Szemtelen párok

A második világháború után, a japán frontról visszatérő Ed Lewis újult erővel vetette bele magát a Drosophila genetikában, a Caltechen levő laborjában. Miközben a homeotikus mutációkat vizsgáló, később Nobel díjjal honorált projektjén dolgozott egy érdekes problémával találta magát szemközt: ha két, látszólag egyforma (vagy nagyon-nagyon hasonló) mutánsom van, akkor miképp állapíthatom meg, hogy a mutációk azonos génben vannak, vagy csak ugyanazon folyamat két, különböző génjében. A probléma megoldása végett fejlesztette ki Lewis az ún. genetikai komplementációt, amelyet logikai egyszerűsége és eleganciája azóta is a genetikusok kedvelt kísérletévé tesz.

Az elv tényleg triviális: ha adott A és B mutáns, amelyeket egy-egy recesszív mutáció okoz (vagyis a mutánsok csak akkor szúrhatók ki, ha az adott génből a homológ kromoszómapárjaikon levő mindkét másolat hordozza a mutációt) egyszerűen keresztezem őket és azt figyelem, hogy utódjaik között látható-e a szóbanforgó elváltozás. Ha nem, akkor a két mutáció különböző génekben volt jelen, s mivel az utódoknak csak az egyik szülőtől származó kromoszómáján volt jelen a mutáns gén (mindkét esetben), azaz heterozigóták, ők maguk kinézetre nem lesznek mutánsok. Ellenben ha a mutáns kinézet jelen lesz az utódok közt, akkor A és B mutáció ugyanabban a génben van jelen.

Lewis esetében a mutációk olyan génekben voltak jelen, amelyek a muslicák szárny mögött található egyensúlyozó szervét, billérét “alakították át” valódi szárnnyá, de értelemszerű, hogy a komplementációs analízis működik szinte bármilyen állatban, szinte bármely mutáció esetében. Például egy mexikói lazacfaj, az Astyanax szemnélküliséget okozó mutációi esetében.

Az Astyanax-nak számos populációja él a Yucatán félszigetet ementálihoz hasonlóan felszabdaló mészkő barlangokban és ezeknek a halaknak a többsége vak. Hogy pontosan miért is (mármint elvi szinten miért), arról nincs teljes egyetértés, három nézet is népszerű, és ma még nem tudjuk eldönteni, hogy melyik is áll közelebb a valósághoz. Az első iskola úgy véli, egyszerűen arról van szó, hogy a sötétben a halak nem használják a szemüket, így igazából csak idő kérdése volt, hogy egy szemsorvasztó mutáció megjelenjen és elterjedjen (hiszen nincs szelekció ellene). Egy másik társaság szerint a szem elvesztése kifejezetten előnyös volt, ui. a retinában levő fotoreceptor sejteknek nagy az energiaigénye, márpedig a barland az egy táplálékban szegényes környezet, vagyis minden kis energia megtakarítás előnyt jelent a túlélésben. A harmadik elmélet hívei úgy látják, hogy a hal barlangi élethez való adaptációja során következtek be olyan mutációk, amelyek a fittség növelése mellett, mintegy mellékesen okozták a szemek elvesztését – őket látszik igazolni az a megfigyelés, hogy a barlangi halakra jellemző nagyobb állkapocs ugyanazokkal a génexpressziós változásokkal hozható kapcsolatba, mint a vakság.

Az elvi részen túl persze még azt sem tudjuk pontosan, hogy az egyes halakban milyen mutáció okozza a szem elsorvadását, mindenesetre mivel számos vak Astyanax populáció nagyon távol él egymsától, feltételezhető, hogy a párhuzamos konvergens evolúció klasszikus példájával állunk szemben, vagyis a vakság egymástól függetlenül alakult ki. Ennek tesztelésére tökéletesen alkalmas a komplementáció, épp ezért végezte ezt el az NYU egyik kutatója, Richard Borowsky.

Egész pontosan négy különböző barlangi populációt vett górcső alá, ezek a pachóni, a molinoi, a tinajai és a curvai. A komplementáció eredményeképpen a Pachón-Tinaja és Pachón-Molino párosítások funkcionálisan látó (bár a normálisnál kisebb szemű) halakat eredményeztek – nem rossz teljesítmény olyan halpopulációk esetén, ahol több tízezer generáció óta senkinek nem volt működő szeme. Vagyis ezek a halak különböző mutációknak köszönhetik szemtelenségüket. Csak a Curva-Tinaja párosítás nem “működött” – ám mivel ezek a barlangok egyébként földrajzilag közel vannak egymáshoz, elképzelhető, hogy eredetileg az egyik barlangban terjedt el a vak populáció, s majd később, valamilyen földalatti járatokon keresztül jutott át a másik helyre.


