Hox-gének és ugróvillások

Orchesella_cincta.jpgA Hox-gének hatását az ízeltlábúak végtag-evolúciójára már hosszú ideje dokumentáljuk a blogon. Mára már kvázi tankönyvi adat lett, hogy ezeknek a homeotikus géneknek az expresszióbeli változásai nagyban befolyásolták, hogy az egyes szelvényeken milyen végtagok jöjjenek létre (pl. rákok szájszervei).

A legutóbbi példáink a méhek dolgozóinak pollenkosara, a vízipoloskák láhossza és a tücskök ugrólábai voltak. Most egy újabb csoport, az ugróvillások adódnak az eddigi népes példákhoz.

Michael Akam csoportja az Orcheselle cincta nevű ugróvillás fejlődését tanulmányozta, pontosabban azt, hogy miként fejeződik ki az ízeltlábúakban legfontosabb két poszterior Hox-gén, és mi a következménye, ha nem működnek.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Lefagyva

A krioprezerváció, mint a hibernálás extrém formája régóta izgatja az emberek fantáziáját. A Walt Disney-ről szóló hoax, Han Solo kvázi mitikus története, a jégbe fagyott – és onnan a felmelegedés miatt kiszabaduló – ősragadozók visszatérő motívuma mind jól mutatja, hogy izgat bennünket ez a dolog. A valóság azonban prózaibb, csak kevés állatnál lehet megbízhatóan alkalmazni a hosszú ideig történő fagyasztva tárolást (fonalférgek és medveállatkák esetében például igen), mert a legtöbb élőlény egy komolyabb lefagyasztás után már nem fog magához térni.

A sikertelenség oka leginkább abban keresendő, hogy a lehűlés során a citoplazmában levő víz is megfagy, és a kialakuló kristályok tönkreteszik a sejteket, így felengedés után azok működésképtelenek lesznek. Pont ezért érdekes, hogy ha egy gerinces képes erre, miként is csinálja.

Az észak-amerikai erdei békák például elég hatékonyan csonttá fagynak télen (akár hét (7) hónapig is maradhatnak így), tavasszal pedig boldgan élik tovább a világukat. A jelenség egy ideje már ismert volt, ami azonban bonyolulttá tette a vizsgálatát, az az volt, hogy bár a természetben rendre lehetett lefagyott békákat lelni, akik a melegben magukhoz tértek, a laborban történő egyszerű lefagyasztás általában végzetes volt a kétéltűek számára.

Sokáig nem volt világos miért, most azonban úgy tűnik, megszületett a megfejtés: a tél közeledetével fokozatosan hűl le a környezetük, az ősz során több fagyos éjszaka és viszonylag meleg nappal követi egymást. Ez pedig pont lehetővé tette a békáknak, hogy fokozatosan nagyon magas cukorszintet tud a sejtjeiben létrehozni. A glükóz pedig fagyállóként működik, és lehetővé teszi, hogy a víz ne kristályosodjon ki. Tavasszal, a meleg beköszöntével aztán fokozatosan kilvad az állat, s mivel sejtjei egyben maradtak, képes lesz újból egy komplex szervezetként funkcionálni.

Természetesen mindez csak a kirakó egy darabja, hiszen arról még semmit sem tudunk, miként tudja újrakezdeni az életet (és pár órával a kifagyás után akár párzani is) a béka, de egy fontos adalék a dolgok megértéséhez.

Titokzatos bordásmedúzák – 2.

ctenophore_phlogeny.jpgA pár héttel ezelőtti kommentárokat olvasva azt is hihettük volna, hogy a bordásmedúzák evolúciós ősiségének felismerése újkeletű reveláció. Pedig olyannyira nem, hogy már öt és fél évvel ezelőtt mi is írtunk arról, hogy a rendszertant ideje egy kicsit átszerkeszteni, mégsem a szivacsok lehetnek a legősibb többsejtű állatok. 

Az új tanulmány a korábbi megfigyeléseket annyiban egészíti ki, hogy több bordásmedúzafaj még több génjét vizsgálták, vagyis ha maradtak is korábbról kétkedők, azok is lassan kielégítő választ kaphatnak kérdéseikre.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A nem kilógó fallosz

phallus-birds.jpgHogy mindjárt a közepébe vágjak, mert én őszinte vagyok, még ha te, kedves olvasó, prűd is: péniszekről lesz szó, pontosabban falloszokról, sőt, hogy ne verjük ki minden tartalom-szűrő biztosítékát, phallusokról. Mitöbb, nem is róluk, inkább a hiányukról.

