojar alguna luz sobre el caso particular del lenguaje. Este tipo de análisis puede abordarse desde dos perspectivas metodológicas diferentes:

  1. Cabe examinar, en primer lugar, evidencias fósiles de etapas intermedias del proceso evolutivo que condujo a la aparición del “órgano del lenguaje”. Ahora bien, puesto que el lenguaje como tal no fosiliza, se hace necesario el examen de restos fósiles indirectos, correspondientes a estructuras anatómicas relacionadas (en nuestra especie) con el lenguaje o consistentes en evidencias arqueológicas que cabe asociar (nuevamente, en nuestra especie) con el mismo, y a la subsiguiente realización de inferencias acerca de las capacidades lingüísticas (y cognitivas) que habrían tenido las diversas especies de homínidos a las que correspondan dichos restos fósiles o artefactos. Entre otros cabe mencionar a este respecto

    1. todo tipo de evidencias paleo-neurológicas (volumen cerebral, lateralización o remodelación anatómica de determinadas estructuras cerebrales; Striedter, 2005: 297-344),

    2. diversos indicios relacionados con la conformación y las propiedades del aparato fonador y las estructuras del habla (el área del canal hipogloso, el ángulo de flexión de la base del cráneo, la morfología del hueso hioides o la estructura y la conformación de las vías aéreas supra-laríngeas; Lieberman, 1984) y

    3. distintas evidencias supuestamente indicativas de lo que se ha venido a llamar un comportamiento “moderno” (la existencia de una industria lítica compleja, la presencia de enterramientos, la utilización del fuego, la planificación a largo plazo o las manifestaciones artísticas; Mellars, 2002).

    Ahora bien, la utilización de este tipo de evidencias indirectas plantea dos problemas metodológicos particularmente significativos.

    1. El primero de ellos concierne a la genuina naturaleza de la relación estructura-función, en el sentido de que la mera existencia de indicios que sugieran la presencia de estructuras (neuroanatómicas) modernas no implica necesariamente que los homínidos que las poseyeran hubiesen contado con las capacidades que en nuestra especie cabe asociar a dichas estructuras y en particular, a la posesión del lenguaje. Así, por ejemplo, el estudio de los endocráneos ha permitido concluir que en un homínido tan antiguo como el Homo habilis, que vivió hace entre 1,6 y 2,3 millones de años, existía ya un equivalente al área de Broca con un desarrollo semejante al que es característico en el ser humano (Holloway, 1983; Tobias, 1983). No obstante, también en las tres especies de primates superiores más cercanas filogenéticamente a la nuestra (chimpancé, bonobo y gorila) puede advertirse una estructura igualmente homóloga al área de Broca, que contiene neuronas especulares implicadas en el control motor manual (Rizzolatti y Arbib, 1998). Esto nos lleva a dudar de que en aquella y en las restantes especies de homínidos extintas dicha región hubiese participado en el control de algo más que los movimientos de las extremidades superiores. Todo ello significa que la mera existencia de una continuidad estructural no garantiza la existencia de una continuidad funcional.

    2. El segundo de los problemas tiene que ver con que ni siquiera la presencia de indicios de la existencia en otras especies de homínidos de comportamientos que en la nuestra se hallan asociados al lenguaje presupone necesariamente la posesión del mismo. El caso del pensamiento simbólico resulta especialmente ilustrativo a este respecto. Se ha sugerido que existen indicios de su presencia (en forma, por ejemplo, de restos indicativos de comportamientos funerarios modernos o del uso de pigmentos con fines decorativos) en otras especies de homínidos extintos, en particular, en el Homo neanderthalensis (d’Errico, 2003) e incluso en el antepasado común a esta especie y a Homo sapiens (Trinkaus, 2007). Este tipo de afirmaciones resultan, sin embargo, doblemente controvertidas: por una parte, la naturaleza simbólica de este tipo de indicios en relación con estas especies no resulta en modo alguno evidente (por ejemplo, un enterramiento puede ser una práctica simplemente higiénica, los pigmentos pueden usarse como eficaces protectores solares); por otra parte, aun en el caso de que el carácter simbólico de prácticas semejantes llegara a ser confirmado, nada garantiza sin embargo que tales prácticas estuviesen incuestionablemente ya asociadas al lenguaje (un enterramiento puede tener lugar sin acompañamiento de fórmulas verbales, un simbolismo ornamental determinado puede no presuponer capacidades lingüísticas complejas más allá de la pura relación simbólica).