Borowsky R (2008) Restoring sight in blind cavefish. Curr Biol 18(1): R23-24.
Niven JE (2008) Evolution: Convergent Eye Losses in Fishy Circumstances. Curr Biol 8(1): R27-R29.

GMO para – miről is beszél(j)ünk…

Bár a növények (részben hozzánemértésünk miatt) szembeötlően kevés figyelmet kaptak eddig a blogban, most részleges kivételt tennék, pont egy egyébként eléggé indulat-generáló, bioetikai kérdés kapcsán.

Az Indexen hétfőn reggel jelent meg egy interjú Horváth Andrással, az MTA Ökológiai és Botanikai Kutatóintézetének munkatársával, amelyben a génmódosított növények (GMO-k) elterjedésének veszélyeiről beszélgetnek Bodoky Tamással. S bár számos érdekes gondolat is elhangzik, végső soron sajnos sem az interjúalanynak, sem a kérdezőnek nem sikerült továbbjutnia a legalapfokúbb GMO-bashingen.

Nota bene, nem azt akarom ezzel mondani, hogy a GMO-k kvázi kritikátlan szeretete lenne az egyetlen üdvözítő és járható út az élet mezején, de nehezen látom annak a logikáját, hogy az objektivitás erőteljes mellőzése miképpen válik a GMO-szkeptikusuk hasznára. Létezik ugyanis egy értelmesen vállalható középút a GMO-k kultikus imádata és a tőlük való, néha már-már irracionálisnak tűnő félelem között, s ahhoz, hogy ezt belássuk, még csak nem is kell a technológia apostolának (mint pl. Dudits Dénes) lennünk. Persze azt azért nem árt tisztázni, hogy mit is csinál(ná)nak a GMO-kat előállítók és milyen cél(ok)ból.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Evolution: Education and Outreach

A napokban új, ingyenesen elérhető havilap indult az evolúció iránt érdeklődő laikusok, és a tárgyat oktató tanárok számára, Evolution: Education and Outreach címmel. Az egyik főszerkesztője nem kisebb személyiség, mint a "pontozott egyensúly" egyik atyja, Niles Eldridge, a másik pedig testvére, Greg, aki középiskolai tanár.

Mint a két Eldridge a lap beköszöntőjében hangsúlyozza, a kezdeményezés nemes (és igencsak időszerű) célja a kutatók és a tanárok közti kommunikációra való platform létrehozása. Így aztán az újságban egyaránt fellelhetjük aktuális kutatások (pl. a HIV vírus molekuláris evolúciója) közérthető formába"rázott" változatát és különböző országok osztálytermeiből (és nemcsak) származó felmérések eredményeit, az evolúció fogadtatásáról.

 

Indiánok nyomában

Indiánokról írni általában véve hálás feladat, hiszen a téma természeténél fogva, mindig akad egy kis egzotikum, vadregényes tájak, számunkra furcsa kinézetű és viselkedésű emberek. És mint nagy írónk ;-)) May Károly esete is bizonyítja, még csak el sem kell utazni az amerikai kontinensre, hogy a témáról bestsellereket írjunk.

Itt és most azonban természetesen nem a téma által felvillantott romantikus lehetőségek tárából szeretnénk meríteni, hanem egy egészen prózai kérdést feszegetnénk: honnan is érkeztek a mindkét Amerikát később meghódító legelső emberi “telepesek” és milyen úton jutottak el a kontinens(ek) legtávolabbi szegleteibe is.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Bőrszínek – 2.

Az elmúlt év legvisszatérőbb témája az állati szőrszínezet, vagyis pigmentáció evolúciója volt, így talán stílszerű, hogy az év utolsó postjának tervezett, de persze az új évbe átcsúszó beírás is ezzel a témával foglalkozzon.

Mondjuk a pigmentációs posztok közt talán meglepő módon ez alkalommal egy nem-emlős gerincesről lesz szó. Ugyanakkor a rendszeresebb olvasók számára nem lesz meglepő utóbbi kiléte, hiszen az evodevo kutatások egyik új sztárjáról lesz szó, a tüskéspikóról. Az új eredményt ugyanaz a David Kingsley (illetve csoportja) követte el, aki korábban a pikók tengeri és édesvízi változatai közt megjelenő csontozatbeli különbségek molekuláris okait kutatta.

