Verhuisd



Let op: Neder-L is verhuisd naar www.neerlandistiek.nl

dinsdag 1 december 2015

UG, Evolutie en E. coli: gemeenschappelijke trekjes



In reactie op mijn recente blogpost op Neder-L verweest Mark Dingemanse naar een artikel van Lenski et al uit Nature 2012. Dat artikel is inderdaad interessant, maar wel met een onverwachte twist. 

Een genverdubbeling in E. coli leidt tot een transcriptie factor die een mechanisme (Cit+) in werking stelt dat ervoor zorgt dat het organisme citraat kan metaboliseren. Het effect van de transcriptie factor is catastrofaal, dwz. het aangemaakte eiwit heeft repercussies die plotseling en totaal zijn. Er is geen half transport. Het soort van inzichten dat dit biologisch onderzoek oplevert is precies analoog aan de inzichten die wij in onze branche van linguistiek Principles and Parameters genoemd hebben. In feite waren de moleculair biologen en Nobel Laureaten Jacques Monod en François Jacob, de ontdekkers van regulerende genen, de intellectuele medestanders van Chomsky in het beroemde Piaget-Chomsky debat in de abdij van Royaumont in 1975. Eigenlijk kan deze vergelijking nog verder worden uitgediept. Wat generativisten UG (voor Universal Grammar) noemen, nl. één bouwplan voor taal, noemen Evo-Devo biologen ook UG (voor Universal Genome), nl. één bouwplan voor lichaam. Hetzelfde soort van problemen, hetzelfde type benadering, en tenslotte analoge resultaten (Michael Sherman 2007). 

Lenski et al geven een drie-stappen plan voor de evolutie van wat zij de “key innovation” van Cit+ noemen: potentiation, actualization, refinement. Let nu op. De “key innovation” is stap 2 (actualiseren van Cit+) en zij zeggen  “Of these processes, actualization is the most tractable for study owing to the discrete phenotypic change, […]”. Cursivering is van mij. Vanuit een generatief taalkundig perspectief stel ik “Merge” in deze vergelijking gelijk aan “Cit+” omdat met deze computationele procedure de “discrete phenotypic change” van begrensde naar onbegrensde taal mogelijk gemaakt wordt. Recursie is geen half werk.

Laten we de volgende afkortingen gebruiken: “P” voor “potentiation,” “A” voor “actualization,” en “R” voor “refinement.” Laten we ons verder concentreren op P en A. Wat is dan precies de vergelijking die door Mark gesuggereerd wordt? Is het gewoon [V]? Dan zijn we snel klaar. 

[V] P(Cit+)  >>  A(Cit+)  >>  …R…    ≈     P(Merge+)  >>  A(Merge+)  >>  …R…  

In [V] zijn P(Cit+) en P(Merge+) de evolutionaire stadia vóór de “discrete phenotypic change[s]” die met A(Cit+) resp. A(Merge+) samenhangen. Dit zijn dus de stadia Cit (metabolisme zonder citraatverwerking) en Merge (taal zonder recursieve syntaxis). Hier verloopt alles nog gradueel (P kent ongeveer 30,000 generaties) maar de actualisatie is “saltational” (de mutatie is binnen 2000 generaties gefixeerd in de totale populatie!!!).

Om evolutie van menselijke taal volledig te kunnen begrijpen moeten we alles weten over P, A (en R). Dat lijkt me niet meer dan een tautologische uitspraak. Als dit het enige is dat ons duidelijk gemaakt moet worden, was de verwijzing naar Lenski et al niet nodig geweest. Maar er is een onverwachte twist. Het interessante is dat hun onderzoek naar de “key innovation” DE cruciale voorwaarde opleverde voor het totaalresultaat van hun onderzoek naar de evolutionaire ontwikkeling. Vertaald naar de (generatieve) linguistiek, is dit weer precies hetzelfde als wat generativisten feitelijk doen, namelijk onderzoek naar de “key innovation” in het linguistische systeem: “discrete infinity.” Het staat anderen natuurlijk geheel vrij hun aandacht te richten op, en hun tijd te besteden aan, elementen uit het voortraject in de hoop iets op het spoor te komen. Maar – en dit is cruciaal – dit is niet wat Lenski et al hebben gedaan. Evenmin is dit wat e.g. Chomsky en anderen doen. Zie Why only us? Language and Evolution van Berwick & Chomsky, te verschijnen bij MIT Press, januari 2016.

Tenslotte, de relevante mutatie in één populatie – een transcriptie factor die een reeds bestaand circuit aanzet tot de expressie van een transport-eiwit voor citraat – zou dan analoog kunnen zijn aan een mutatie die een recursieve operatie koppelt aan een al bestaand systeem met sensomotorische en conceptuele componenten. Dit zou in ieder geval een plausibel evolutionair verhaal zijn dat consistent is met het niet-graduele en “catastrofale” aspect van Merge: alles of niets. Natuurlijk blijft deze suggestie zuiver speculatief, maar is het altijd nog superieur speculatief in dit genre. Zijn er andere, en dus meer complexe, fabels over evolutie van taal die niet ten minste een versie van deze plotselinge “key innovation” impliciet vooronderstelt? Ik betwijfel het, pace het tweejaarlijkse EvoLang circus dat hier zegt over te gaan maar feitelijk taal in het midden laat tussen spraak en communicatie.  

