A cicák eredete

Az emberiség állatszelídítési történetei közül a macskáké egy kicsit kilóg, hiszen mi magunk nem sokat nyertünk rajta. A házimacskák nem adnak tejet, nem finom a húsuk, nem jó vadászpartenerek, nem szállítanak nagy terheket és nincs felhasználható gyapjuk sem. Az eseti egerészés mellett igazából csak az embereket is megnyugtató dorombolás az, amit “haszonként” jelölhetnénk be.

A cicák oldaláról pozitívabbnak tűnik a mérleg: folyamatos kaja forrásra leltek és a vadonnál mindenképpen biztonságosabb meleg otthonra is egyben. Ennek megfelelően talán nem is olyan meglepő, hogy mai tudásunk szerint a kapcsolat kezdeményezői is ők voltak.

Tízezer évvel ezelőtt, a mezőgazdaság elterjedése okán a Közel-Keleten, a “Termékeny Félhold” térségében megjelentek az első magtárak, amelyek aztán mágnesként vonzották magukhoz a kártékony élősködőket: a patkányokat és egereket. Ez a fix táplálékforrás lett aztán a környéken élő vadmacskák (Felis silvestris) a hívójel, ami miatt egyre több időt töltöttek az emberek közelében. Ez a közeledés végződött aztán tartós kapcsolatban (az együttélés legrégebbi régészeti bizonyítékai 9,500 évvel ezelőttre datálódnak), a jelek szerint nem is egyszer, hanem ötször.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Szinapszisok eredete

A (kémiai) szinapszis azon kevés biológiai fogalmak egyike, amely feltehetőleg mindenki számára valamilyen minimum homályos jelentéssel bír. A kifejezés azt a struktúrát takarja, amely két idegsejt (neuron) találkozásánál jön létre, és ahol az egyik (preszinaptikus) neuronból érkező elektromos jel kémiai jellé alakulva a sejtek közötti téren áthatol, majd stimulálja vagy gátolja a másik (posztszinaptikus) sejtet. Ahhoz, hogy a dolog működjön mind két sejt oldalán bonyolult molekuláris komplexekre van szükség: a preszinaptikus partnernél apró kis hólyagocskákban (vezikulákban) levő ingerületátvivő anyagok (neurotranszmitterek), amelyek az elektromos impulzus érkezésekor a sejtközti térbe ürülnek, majd a posztszinaptikus partner megfelelő receptoraihoz kötődve fejtik ki hatásukat. Itt (a “túloldalon”) egy mikroszkópos képeken sötét vonalként megjelenő struktúra kapcsolódik a receptorok sejten belüli részeihez. Ez posztszinaptikus denzitás néven fut a tudományos irodalomban, és mindazon fehérjék gyűjtőneve, amelyek itt elhelyezkedve és együttműködve, a neurotranszmitterek által közvetített jel feldolgozásáért felelősek.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Szupereb

A kutyák megunhatatlan alanyai a különböző genetikai vizsgálatoknak, hiszen évezredek szorgos tenyésztésével egészen elképesztő formagazdaságot sikerült létrehoznunk körükben. Így aztán legyen a kérdés méret, vagy alkat, biztos, hogy sikerül valami informatívat “kipréselnünk” négylábú barátainkból.

Most épp a whippet (azaz szalonagár) került terítékre. Ezt az agáralkatú kutyát Angliában tenyésztették ki versenyzésre a 17. század magasságában. S bár ma már számos kiállításon a kutya sudár alkatát díjazzák előszeretettel, a verseny-tenyésztők számára a külalak másodlagos, a legfontosabb a sebesség.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mi teszi az embert?