Ezzel a felvezetővel talán már mindenkit kellően összezavartam, szóval kevésbé kódolt formában is legyen mindez megfogalmazva: mint néhány kacsás posztban korábban már írtunk róla, egyes madárfajok hímjeinek kifejezetten impresszív hímtagja van, ami azért is szembetűnő mert számos más fajnál (pl. a házityúk) egyáltalán nincs ilyesmi, párzáskor a hímek a kloákanyílásukat szorítják a nőstények kloákájára, hogy átjuttassák az ivarsejtjeiket.

A nemiszerv ilyenfajta nem-meglétét a szakirodalom “phallus non-protrudens”-ként ismeri (ami számos összehasonlító anatómia tankönyv egyik legszórakoztatóbb kifejezése is) és egy fejlődésbiológust, különösen a kacsák esetét észben tartva, természetesen könnyen lázba hoz a kérdés, hogy mi okozza a nagy különbségeket a csoporton belül.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Toll-evolúció

xkcd-BAD_theory.pngA blog régi olvasói jól tudják, hogy többször is terítékre került a madár-dinó kapcsolat boncolgatása, elősorban a tollas dinoszaurusz leletek apropóján. Ilyenkor gyakran a mi remek primavis kollegánk írta le, hogy a mainstreammel szemben, ő miért a Birds Are Not Dinosaurs (BAND) álláspont híve (lásd itt vagy itt).

Ugyanakkor kétségtelen, hogy a többség továbbra is a madarakat az egykor domináns Therapoda dinók ma is élő rokonainak tartja és ebben a kontextusban értelmező a különböző leleteket.

Az utóbbi napokban több cikk is foglalkozott a tollak evolúciójával, és ebben az értelmezésben, a tollas dinók toll-szerű képletei nem konvergens evolúció eredményei, hanem valóban a mai madártollak evolúciós előzményeinek tekinthetők.

A Science rövid összefoglaló cikke azt boncolgatja, hogy miként is jelentek meg a tollak, pontosabban milyen kültakaró-előzményeket feltételezhetünk kialakulásuknál.

Az biztosnak látszik, hogy egyes (a madarakhoz rokonságban közelebb álló) therapodák, mint a Mircoraptor, esetében valódi tollakat láthatunk a testfelszínen. Távolabbi rokon therapodák esetében viszont mindössze szálszerű, üreges képződményeket találtak csak eddig, igaz, van amikor egyetlen tőről több ilyen szál is ered.

Ezek alapján biztos nem lapos pikkelyekből alakultak ki a mai tollak, sokkal inkább a tollgerincre emlékeztető szálakhoz adódtak később “ágak” és jött létre a mai formájában a madártoll.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A legkisebb rovar

Amikor alig pár hete boncolgattam a kevesebb mint 200 mikronos Megaphragma mymaripenne sejtbiológiai különcségeit, már utaltam rá, hogy az a méret, fizikai okokból is az elképzelhető rovarméretek alsóbb határát súrolja. Annyi pontosítást azért megérdemel a dolog, hogy “az aktív repülésre képes, táplálkozó és szemmel tájékozódó” rovarok elméleti-minimumát közelíti (számos más, függetlenül összemenő, de hasonló jellegű csoport is kb hasonló mérettartományt mondhat magáénak). Ha azonban a fent említett kitételben szereplő megkötéseket is elvetjük, eljuthatunk a rovari lét feltételezett abszolút méretminimumához.

dicopomorpha.png

Ezzel a mérettartománnyal – kb 80 mikron – egy parazita és röpképtelen darázsfaj, a Dicopomorpha echmepterygis hímjei büszkélkedhetnek, akiknek sem szemeik nincsenek (fejükön csak tömszi csápokat láthatunk), sem szárnyaik – ennek megfelelően látóközpont nélküli agyuk, illetve repülő-izom mentes testük még kisebb lehet – és szájszervek hiányában táplálkozni sem tudnak. Életük egyetlen eseménye, hogy viszonylag jól fejlett lábaikon a közelben levő nőstények hátára másznak és párosodnak velük.


