Budapest Science Meetup – 2013. március
Válasz
Varga Máté bejegyzései
Pikkely mentén reped
A Budapesti Állatkert tavaly megnyílt Varázshegyének egyik félreeső csendes terme, a Darwin labor, ötletesen berendezett tárolószekrényeket, előre beállított mikroszkópokat, nagyítóasztalokat rejt, amelyek segítik a a kiskorú látogatókat, hogy rácsodálkozzanak az élővilág sokszínűségére. A tematikusan kialakított kiállítótér felfedezését rövid feladatlapok segítik, amelyek rávezetik a kis kutatókat, hogy hány ujja van összesen egy kétéltűnek, milyen színű a nimfapapagáj tolla, illetve, hogy a pápaszemes kajmán pikkelymérete valahol a cserepes teknős és a puffogó vipera pikkelymérete közt helyezkedik el.
Amiről a kis lap nem tesz említést, de a szemfüles látogató talán azért kiszúrhatja, az az, hogy a fejet borító kajmán pikkelyek a méreten kívül még valamiben eltérnek a másik két hüllő kültakaró képleteitől: ezek ugyanis szabálytalan alakúak.
Galléros galambok
„Mivel azt gondolom, a legjobb mindig valamely jellegzetes csoportot tanulmányozni, ezért némi megfontolás után a házigalambokkal kezdtem foglalkozni. […] A fajták sokfélesége igazán lélegzetelállító. […] A parókás galamb tollai a nyak körül annyira visszafordultak, hogy csuklyát formálnak”
Charles Darwin magnum opusának prominens helyét foglalják el a háziasított fajok, és köztük is kiemelt szerep jut az ebekéhez hasonló fenotípusos diverzitást felmutató galamboknak. Darwin maga is szorgalmas galambász volt, így első kézből tapasztalhatta, hogy egy szelekciós „erő” milyen fantasztikus változásokat produkálhat akár csak néhány generáció alatt.
Azt persze ő maga már nem érhette meg, hogy megértse, milyen valódi örökletes változások következtek be pl. az idézetben is szereplő parókás galamb (Jacobin) esetében, de az aktuális Science címlapsztorija pontot tesz a sztori végére.
A tizenhatezer kromoszómás genom
Az eukarióta élőlények genetikai anyaga kromoszómákba szerveződik, ez talán senkinek nem újdonság. A különböző kromoszómák száma természetesen igen változó lehet: négy darabtól néhány tucatig teljesen megszokott nagyságrendekkel állunk szemben. Az azonban, ha egy élőlénynek több ezer, noch dazu tízezernél is több kromoszómája legyen, mégiscsak figyelemreméltó.
Márpedig az Oxytrichia trifallax nevű csillós egysejtű utóbbi kategóriába esik. Hogy megértsük ennek a miértjét, egy picit visszább kell lépnünk, hogy átlássuk mi mindenben fura még Oxytrichia.
Eleve a sejtekbén két sejtmag is található, egy ún. mikronukleusz (MIC) és egy makronukleusz (MAC) (ez egyébként általános a csillósok közt). A kettő között a legfeltűnöbb eltérés a méretben van: a MAC kb 2000x nagyobb és lényeges funkcionális különbség, hogy míg a MIC csak az ivaros szaporodás során játszik fontos szerepet, addig a MAC az élet egyéb területein, az ún. vegetatív életciklushoz (növekedés, táplálkozás, aszexuális szaporodás, stb.) nélkülözhetetlen.
Drágám, a legyek összementek
A miniatürizálódás képessége mindig is keményen foglalkoztatta a sci-fi írók és rajongók gondolatait, mint arról a „Fantasztikus utazás” töretlen népszerűsége is tanúskodik. Ugyanakkor, bármennyire is vonzó elképzelni, a „milenneha”-t, sajnos le kell szögeznünk, hogy ez a szolidan a „fiction” tartományába tartozik, mert a tudomány, pontosabban mindaz, amit a természet szabályairól tudunk, kizárhatóvá teszi ennek bekövetkeztét.
Miért is? Egész egyszerűen azért, mert nem minden alkotónk csökkenthető le tetszés szerinti méretre. Azt persze könnyebb elképzelni, hogy milyen lenne egy kisebb kéz, vagy máj, de ha jobban belegondolunk, hogy mit is jelent, mindez szövet- és sejtszinten, akkor már kezdődnek a bajok: mert hogy lesz kisebb a máj? Kevesebb sejtből áll, vagy arányosa ugyanannyiból, csak kisebbekből? Bárhogy is nézzük, hamar belátható, hogy előbb-utóbb elég kemény fizikai akadályba ütközünk: a molekulák méretébe. Márpedig ahhoz, hogy egy sejt funkcionális legyen, bizonyos számú sejtalkotó nélkülözhetetlen. Nem is próbálkozom most megmondani, hogy mennyi lehetne pontosan ez a minimum, de a lényeg, hogy van és nem kikerülhető. Egy ezerszeresen lekicsinyített emlősnek a genomja gyakorlatilag ugyanakkora marad majd, vagyis kvázi azonos, esetleg minimálisan kevesebb helyet foglal(na) el a miniatürizált sejtekben, ezzel viszont szétfeszítené őket. És akkor hol vagyunk még a sejtműködéshez szükséges sok-sok más sejtkomponenstől.