Ezúttal is az említett két populációhoz nyúltak vissza, de ez alkalommal nem a hasúszók jelenlétére és csontlemezek számára koncentráltak, hanem a halak színére. Ugyanis felfigyeltek arra, hogy az édesvízi tüskéspikók lényegesen világosabbak, mint tengeri társaik. Ráadásul ez nemcsak egy helyen figyelhető meg, hanem számos, földrajzilag egymástól távol levő tóban, valószínűvé téve, hogy a halak “kivilágosodása” többször, párhuzamosan végbement.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Csak a genetikai változás örök

Elsőre elbűvölően egyszerűnek, logikusnak és megnyerőnek hangzik az okfejtés: ahogy az ember egyre inkább megtanulta leigázni a természetet és eszközei révén alakítani azt, úgy vonta ki magát is a természeti törvények legalapvetőbbike, a természetes szelekció alól. Ha viszont ez így van, annak fel kellene leljük a nyomát a genomunkban is, hiszen ha az elmúlt kb. 50.000 év során már nem a szelekció formálta génjeinket, akkor az említett intervallumban lényegesen kevesebb adaptív (hasznos) változás rögzült az emberiség genetikai állományokban, mint az azt megelőző időszakban.

A valóság azonban talán nem is lehetne különbözőbb.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Indohyus, a bálnaős

A cetek Darwin óta mindig is különleges kis helyet foglaltak el az evolúcióval foglalkozó kutatók szívében, hiszen ez az az emlős csoport, amely a legügyesebbnek bizonyult a vízi környezet meghódításában – olyannyira, hogy mára már képtelenek rövidebb időt is a parton tölteni.

Az intenzív érdeklődés, illetve az e nyomán megimsert fosszíliák és embriológia jellegzetességeknek köszönhetően, ma már elég pontos képpel rendelkezünk arról, hogy miként alakultak ki, viszonylag kisméretű, négylábú ragadozókból, a tengerek mai óriásiai. Ez persze nem jelenti azt, hogy mindent tudnánk és ne lenne még rengeteg izgalmas cikkre való felfedeznivaló világszerte.

Egy ilyen maradványt mutatott be múlt héten a Nature lapjain a cet-evolúció kutatás egyik nagyöregje, Hans Thewissen. Ez az Indohyus, amely (akárcsak korábban már feltárt cetősök) az indiai szubkontinensen került elő. S bár a lény belső fülének a szerkezete számos pontban megegyezik a cetek azonos szervének szerkezetével, az Indohyus mégsem cet volt. Koponyájának és egyéb csontjainak alkata arra utal, hogy egy ma már kihalt csoportba tartozott, a Raollidae családba. Azaz a mai cetek egyik ősi unokatestvérét tisztelhetjük benne, így fizikai vonásai arról árulkodnak, hogy milyen lehetett a legősibb cetek testalkata.

Az Indohyus mosómedve nagyságú lény volt, amely a mai patkányőzek életviteléhez hasonló létet folytatott. A csontok delta18O izotóp tartalma vízi életmódot sejtet és ezt támasztja alá megvastagodott külső rétegük is, amely ballasztként funkcionált (hasonlóan számos jelenkori, vízi életmódot folytató emlőshöz). A lábak ugyanakkor nem úszáshoz szoktak, így Thewissenék azt feltételezik, hogy egy ősi növényevőről van szó, amelyet a ragadozóktól való félelem készetett a vizes környezethez való átszokásra, de enni még ki-kijárt a szárazföldre – akárcsak a vízilovak. S ha ez így volt, a következő fontos – talán A legfontosabb – evolúciós lépés lehetett a a cetek története során az étrend átalakulása, a húsevésre való áttérés. De ez már a Pakicetus története.

(Az illusztrációt Carl Buell készítette, Thewissen pedig a Nature honlapján levő videón hosszabban is beszél az új lelet fontosságáról.)



Thewissen JGM, Cooper LN, Clementz MT, Bajpai S, Tiwari BN (2007) Whales originated from aquatic artiodactyls in the Eocene epoch of India. Nature 450: 1190-1194.

Egy pigmeus New Yorkban

(Az alábbi vegyesfelvágott post A vajszínű árnyalat karácsonyi különszámába íródott. Van benne egy kis történelmi egzotikum, meg egy kis antropológia. A kettő külön-külön nagyon érdekes, és ha esetleg együtt mégsem alkot koherens egészet, annak nyilván az én bénaságom/trehányságom az oka, sorry :-). Az év fennmaradó napjaira még van 3-4 poszt tervezve, szóval remélhetőleg nem lesz pangás, de majd kiderül. Addig is Kellemes Karácsonyt mindenkinek.)


Bő száz évvel ezelőtt, 1906 szeptember 8-án különleges látványban
lehetett része a Bronxi Állatkert látogatóinak. A Majomházban, az
orángutánnal egy ketrecben, egy furcsa kis hegyes fogú fekete emberkét
fedezhettek fel, aki szakadt öltözékben, egy íj és nyilak
segítségével, célbalövéssel múlatta az időt. A szórakozni vágyó úri
közönség nem tudta, hogy pontosan mit, vagy kit lát, és csak a
következő napon kikerült felirat oszlatta valamelyest a homályt: a
ketrecben egy hús-vér pigmeus volt.