  2. En segundo lugar, es posible analizar la historia evolutiva de un determinado rasgo biológico tratando de establecer la existencia de rasgos homólogos en especies vivas con un parentesco evolutivo próximo con aquella que es objeto de estudio. En el caso del lenguaje se plantea a este respecto un nuevo problema, que no es otro que la falta de continuidad que cabe advertir entre la facultad lingüística humana y los sistemas de comunicación empleados por las especies vivas de primates más próximas evolutivamente a la nuestra (Bickerton, 1990), dado que en ellas sólo cabe encontrar sistemas integrados por elementos simbólicos no combinables (Cheney y Seyfarth, 1990; Slocombe y Zuberbühler, 2005; Pika y Mitani, 2006), o bien por elementos acústicos que sí se combinan entre sí, pero que carecen de valor simbólico (Marler, 1998; Geissman, 2000). Puesto que no parece posible derivar evolutivamente el lenguaje de ninguno de estos tipos de sistemas a través del mecanismo darwiniano de “descenso con modificación”, el lenguaje parecería así condenado a no poder recibir una explicación evolutiva debidamente anclada en la racionalidad científica.

    Sin embargo, la aplicación de este tipo de análisis radica en un error metodológico, puesto que las relaciones de “homología” no se establecen realmente entre prácticas o comportamientos, sino entre estructuras orgánicas (o, en todo caso, la actividad propia de esas estructuras) y, en último término, entre los factores y procesos que intervienen en su desarrollo (Wagner, 1998; Love, 2007). Si tenemos además en cuenta que los sistemas de desarrollo son altamente conservadores y que se articulan de tal modo que pequeñas perturbaciones en los factores implicados pueden tener consecuencias de muy amplio alcance en los diseños orgánicos que se obtiene a partir de ellos (Alberch, 1991; Hall, 1999; Carroll, 2005; Minelli, 2007), llegamos a una conclusión que cuestiona doblemente el método comparativo que estamos comentando: por una parte, no se justifica que se limite a la observación del comportamiento manifiesto de los organismos de cara a la satisfacción de sus particulares necesidades ambientales; y, por otra parte, no hay razón por la que debamos restringirlo a especies con un parentesco evolutivo próximo. En este sentido, se muestra particularmente prometedor el análisis de determinadas pautas del comportamiento animal (sea éste comunicativo o no) desde el punto de vista de las ciencias de la computación (Fitch y Hauser, 2004; O’Donnell et al., 2005). Este método permite la clasificación de la conducta en cuestión dentro de una escala de complejidad y establecer así los recursos computacionales necesarios para ejecutar las operaciones que subyacen a ella; ello permite llevar el método comparativo a una dimensión más abstracta, pero aún así directamente relacionable con las estructuras neuronales responsables de llevar a cabo estas tareas, facilitando así la determinación de posibles homólogos entre los centros típicamente asociados al procesamiento lingüístico en los humanos y áreas semejantes dedicadas a tareas quizá muy alejadas de la lingüística pero posiblemente relacionadas con ella a través de procesos de desarrollo en parte compartidos. Cabe señalar, asimismo, que este método se muestra también prometedor en lo que al análisis del registro arqueológico se refiere, dado que la elaboración de determinados artefactos, por ejemplo, puede comportar la presencia de capacidades cognitivas con diferentes grados de complejidad, lo que abre la posibilidad de realizar inferencias indirectas sobre las capacidades computacionales de la mente de nuestros antecesores.