Bár az emberi fajt „az evolúció csúcsának“ hirdető nézetek egy erőltetetten és erősen szubjektív emberi álláspontot tükröznek (ti. pusztán evolúciós értelemben minden ma élő faj egyformán sikeresnek tekinthető), az azonban kétségtelen, hogy fajunk különleges. Különleges kommunikációjának és eszközhasználatának bonyolultságában, elvont gondolkozásának mélységében és nem utolsó sorban azért is, mert minden jel szerint bennünk ébredt először az evolúciós folyamat öntudatra bolygónk története során. Mindez pedig elég indokolttá teszi azt a velünk közel egyidős kíváncsiságot, hogy megértsük mi az ami “emberivé” tesz bennünket, létezik-e valami kézzel is megfogható oldala különlegességünknek.

Filozófiai értekezések hosszú sorát lehetne írni a témáról, de itt és most a probléma egy profánul materialista oldalát próbáljuk megfogni: hogyan kódolódnak génjeinkben emberi vonásaink.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Kiskutya, nagykutya

Amikor világot látott szűk másfél éve a kutya genom már írtam, hogy a kutyatenyésztés tekinthető akár az emberiség egyik legrégebbi és egyben leglátványosabb genetikai kísérletének is. Az elmúlt néhány ezer év alatt létrehozott fajták formagazdasága egészen lenyűgöző, és elsőrangú példája annak, hogy mi mindenre képes a(z ez esetben mesterséges) szelekció.

Egyes kutyafajták olyannyira különböznek egymástól, hogy ha például a csivavát és a dán dogot csak csontjaikról ismernénk, igen jó eséllyel két különböző, bár rokon fajnak tartanánk. A két eb között a méretkülönbség óriási, s ezzel el is érkeztünk a mai poszt kérdéséhez: mi lehet ennek az eltérésnek a genetikai oka?

A válaszhoz lehetne alkalmazni a tüskéspikók esetében is alkalmazott technikát, (keresztezzük a szóbanforgó tulajdonság két szélsőségét, majd az unokáikban elkezdjük a méretet és az egyes kromoszómális markereket együtt vizsgálni, hogy beazonosítsuk a tulajdonságért felelős DNS szakaszt), de egy palotapincsi és bernáthegyi keresztezése azért akadályokba ütközik (főleg a pincsi oldalán). Ilyen esetben érdemesebb szerényebb célokat kitűzni kezdetben, hiszen, mint azt látni fogjuk, az így szerzett tudás is remekül hasznosítható lesz.

A kutatók ez esetben kezdetben a portugál vízikutyára öszpontosítottak, azon a nem elhanyagolható okból kifolyólag, hogy ez a fajta igen nagy méretbeli változatosságot mutat. A kis- és nagyméretű vízikutyák genetikai markereit összevetve, a 15. kromoszóma egy rövidke szakasza tűnt ki: az itt elhelyezkedő markerek egy jól meghatározható csoportja minden egyes kisebb ebben jelen volt, de gyakran hiányzott a nagyobb méretűekből. A szóbanforgó szakasz egy növekedési faktort, az insulin-like growth factor 1-t (IGF1) kódol, s ez a gén egyben igen logikus jelölt is a méretbeli különbségek okozására: az IGF1 nemműködő verzióját hordozó egerek (és emberek) lényegesen kisebbek mint normális társaik. A vízikutyák esetében azonban a “kis” allél is működőképes IGF1 fehérjét hoz létre, csak lényegesen kevesebbet, mint a “nagy”, magyarán egy tipikus szabályozó-régió mutációval állunk szemben.

Persze kérdés, hogy mennyiben alkalmazható az egyetlen fajtából szerzett tudás a többiekre. Lehet, hogy a lecsökkent IGF1 szint más, aprónövésű fajtákban is fontos, de az is lehet, hogy azok egyéb okok miatt maradnak kicsik. A kérdést eldöntendő 143 kutyafajtát genotipizált végig a kutatócsoport és az eredmények szerint, a portugál vízikutyában talált “kis” IGF1 allél jelenléte ill. hiánya igen-igen jól korrelál a testmérettel. Jól, de nem tökéletesen (pl. a rottweilerek nagy többségében ez az allél van és mégsem kicsik), éppen ezért helytelen lenne az IGF1-t kinevezni A “méret-génnek”. Mint minden komplex, sok árnyalattal jellemezhető tulajdonság, a testméret is sok géntől függ (azaz poligénes). Az azonban bizonyosnak tűnik, hogy ez közül az egyik kiemelkedően fontos, az IGF1.