Ota Benga, ugyanis ez volt a különleges kis ember neve, ekkor 23 éves
lehetett és már igencsak kalandos élettörténetet mondhatott magáénak.

Folytatás A vajszínű karácsony-on. >>



Migliano AB, Vinicius L, Lahr MM. (2007) Life history trade-offs explain the evolution of human pygmies. PNAS 104: 20216-20219.

Hangzavar

Hát akkor Foxp2, vagyis a “beszéd-gén”. Már megint, hiszen nemrég, a gén neandervölgyi megfelelőjének kapcsán már esett róla szó, és ott hosszan taglaltam fenntartásaimat is azzal kapcsolatban, hogy pont “beszéd génként” aposztrofálják ezt a szekvenciát.

Mert ugyan kétségtelen, hogy a gén mutáns formáját hordozó emberek képtelenek a beszédre, de ha figyelembe vesszük, hogy a Foxp2 az egerek és madarak vokális (vagyis hangon alapuló) kommunikációjában is szerepet játszik, akkor már aligha állíthatjuk fenntartások nélkül, hogy az emberre jellemző beszédkészség kulcsgénjével állunk szemben.

Egy most megjelent cikk pedig még tovább árnyalja a képet, erősen azt sugalmazva, hogy a Foxp2 a vokális kommunikáció egy általános motoros komponensét befolyásolja, magyarán a hangképzés folyamatát általában, fajfüggetlenül.

Az emberi beszéd, pontosabban annak a tanult hangképzéshez kapcsolódó elemének tanulmányozására, a laikusok talán váratlan módon egyáltalán nem főemlősöket használnak a kutatók. Sőt mégcsak nem is emlősöket, hanem énekesmadarakat, azok közül is az állatkereskedések kedvelt zebrapintyét. Teszik ezt azért, mert a madarak éneke jellegében emlékeztet a mi kommunikációnkra: rövidebb részekből, “szavakból” felépülő “mondatok” különíthetők el benne. A “szavakat” a fiatalabb madarak az idősek “mondatainak” utánzásával sajátítják el, majd felnőtt korukban maguk is képesek lesznek valamennyire variálni őket.

Ha azonban egy zebrapintyben működésképtelenné tesszük a Foxp2 gént (ami egyébként tanulás közben a kritikus agyi területeken fejeződik ki), akkor bajban lesz. Ugyanis, mint a jobboldali ábra is mutatja, a nem mutáns társaikkal (“shControl”) ellentétben, ezek a madarak (“shFoxP2”) képtelenek lesznek a tanítójuk (“tutor”) dalát elsajátítatni. Nemcsak a “szavak” sorrendjével gyűlik meg a bajuk, de azok pontos “kiejtése” sem mindig megy flottul és olajozottan.


Haesler S, Rochefort C, Georgi B, Licznerski P, Osten P, et al. (2007) Incomplete and Inaccurate Vocal Imitation after Knockdown of FoxP2 in Songbird Basal Ganglia Nucleus Area X. PLoS Biol 5(12): e321 doi:10.1371/journal.pbio.0050321

Hullámozók

A különböző delfinfajok szeretnek ötletes trükkökkel előállni, a sikeresebb táplálékszerzés reményében. Ennek legjobb példái, a szivacsok használata (hogy ne szurkálja meg a tengerfenék az orrukat), vagy a partravetődés, ún. "beaching" jelensége (amikor a kardszárnyú delfinek a partra kergetik kiszemelt táplálékukat, majd pillantra a szárazra vetődve kapják el azt). A két magatartás azért is figyelemreméltó, mert az egyes delfinpopulációk képesek egymástól eltanulni, illetve továbbadni utódaiknak.

Most egy újabb ügyes kis vadászó-kunsztot figyeltek meg Argentína déli partjai mentén dolgozó kutatók. A kardszárnyú delfinek kedvelt csemegéi, a fókák gyakran elérhetetlen(nek látszó) helyeken szeretnek pihenni, a nagyobb jégtáblák felszínén. Ráadásul sokszor teszik ezt pimasz közelségben a vízhez, az orkák nem kis frusztrációjára. Egy csapat delfin azonban zseniális megoldást talált a problémára: előbb leszakítanak egy kisebb jégtáblát a fókával egyetemben a nagy jégfelületről, majd hirtelen együttesen erős hullámzást gerjesztenek, ami lesodorja a jégről a leendő ebédet.