    Si nos limitamos a la historia evolutiva de los genes que cabe relacionar con el lenguaje (sencillamente porque el componente genético del sistema que lo desarrolla es por el momento el mejor conocido, si bien muy limitadamente, de todos los factores que seguramente lo conforman) comprobamos que este complejo escenario se aclara considerablemente. La razón fundamental es que el análisis de dicha historia no plantea los problemas inherentes al estudio de las evidencias de carácter fósil, anteriormente comentadas. Por una parte, porque la biología molecular cuenta con herramientas metodológicas que permiten datar con particular precisión los cambios que acaecidos a lo largo del tiempo en las secuencias de ADN (recurriendo en ocasiones, incluso, al análisis del ADN preservado en las muestras de tejido fósil). Por otra parte, porque la actividad de los productos codificados por estos genes no sólo se conoce con exactitud en nuestra especie, sino también en otras diferentes, más o menos próximas en términos filogenéticos a la humana. Esto da lugar además a que podamos valorar el contexto genético y molecular en que se integran los genes, factores que necesariamente condicionan su función, así como la importancia del contexto orgánico a que va dando lugar sucesivamente el desarrollo de cara a la consecución del fenotipo final o más o menos estabilizado (un gen de nuestra especie introducido en una célula de Homo neanderthalensis no tendría necesariamente que funcionar tal como lo hace en una célula humana y dar lugar a las mismas consecuencias anatómicas y funcionales). Todo ello permite romper con una lógica que vincula demasiado estrictamente los niveles estructural (recursos del desarrollo y diseños orgánicos alcanzados) y funcional (formas de comportamiento manifestadas) en el análisis comparado de los organismos.

    En este sentido, la determinación de las modificaciones experimentadas por los “genes del lenguaje” a lo largo de nuestra especiación constituye una pieza fundamental del complejo problema evolutivo que entraña la aparición del lenguaje. Un descubrimiento particularmente significativo en este sentido es que la mayoría de estos genes cuenta con homólogos en otras especies y que no han experimentado cambios significativos coincidiendo con la aparición de la nuestra (Haesler et al., 2004; Shu et al., 2005). Las pocas modificaciones detectadas hasta la fecha conciernen fundamentalmente a genes reguladores de la expresión de otros genes, si bien esta circunstancia abre la puerta a que hayan podido producirse importantes innovaciones estructurales y, en último término, funcionales. El caso del gen FOXP2 resulta particularmente ilustrativo a este respecto. Coincidiendo con la aparición del Homo sapiens, hace alrededor de 200.000 años (Enard et al., 2002), o quizás en el antepasado común al Homo sapiens y al Homo neanderthalensis, hace entre 300.000 y 400.000 años (Krause et al., 2007), se seleccionaron positivamente dos cambios en la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada por el gen. Se ha sugerido que dichas modificaciones fueron seleccionadas porque habrían contribuido a amplificar las funciones asociadas inicialmente al área de Broca (que en los restantes primates se encarga, como ya se señaló, del control de tareas motoras manuales), facilitando la emergencia de la sintaxis, optimizando el procesamiento fonológico o la memoria de trabajo verbal, o tal vez porque habrían permitido reclutar dicha región para el control del lenguaje hablado (en las demás especies de primates el control de las vocalizaciones depende en buena medida del sistema nervioso autónomo; Deacon, 2000). Probablemente, también porque habrían dado lugar a una optimización del control de las tareas secuenciales por parte de los ganglios basales, una estructura subcortical que forma parte del circuito de procesamiento en el que se expresa el gen (Lieberman, 2006).

    Por consiguiente, la hipótesis más plausible a este respecto es que la evolución del lenguaje no habría consistido tanto en un incremento en términos de complejidad estructural, sino en la creación de un programa diferente de desarrollo, resultante, en buena medida, de unas pocas modificaciones acaecidas en programas preexistentes. Este nuevo programa habría permitido ensamblar de forma novedosa componentes (estructurales y reguladores, en los niveles genético y neuronal) con una prolongada historia evolutiva (Hauser et al., 2002). Todo ello nos permite conciliar la caracterización del lenguaje como una facultad cualitativamente nueva y que ha permitido el desarrollo de comportamientos con un carácter radicalmente innovador, con la afirmación de que se encuentra, pese a ello, profundamente arraigado en el proceso evolutivo que ha dado lugar, de modo no excepcional, a la especie humana y, por tanto, en alteraciones sobre el mismo tipo de factores y procesos que dan lugar al desarrollo de las más diversas capacidades en tantas otras especies.