Sutter, NB, Bustamante, CD, Chase, K, Gray, MM, Zhao, K, et al. (2007) A single IGF1 allele is a major determinant of small size in dogs. Science 316: 112-115.

Ízeltlábú test-evolúció – 2.

A lábak számának csökkenése még nem minden, hiszen rovarok evolúciója során az egyik legjelentősebb lépés a szárnyak kialakulása és ezzel együtt a repülés megjelenése volt. Utóbbinak fontos szerepe volt abban, hogy a későbbiekben az állatvilág egyik legsikeresebb és legnépesebb állatcsoporttá váltak. Hogy miként alakultak ki a szárnyak, még nem tudjuk pontosan, de a fosszilizálódott ősi rovarok alakja, valamint a környezetünkben előforduló kortársaikból származó genetikai információi jó kiindulási pontot kínál arra, hogy egy hipotézist állítsuk fel erre vonatkozólag.

A legősibb rovaroknak, amelyek leginkább a ma is élő pikkelykéhez hasonlítottak, egyáltalán nem volt szárnya. Emiatt természetesen csak kétféle élettér közül választhattak: vagy a szárazföldön, vagy a vízben éltek. A repülő rovarok őse feltehetően az utóbbiak közé tartozott, s a rákokhoz hasonlóan az oxigén felvételt kopoltyúkon keresztül valósította meg. A kopoltyúk az állat testének majd minden szegmensén jelen lehettek, tollszerű kitüremkedések formájában, hasonlóan a kérészek lárváihoz. Ezek a kitüremkedések aztán fokozatosan egyre nagyobbak és szilárdabbak lettek, s végül alkalmasakká válhattak, hogy segítségükkel gazdájuk, egy már kevésbé a vízhez kötött életciklusa során vitorlázórepülőhöz hasonlóan irányítsa ugrását. Végül, az aktív repülés kialakulásával párhuzamosan ezek a kitüremkedések eltűntek a hátsó szelvényekről, mert néha a kevesebb több: amíg nagyon sok szárny nem képes jól irányítható repülésre, egy-két pár tökéletesen megfelel a célnak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Ízeltlábú test-evolúció – 1.

Ha szemügyre veszünk egy ezerlábút, talán az első dolog ami a szemünkbe ötlik, hogy teste ismétlődő egységekből (ún. szegmensekből) áll, amelyek mint megannyi egyforma „építőmodul” sorakoznak egymás mögött. Figyelmesebben szétnézve valami hasonlóra lelhetünk rákokban, rovarokban és más ízeltlábúakban is, sőt, mi magunk, gerincesek sem vagyunk kivételek az efajta modularitás alól, bár esetünkben az ismétlődő egységeket leginkább csak az embrionális fejlődés során lehet könnyen elkülöníteni. S ugyan fontos hangsúlyozni, hogy utóbbi állatcsoportokban, az ezerlábúak szegmenseitől eltérően, az „építőmodulok” nem tökéletesen egyformák, mégis egyértelműnek tűnik, hogy amit látunk az egyfajta „variációk egy témára”, vagyis minden egység leszármaztatható egy szegmens-prototípusból. Ebből persze rögtön adódik a kérdés: milyen mechanizmusok felelősek az egyes szegmens-variánsok kialakulásáért? Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Van pikóhal tüske nélkül

A tüskés pikó kutatás igazi reneszánszát éli, bár ezúttal a fősodorban nem a halak, egykor Niko Tinbergen érdeklődését is felkeltő viselkedése áll, hanem sokkal inkább a természetben fellelhető formagazdagságuk.

