Előnyös elevenszülés

guppy.jpgBár laikusok számára a halak kifejezetten unalmas jószágoknak is tűnhetnek, egy biológus számára megunhatatlan tárházát nyújtják az érdekességeknek. Mégpedig azért, mert a gerinces fajok kb. fele hal, ennek megfelelően elképesztő forma-, életmód- és viselkedésgazdagságot rejt ez a csoport.

Jó példa erre a szaporodási stratégiák sokasága – mert bár sokaknak a halakról esetleg csak az ikra jut eszébe, de a valóság az, hogy halak közt nemcsak külső megtermékenyítéssel találkozunk, hanem placentához hasonló képlet kialakulását feltételező elevenszüléssel, vagy épp álelevenszüléssel is (amikor tk. az embrió csak a szülőben fejlődik ki, de nincs placenta, vagy más képlet, ami a szülővel összekötné).

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Csőrrendszer genetika

geospiza_grant_2.jpg

Mint az evolúció egyik leghíresebb példája, a galapagosi pintyek csőreinek változékonysága Darwin óta fontos kérdésköre a biológusoknak. A blogban mi magunk is számos alkalommal foglalkoztunk a témával, legutóbb bő egy éve, amikor azt mutattam be, hogy a legújabb szekvenálási technológiák segítségével miképp lehet olyan géneket azonosítani, amelyeknek fontos szerepük lehetett a csőralakok evolúciójában.

Most ugyanez a csoport, folytatva a korábbi munkát, egy olyan közelmúltbeli példát vett tüzetesebb molekuláris górcső alá, amiről szintén megemlékzetünk már korábban a blogban: a 2006-ben a galapagosi pintyek vizsgálatát évtizedek óta végező Grant házaspár arról számolt be, hogy néhány évvel korábban a Daphne-szigeten bekövetkező szárazság miatt a helyi, közepes méretű madarakból álló Geospiza fortis populáció megtizelődött, és csak azok az egyedek maradtak életben, akiknek az átlagosnál kisebb csőrük volt (így a kisebb magvakat is el tudták fogyasztani). A természetes szelekciós esemény hatásaként tehát egy új csőrforma terjedt el a szigeten (a fenti képen amolyan “előtte – utána” állapot látható).

Mivel a Grantek áldozatos munkájának köszönhetően rengeteg minta áll rendelkezésre az évek során itt fészkelő madarakból, annak is utána lehetett járni, hogy milyen genetikai okok állnak a csőrkisebbedeés mögött.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Denevér és egér – 2.

journal_pgen_1005738_g003.PNGAz evolúció által katalizált morfológiai változásoknak mindig fejlődéstani okai vannak, ugyanis a meglevő fejlődési program megváltoztatása/átírása lesz az elsődleges oka a kifejlett állatban megjelenő jelleg megjelenésének.

A denevérek szárnyának kialakulásával már többször is foglalkoztunk itt a blogban, de míg az eddigi tanulmányok leginkább korábbi fejlődéstani ismereteink alapján keresték azokat a géneket, amelyeknek fontos szerepe lehet a szárny létrejöttében, addig a napokban megjelent tanulmány-páros, az újgenerációs szekvenálási technikáknak köszönhetően egy kicsit “elfogulatlanabb”, előfeltételezéseket nélkülöző megközelítést alkalmazott.

Korábban már fény derült arra, hogy az úgynevezett BMP-jelátviteli útvonal különböző tagjai miként járulnak hozzá a kéz csontjainak megnyúlásához, illetve hogyan biztosítják az ujjpercek közti bőrred fennmaradását.

Most, a Nature Genetics-ben megjelent cikk egyrészt a denevér genom fehasználásával összeveti a mellső és hátsó végtag fejlődése során felfedezhető génexpressziós, ill. epigenetikai különbségeket, másrészt beazanosít olyan genomi régiókat, amelyek a denevérek evolúciója során különösen gyorsan változtak – s így feltehető, hogy közük lehet a csoport jellegzetes morfológiai újításának, a szárnynak a kialakításában. Ezek az ún. Bat Accelerated Regions (BAR) szekvenciák jelentik aztán egy PLOS Genetics cikk alapanyagát, és ezekkel fogunk mi is jobban foglalkozni.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Menetelő vakhalak

25zimmer-gif-articlelarge.gif

A blogon megátalkodott rajongói vagyunk a vak halfajoknak, és ha épp nem a mexikói vaklazacról írunk, akkor is általában vakmárnák és társaik evo-devos kontextusait boncolgatjuk. Ebből a szempontból egyáltalán nem meglepő hát, ha ezek egyik délkelet-ázsiai kollegájáról, a Cryptotora thamicola-ról írunk – ami talán mégis az, a kontextus: ugyanis nem a szem elvesztésének fejlődési-evolúciós hogyanját boncolgatjuk, hanem a halak mozgását.

Ezek a Thaföld északi részén, Tham Maelana és Tham Susa karsztformációiban élő halak ugyanis egész különleges módon közlekednek: vízesesek meredek falain másznak felfele (a fenti képsorok is azt mutatják, amint a halak vadul igyekszenek a vízfolyás irányába). Mozgásuk megdöbbentően hasonlít egy szalamandra mozgásához és ehhez módosult a csontozatuk is: a medencéjük egyes jellegeiben a négylábúak (Tetrapoda) medencéjére emlékeztet, a konvergens evolúció remek példájaként.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mi végre jött létre az agy?