Huber JT, Noyes JS (2013) A new genus and species of fairyfly, Tinkerbella nana (Hymenoptera, Mymaridae), with comments on its sister genus Kikiki , and discussion on small size limits in arthropods Journal of Hymenoptera Research 32: 17–44, doi: 10.3897/JHR.32.4663

Ujjszámeredet

polydactylia.pngA béka hátsó lábában, a gekkók melső végtagjában és a mi kezünkben a számtalan homológ csontocska mellett is feltünő egy, fontos, közös vonás: mindannyiunknak öt ujja van. Az öt ujjúság a szárazföldi négylábú gerincesek nagy közös vonása, olyannyira, hogy egy tudományos kifejezés is születtet a sztereotip négylábú végtag leírására: pentadactyl végtag

Az ettől való eltérés mindig különös és az evolúciósan csak egy irányba történik: a békák melső lábán, a madarak szárnyában, vagy a lovak patájában egyaránt kevesebb ujj figyelhető meg (négy, három, illetve egy). Az ötnél több ujjúság (az ún. polydactylia) kóros esetekben észlelhető, például a végtagok fejlődése apropóján korábban már emlegetett Sonic-hedgehog (Shh) gén mutációja okozhat ilyen elváltozást.

De vajon miért pont öt a normális, illetve lehette-e valamikor hat, vagy hét? Esetleg tizenkettő?

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Elevenszülő hüllők

Az elevenszülést általában az emlősökkel társítjuk, azonban régóta ismert tény, hogy rengeteg különböző hüllőcsoport is elevenszülő. A leggyakoribb az, hogy a nőstény a testében tárolja a tojásokat, a méhe a gázcsere lebonyolítására elég csak, a tojások szikanyaga felel az embrió tápanyagellátásáért. Ezekben a fajokban általában többé-kevésbé eltűnik a tojáshéj, de ezen kívül különleges, az embrió táplálásához szükséges képletek nem alakulnak ki sem a méhben, sem a tojás felületén. Annak idején H. Calire Weekes ezeket I. típusú méhnek nevezte el. Ennél kicsivel bonyolultabb a II. típusú méh, ami például a tasmániai Niveoscincus nemzetségre jellemző, itt a méh felületén már kidudorodó erek figyelhetőek meg. Weeks 1935 -ben közölte le a megfigyeléseit, az általa leírt legbonyolultabb méh a III. típusú, ahol a méh már mindenféle gyűrődéseket mutat és a méh epithel sejtek valamint a velük szemben található chorion epithel sejtjei is megnagyobbodtak, szekréciós működést is ellátnak. Jó pár évtizedet kellett várni, amíg ezt a felosztást kibővítették, a kilencvenes években Daniel G. Blackburn bevezette a IV. típusú hüllő méh fogalmát, amit Mabuya fajokban írt le, ezek a méhek már az embrió tápanyagellátását is biztosítják.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Legyekről, darazsakról, vírusokról

VLP01.jpgA biológia különösen érdekes fejezetei közé tartoznak az élősködők és gazdaszervezeteik között zajló millió éves fegyverkezési versenyek. Az élőlények ugyanis az evolúció során a környezetükhöz alkalmazkodnak, azonban ez esetben a környezetük nagyon fontos része egy élőlény is, amely szintén evolvál, így a gazda evolúcióját az élősködője hajtja, az élősködőét meg a gazdáé. Egy ilyen rendszerben sok evolúciós újdonság önmagában előnyt jelent, hiszen minden olyan húzás, ami a gazda/élősködő immunrendszerét készületlenül éri, javíthatja a tulajdonosa túlélési esélyeit. Az egyik szokásos ilyen gazda-élősködő rendszer, amiről viszonylag sok adattal is rendelkezünk a Drosophila melanogaster ecetmuslica és egy élősködő darázs, amely a Leptopilina boulardi névre hallgat. Mindkettő könnyen kezelhető, az ecetmuslica genetikai modellszervezet, az L. boulardi pedig egy egyszerű cukros tápon eltartható, ha néhány nőstényt ecetmuslica lárvákat tartalmazó üvegbe teszünk, szépen megkeresik a lárvákat és megszúrják őket, majd a bejuttatott petékből kikelő darázslárvák belülről felfalják a muslica lárvát. Nyilván ez a folyamat nem száz százalékos hatékonyságú, időnként a darázslárva pusztítja el a muslica lárvát, ekkor a bábozódás után egy darázs kel majd ki, de az is gyakran megtörténik, hogy a muslica lárva immunrendszere győzi le az élősködőt, egy fekete, melanizált tokot képez körülötte, amiben a darázs lárva elpusztul.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….