Nogmaals, het is onvoorstelbaar en nooit aangetoond hoe een niet-graduele eigenschap van taal het resultaat kan zijn van een gradueel stappenplan. Een soort van “lost in transition” scenario. Ook in het aangehaalde artikel is citraat transport een emergente eigenschap van slechts één van drie populaties E. coli die allemaal hetzelfde voortraject hebben doorlopen maar waar slechts in één populatie een “catastrofale” mutatie optrad, de “discrete phenotypic change,” die expressie van dit citraat transporteiwit mogelijk maakte. De mutatie (Merge) die geleid heeft tot de basiseigenschap van taal (namelijk “digital infinity”) zou dan precies in de zin van het aangehaalde artikel het verschil hebben kunnen maken tussen H. sapiens en Neanderthal, of tussen mensachtigen (Homo) en chimpanzee (Pan), of alles daartussen, soorten met een grotendeels identiek voortraject. 

Een keuze tussen deze verschillende opties kan vooralsnog niet (volgens Harvard evolutionair bioloog Lewontin nooit) op wetenschappelijke gronden gemaakt worden maar wordt in de regel geforceerd door gebruik te maken van “proxies” voor taal en cognitie, gevoed door speculaties en stipulaties. Doen we niet aan mee. We houden ons ook niet bezig met de vraag of er leven na de dood is omdat de vraag wat leven voor de dood betekent al moeilijk genoeg is. Om een goed beeld te krijgen wat hier speelt lees Dediu & Levinson (2013) en voor degelijke kritiek e.g. Berwick, Hauser & Tattersall (2013).    

Het aangehaalde artikel blijkt dus een geruststellende maar niet onverwachte bevestiging van de redelijkheid van het generatieve onderzoeksprogramma. Het is op dit punt niet uniek….

Berwick, R.C., Hauser, M.D., and Tattersall, I. (2013). Neanderthal language? Just- so stories take center stage. Front. Psychol. 4: 671. doi: 10.3389/fpsyg.2013.00671
Blount Z.D., Barrick J.E., Davidson C.J., and Lenski R.E. 2012. Genomic analysis of a key innovation in an experimental Escherichia coli population. Nature 489 (7417): 513-518. doi:10.1038/nature11514
Dediu, D., and Levinson, S. (2013). On the antiquity of language: the reinterpretation of Neandertal linguistic capacities and its consequences. Front. Psychol. 4:397. doi: 10.3389/fpsyg.2013.00397
Hauser, M.D. et al. (2014) The mystery of language evolution. Front. Psychol. 5, 401

Sherman, M., 2007. Universal genome in the origin of metazoa: thoughts about evolution. Cell Cycle 6 (15),1873--1877.

7 opmerkingen:

  1. Blij dat mijn verwijzing toch niet aan dovemansoren gericht was. Kortom, potentiation, actualisation en refinement zijn allemaal noodzakelijkerwijs onderdeel van de puzzel, en het draait in evolutionair denken niet slechts om het aanwijzen van die éne sleutelmutatie maar om het serieus nemen van alle factoren die ten grondslag liggen aan een fenotype. Mooi zo.

    De redenering dat "discrete infinity" wel de sleutel moet zijn (vergelijkbaar met Cit+ in de actualisatiestap) komt mij overigens circulair voor: is die niet gegrond in het eerst definiëren van "taal" als "a discretely infinite array of hierarchically structured expressions" (Everaert et al., TiCS 2015). Ja, als je taal zo definieert is het nogal wiedes dat discrete infinity de alles of niets-eigenschap is waarom alles draait!

    BeantwoordenVerwijderen
    Reacties
    1. De "definitie" van taal verwoordt het empirisch resultaat van generatief onderzoek. Structuur, hierarchie, "open-endedness" zijn eigenschappen van taal die niet zo maar gestipuleerd zijn. Het zijn noodzakelijke elementen in verklaringen voor tal van empirische kwesties. Een paar kwesties worden in dit TiCS verklaard in termen van structuur, hierarchie, "open-endedness." En jawel, er is geen natuurlijke taal zonder deze elementen. Ook niet het Piraha. Een redelijk tegenargument zou moeten laten zien dat deze vier of vijf verschijnselen besproken in TiCS een echte uitgewerkte verklaring krijgen met een groot predictief vermogen zonder gebruik van deze elementen te maken. Ga je gang. Pas dan kan het wetenschappelijk debat op een hoger plan getild worden.

      Verwijderen
  2. Hoe fascinerend de discussie ook is, misschien is Neder-L niet helemaal het juiste platform om die te voeren. Het is extreem technisch, en daardoor zelfs alleen voor een zeer selecte groep taalkundigen te volgen.

    BeantwoordenVerwijderen
    Reacties
    1. Ik ben het hier niet mee oneens, vooral omdat het nu een herhaling van zetten lijkt: we zijn terug bij de allereerste, niet al te technische punten die ik maakte in reactie op Marc's originele bespreking van het TiCS-artikel: hier en hier.

      Verwijderen
    2. Waarvoor Neder-L al dan niet het juiste platform is, daarover beslist de hoofdredactie.

      Verwijderen
    3. En het staat iedereen vrij om niet te wachten op wat de hoofdredactie zou beslissen en te vinden dat deze discussie beter elders wordt voortgezet.
      Voor mij hoeft dat trouwens niet, ik vind het best interessant.

      Verwijderen
  3. Vanwege zijn generalistische invalshoek vind ik dit stuk juist wel erg geschikt voor Neder-L. Als niet-taalkundige lees ik vrolijk over de technische details heen.

    BeantwoordenVerwijderen

Opmerking: alleen leden van deze blog kunnen een reactie plaatsen.