Este planteamiento nos lleva a valorar como especialmente afines a las actividades que nos proponemos con este proyecto las que vienen siendo desarrolladas en el Konrad Lorenz Institute (Altenberg, Austria), un centro dedicado a la evolución de la cognición en el marco de los desarrollos más reciente de la biología teórica y, concretamente, de la biología del desarrollo. La dedicación de un proyecto de investigación específicamente centrado en la evolución del lenguaje bajo semejantes presupuestos puede considerarse como una marca distintiva de nuestro grupo, teniendo en cuenta que la Research Unit in Language Evolution and Computation (University of Edimburgh), el grupo internacional más activo en el terreno de la Lingüística evolutiva, ha dirigido en cambio sus esfuerzos al estudio de la evolución del lenguaje como objeto exteriorizado y como forma de comportamiento, así como al campo de la simulación computerizada de los procesos evolutivos que dan lugar a las lenguas. La International Network in Biolinguistics (Université du Québec à Montréal) representa asimismo un marco de información y actividades de especial importancia para nuestro proyecto. En el ámbito nacional, consideramos especialmente relevantes como apoyo a nuestras investigaciones las actividades del Laboratorio de Psicolingüística (UPV/EHU) y del Basque Center of Cognition, Brain and Language (San Sebastián).

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Referencias

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Planteamientos de partida

El proyecto inicialmente desarrollado por el grupo de investigación ha dejado de manifiesto que el estudio evolutivo del lenguaje es una de las facetas de la biolingüística más necesitadas de un ejercicio de clarificación conceptual y de articulación científica con los más recientes desarrollos de la biología teórica. En este sentido, nos proponemos desarrollar un modelo explicativo sobre la filogenia del lenguaje sustentado en las siguientes hipótesis de partida:

  1. La evolución del lenguaje ha de explicarse a partir de la evolución del cerebro. Las evidencias de tipo paleo-anatómico o bien hacen referencia a componentes periféricos del lenguaje o bien a aspectos estructurales del cerebro. Los primeros no aportan información sobre la evolución del cerebro; los segundos no permiten inferir el tipo de función a que puedan estar dedicados. Ninguno de ellos puede esclarecer el proceso de evolución del lenguaje. Las evidencias de tipo arqueológico, en cambio, son fósiles del comportamiento que pueden ser reflejo de actividades que presuponen la existencia y, en algunos casos, la complejidad formal del lenguaje.

  2. La aplicación del método comparado en el análisis evolutivo del lenguaje suele basarse en la observación de comportamientos hasta cierto punto semejantes al lingüístico y en especies con un parentesco evolutivo próximo. Tales restricciones en la aplicación del método no están realmente justificadas. El análisis en los niveles molecular y anatómico pueden revelar líneas de continuidad mucho más relevantes en consonancia con el concepto de “homología profunda”, que legitiman la comparación entre especies distantes en términos filogenéticos. Asimismo, puede resultar relevante el análisis en términos de complejidad computacional de determinadas conductas en especies no necesariamente próximas a la humana.

  3. Dichas líneas de continuidad remiten a los sistemas en que se basa el desarrollo cerebral y nos llevan a situar en las alteraciones operadas sobre esos sistemas la clave para explicar el proceso de evolución que ha dado lugar al lenguaje.

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Metas

  1. Ampliación y mantenimiento de la base de datos sobre trastornos congénitos, genes y tejidos cerebrales relacionados con el lenguaje elaborada en el proyecto inicial. Se prestará especial atención a la recopilación de datos que aporten información relevante en términos filogenéticos.

  2. Examen crítico de las evidencias fósiles sobre las capacidades articulatorias y auditivas, así como de la estructura cerebral de los homínidos.

  3. Examen crítico de la interpretación de los restos arqueológicos asociados con el lenguaje en diferentes especies de homínidos (herramientas, diseños geométricos, representaciones figurativas, enterramientos, ornamentos personales, etc.).

  4. Aportación de otros indicios comportamentales que presupongan capacidades mentales equiparables a las requeridas por el componente central (o computacional) del lenguaje.

  5. Examen crítico de la aplicación del análisis comparado del comportamiento de especies con un parentesco evolutivo próximo (vocalización, gesticulación y simbolismo en los primates).

  6. Análisis comparado de estructuras cerebrales homólogas a las implicadas en los humanos en el procesamiento lingüístico, de los mecanismos moleculares encargados de la regulación de su desarrollo y, en la medida de los posible, de la complejidad computacional de las tareas que éstas ejecutan.

  7. Reconsideración del problema “forma-función” a la luz de las conclusiones derivadas de los objetivos 3-6.

  8. Integración de los resultados obtenidos en un modelo de evolución fundamentado en la biología evolutiva del desarrollo (evo-devo).

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Biolingüística
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Responsable técnico: David Hernández Suárez hernandezsdavid@uniovi.es