Hogy mennyire bonyolult is a valóságban a miniatürizálás, milyen egészen extrém trükköket kell bevetni a megvalósításához, azt leginkább azoknak az állatoknak az életvitele tükrözi, akik ilyen-olyan formában az evolúció során „összementek”. Különösen instruktív a Megaphragma génuszba tartozó parazita darázsfajok esete, amelyek átlagos mérte egy (egysejtű) Parameciuméval, vagy amőbáéval vetekszik.
Fogas cetek
A cetek evolúciója egy fejlődésbiológus számára szűnni nem akaró kincsesbánya.
A lábatlanság kialakulása mellett, nagyon érdekes kérdés marad a koponya evolúciója, hiszen a belső fül átalakulása echolokációhoz, az orrnyílás vándorlása, és a fogazat változása mind-mind komoly buherálását igényelte az ősi fejlődési programnak.
Utóbbi (a fogazat) esetében természetesen az extrém példa a sziláscetek (Mysticeti) esete, ahol a valódi fogazat gyakorlatilag eltűnt, helyette a szilák alakultak ki (bár emrbionális korban megjelennek a fogkezdemények) és eközben pszeudogénesedtek a fogzománcot kódoló gének.
De ha a fogas cetekkel (Odontoceti) maradunk, akkor is felfigyelhetünk egy-két, emlős szemmel érdekes dologra: először is például egy delfinnek nagyon sok foga van – egy átlagosnak vehető disznóval összevetve (lásd fent) ez igencsak feltünő. A másik, legalább ennyire érdekes dolog, hogy ezek a fogak egyformák. Míg a „szabvány” emlős fogazatban általában specializált (metsző-, szem-, örlő-) fogak sorakoznak egymás mellett, a cet fogsor egyfajta ún. unicuspid (egyhegyű) fogak unalmas sorozatából áll.
Budapest Science Meetup – 2013 február
Macskabunda, gepárdbunda
Amint arra az előző posztomban is utaltam, az állatok külalakját meghatározó mintázatok kialakulása és nagy variációja, illetve az ezek mögött rejlő molekuláris mechanizmus régóta foglalkoztatja a kutatóközösséget. Ennek megfelelően sok mindent tudunk a szőrszín, azaz pigmentáció kialakulásáról és evolúciójáról, viszont meglepően keveset, hogy miként is jön létre adott helyen a mintázat.
Pontosabban, abban viszonylagos egyetértés van, hogy a múltkor említett „reakció-diffúzó mechanizmus” lesz a magyarázó elv, de hogy pontosan milyen molekulák a hunyók, arról még mindig csak találgatunk.
Egy tavaly nyáron megjelent cikk, talán hangyányit közelebb visz a megoldáshoz, de minimum egy érdekes szereplővel gazdagítja ismereteinket.
Alan Turing, biológus
Az Enigma rejtélyének megfejtése, és a Turing-teszt megalkotása után Alan Turing új kihívásokat keresett és azokat végül a biológiában találta meg. Egész pontosan a biológiai minták matematikai leírása és képződésük feltételezett mechanizmusa kezdte izgatni zseniális elméjét és ennek a nyomát őrzi legendás 1952-es cikke, amelyben (egyebek mellett) megalkotta a foltszerű mintázatok leírására és modellezésére mindmáig leginkább használt „reakció-diffúzió mechanizmust”.
Turing zsenialtása már rögtön ott tettenérhető, hogy ráérzett, a látszólag random vonalak és foltok összessége jól megfogalmazható matematikai törvényszerűségeknek engedelmeskedik, amelyeknél elég néhány paraméter megváltoztatása és egészen különböző mintázatok leírását érhetjük el segítségükkel.
Repülj, de betegen
Repülni drága mulatság, nekünk embereknek is, de mindazon szerencsés vagy kevésbé szerencsés fajoknak is, akik erre a mutatványra mindenféle motorikus segédeszköz nélkül képesek.
A gravitáció elleni harc természetesen megköveteli a szárnyakat, de legalább ennyire fontos, hogy az aktív repülésre képes fajok gyakran eszméletlen energiákat ölnek abba, hogy ezekkel a szárnyakkal megfelelő mennyiségű felhajtóerőt hozzanak létre a levegőbe emelkedéshez/maradáshoz.
Ennek megfelelően a frissen megszekvenált denevér genom (pontosabban denevér genomok, mert egyből kettőről is szó van, a gyümölcsevő füstös repülőkutya – Pteropus alecto -, illetve a rovarevő Myotis davidii lett a két vizsgált faj) egyik érdekes hozománya, hogy pontosabb képet nyerhetünk a magas energiahasználattal járó járulékos genetikai változásokról.