A háromtüskés pikó (Gasterosteus aculeatus) legnagyobb természetes populációi a tengerekben élnek, de a kis hal szívósságát mi sem bizonyítja jobban, mint hogy sikerrel megtelepedtek a legutóbbi jégkorszak végén visszavonuló gleccserek helyen kialakuló édesvízi tavakban is. (Az édesvíz és tengervíz ozmotikus tulajdonságai alapvetően különbözőek, ezért nem triviális egy ilyen váltás.) Ráadásul nem is egyszer, hanem nagyon sokszor: a Csendes- és Atlanti-óceán partjai egyaránt tele vannak egyedi tüskés pikó populációknak otthont adó tavakkal (sőt mára már a halnak sikerült elvergődnie Közép-Európába is).

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Szemébe néztek

A világot nappal (fizikailag) színesnek látjuk, kedvtől függetlenül. Ez, ha felidézzük a korabeli biológia órákat, a retinában található csapsejteknek köszönhető, az pedig, hogy éjszaka is látunk (bár leginkább csak egy színben) az ugyanott levő pálcikasejtek javára írandó.

Mindkét sejttípusban (pontosabban mind az ötnégyben, hiszen csapsejtből, attól függően, hogy milyen színt érzékel, három is akad) a fénysugarak érzékelésében kulcsszerepe van az opszin molekuláknak, amelyek sejttípusokként kicsit különböznek egymástól.

Ezek az apró különbségek teszik lehetővé, hogy az egyes retina-sejttípusok opszinjai (és ezáltal maguk a sejtek is), más-más hullámhosszú (vagyis színű) fényre “gerjedjenek”. S a csapsejtek három opszinja azért kiemelendő, mert ha csak egyik is hiányozna, nem beszélhetnénk ún. trikromatikus színlátásról egyáltalán.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Ha a taljánt láza rázza

Pár hete a Guardian-ben jelent meg egy rövidke hír, amely szerint a melegedő éghajlat miatt visszatérőben van Olaszországba a malária, amelyet 1970-ben (a jelek szerint nem túl hosszú időre) sikerült kiírtani. Itália lakói és a “váltóláz” közötti evolúciós birkózás már évezredek óta zajlik és bizony jócskán otthagyta a nyomait az ott élők genetikai állományán.

A maláriát Hippokrátesz említi először és a római birodalom idején már mindenképpen hétköznapi jelenségnek számított, bár a kor tanúinak még fogalmuk sem volt arról, hogy mi okozza a rendszeres és magas lázzal járó megbetegedést. Persze az már nekik is feltűnt, hogy a mocsaras területek körül valahogy gyakoribb a kór előfordulása, amit ezért hosszú ideig a mocsarak levegőjének tulajdonítottak; innen a név is: “mala aria”, azaz rossz levegő. (És ha már érdekes nyelvtörténeti kutakodásoknál vagyunk – nem kell megijedni, azért a blog nem váltott profilt – az “abracadabra” szó pont a malária “gyógyítására” való varázslatok kapcsán került először lejegyzésre.)

A kór okozójának leleplezésére csak 1880-ban került sor, amikor az Algériában dolgozó Charles Laveran-nak feltűnt, hogy a maláriában szenvedők vörösvértesteiben paraziták vannak. Az egysejtű parazita később a Plasmodium nevet kapta a keresztségben és bár ma már sok mindent tudunk róla, annyit mégsem, hogy gyógyítani tudjuk. A maláriás megbetegedések számát évente közel egymilliárdra becsülik és csak Afrikában több mint egymillió gyerekéletet írnak évente a számlájára. Talán fölösleges is mondanom, egy ennyire gyakori és gyilkos betegség igen erős szelekciós tényező azokon a területeken ahol szabadon pusztíthat – éppen ezért, orvosi gyógyír hiányában, az emberi szervezet saját fehérjéinek változtatgatásával, azaz mutációkkal igyekezett valahogy kivédeni a maláriát az elmúlt évezredek során. (Ideje volt rá, hiszen becslések szerint a kórokózó emberre veszélyes fajtája egyidős az emberiséggel, bár igazán jelentőssé csak ~10,000 éve, a mezőgadaság elterjedésével együtemben vált.)

Egy kattintás ide a folytatáshoz….