Darwin-nap alkalmából tegyük fel a címben szereplő kérdést. Szeretjük azt gondolni, hogy az ember az egyetlen faj az állatvilágban amelyik gondolkodni képes. Mivel pedig ismeretes, hogy agyunk komplexitása az egyik legnagyobb evolúciós vívmányunk, adódik a feltevés, hogy az emberi agy a gondolkodás végett fejlődött ki. Ilyenkor persze valójában az új agykéregre (továbbiakban neocortex) gondolunk, amely az evolúció során legutolsóként alakult ki a hüllő agyra és a limbikus rendszerre rárakódva, és amelyről ismert, hogy ténylegesen a kognitív funkciókhoz köthető.

abra1.png

Tudjuk azonban, hogy az evolúció lépésekben halad, és nincsen célja, főleg nem távlati céljai, csupán a szelekció hatása érvényesül. Egy-egy kis lépést külső szemlélőként interpretálhatunk úgy, hogy az aktuális kihíváshoz adaptálódott élőlény elérte a célját azzal a kis evolúciós lépéssel, ha felismerhető a változás konkrét haszna. Mielőtt tehát rögtön az agy legmagasabb funkcióját vizsgálnánk, felmerül a sokkal alapvetőbb kérdés, hogy az agy, mint szerv, mivégre alakult ki a kezdetek kezdetén.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A GDF6 gén és az evolúció

sticklebacks.jpegJó pár évvel ezelőtt, a blog hajnalán, az egyik legizgalmasabb és legfelkapottabb kérdés a biológiában az volt, hogy a különböző fajok (alfajok) morfológiai sajátosságai miképpen alakulnak ki a fejlődés során. Az evodevo tudománya – mert arról van szó – azóta kicsit kiment a mainstream divatból, de ha engem kérdezne bárki, szerintem továbbra is az egyik legizgalmasabb kérdés, amivel biológus foglalkozhat.

A terület egyik úttörője, Sean B. Carroll mellett David Kingsley volt, aki azóta is azzal a nagyon egyszerű paradigmával foglalkozik, hogy milyen genetikai különbségek találhatók a háromtüskés pikó páncélos, tüskés tengeri és páncéltalan, tüskétlen édesvízi formái között.

Ahogy azt már korábban leírtam, ezzel a megközelítéssel leltek arra a pitx1 szabályozó mutációra, ami a tüskék eltűnését eredményezi, illetve így térképezték fel csontlemezek redukciójáért felelős ectodysplasin (eda) gént érintő mutációt is.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A kínai vakmárnák evolúciója

sinocyclochelius.jpgA barlangi élet különös alkalmazkodásokat követel meg azoktól az élőlényektől, akik a létnek ezt a sötét formáját választják. A jóformán örök sötétségben fölöslegessé válik a felszínen oly fontos látás, lényegtelenné a bármilyenfajta mintázat, más érzékek és más jellegek válnak fontossá az életbenmaradás és fajfenntartás céljából. 

És ami már büntetlenül elromolhat, az bizony el is romlik, így aztán azok a gének, amelyek pl. csak a szem kialakításában és működésében, vagy a testtakaró színezetének létrehozásában látnak el szerepet előbb-utóbb olyan mutációkat szednek össze, amely következtében működésképtelenné válnak (pszeudogénesednek), és így a szóbanforgó sejttípusok sem alakulnak ki.

A folyamat egyik poszter-faja a mexikói vaklazac (Astyanax mexicanus), ami a Yucatán alatt található hatalmas barlangrendszerekben lelhető fel, de persze messze nem ez az egyetlen ilyen élőlény. Most a világ egy másik részében élő vak halról tudhattunk meg többet, a genomja segítségével.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Hox gének és ízelt végtagok

patel-hox_fig1.jpegVannak témák, amelyek végigkövetik a blog most már évtizedes történetét, és az egyik legrégebbi történet, aminek szálait göngyölítgetjük, arról szól, hogy az élővilág evolúciója során miként alakult ki az élőlények formagazdagsága.

A sztori megkerülhetetlen eleme a testfelépítésért felelős, ún. Hox gének története épp ezért ha van téma, amivel sokszor, sokat foglalkoztunk, ez biztos az. De néha a “sokat” sem elég, főleg, hogy most már jó ideje egyáltalán, szóval időszerű egy kicsit elmerülni ismét abban a megunhatatlan témában, hogy miként formálta és formálja ez az ősi géncsalád például az ízeltlábúak formáit.

Az “alapsztorit” már bő nyolc és fél éve megírtam, és zanzásítva valahogy úgy szól, hogy az ízeltlábúak jól látható szelvényes, ha úgy tetszik “moduláris” felépítését a Hox gének változó expressziós tartománya befolyásolja. Az ízeltlábúak egyes szelvényeinek alapfelépítése tulajdonképpen nagyon egyszerűen megfogalmazható: egy henger alakú testből egy pár nyúlvány lóg ki. Hogy ez a nyúlvány járólábként, szájszervként, vagy csápként, az a szelvény pozíciójától függ. És ezt a pozicionális információt a Hox gének határozzák meg, amelyek ha elromlanak, a szelvény identitása is elromlik, így szájszervek, vagy csápok helyett péládul járóábak jelennek meg a fej szelvényein is (ezeket nevezzük homeotikus mutációknak).

Amikor aztán sokan azt is megfigyelték, hogy az egyes fontosabb Hox gének kifejeződése nagyobb taxonómiai csoportonként jellegzetes változásokat hordoz, sokan elkezdték fejtegetni, hogy valószínűnek tűnik, sok esetben a csoportok sztereotipikus külalakjában megfigyelhető jellegezetes különbségek is az ilyen Hox-expresszióban jelentkező különbségekre vezethetők vissza. Magyarán az evolúció szívesen “játszott” ezekkel a génekkel. 

Egy kattintás ide a folytatáshoz….