A Monosiga brevicollis nevű galléros-ostoros egysejtűben valószínűleg a laikusok számára már-már egzotikusan jelentéktelen fajok egyikét tiszetlhetjük, de evolúciós szempontból mégis jelentős ez a parányi lény, hiszen a többsejtű állatok távoli "unokatestvérének" tekinthető. És a törzsfán levű kiemelt helye egyben szabadjegyet is jelentett számára a genomszekvenáló laborok munkaasztalaira, aminek a napokban lett meg az eredménye.

A galléros-ostorosok azért is izgatják a legtöbb evolúcióval foglalkozó biológus fantáziáját, mert testfelépítésük egy az egyben megegyezik a legegyszerűbb többsejtű állatoknak tartott szivacsok egyik sejttípusával (amit fantáziadúsan galléros-ostoros sejtnek neveznek), vagyis feltehetőleg a lehető legközelebb áll az állati többsejtűséghez. Más szavakkal a Monosiga egy genetikai aranybánya lehet, aminek alapján rekonstruálhatjuk (hellyel-közzel), hogy milyen genetikai változásokra volt szükség a többsejtű testfelépítés megjelenéséhez.

Ez utóbbit nem egészen véletlenül az evolúció egyik nagy lépésének tartják, hiszen minőségi ugrást tett lehetővé: a több együtt levő sejt megfelelő kommunikációval munkamegosztást tudott létrehozni, aminek a csendes hozadéka az volt, hogy egyre inkább specializálódhattak egy-egy feladat végrehajtásához. (A növényi "oldalon" a Volvocales fajok tanulmányozásától remélik sokan a többsejtűség titkainak megfejtését.) A kérdés tehát adott: jelen voltak-e már egy egysejtűben mindazok a gének, amelyek később a sejtek tapadását és kommunikációját elősegítették, s ha igen mi volt a feladatuk?

Mielőtt mindezekre kitérnénk, lássuk először a szárazabb tényeket: a Monosiga genom 41.6 Mb-ból áll, amely ~9,200 gént kódol. Összehasonlításként egy ecetmuslica genomja 180 Mb-on 14,601 gént kódol, míg az emberé 2,900 Mb-on kb. 23,000-t. Ha egy kicsit osztjuk-szorozzuk a fenti számokat, akkor hamar kiderül, hogy a galléros-ostorosok genomja még a hírhedten tömör muslica genomnál is tömörebb. Ami érdekes, hogy ettől föggetlenül, a legtöbb génben, amelynek létezik emberi megfelelője, a fehérje-kódoló részek közé beékelt jellegzetes intronok már a helyükön találhatók, még ha nagyon rövidek is. Ez ma már nem megy revelávió számba, hiszen a csalánozó genom közlése óta ma már közhelynek számít, hogy az intronok igencsak ősiek, de azért mégsem triviális.

Érdekes módon, mind azok a gének, amelyek a többsejtűekben a sejt-sejt összetapadást segítő fehérjéket kódolják, mind azok, amelyek a sejtekközötti térben előforduló molekulákat kódolják nagyszámban jelen vannak a Monosiga genetikai állományában is. Persze igazából talán nem kellene ezen meglepődni: nyilvánvaló, hogy épp későbbi funkciójuk miatt ezeknek a fehérjéknek már jelen kellett lenni, a többsejtűek ősében is (nehezen lehet többsejtű szerveződést úgy építeni, hogy nem tudjuk a sejteket összetartani…). És mégcsak nem is kell azt feltételezni, hogy ezek a gének ott ültek a galléros-ostoros kromoszómákon tétlenül, várva hogy végre elérkezzen az evolúció megfelelő pillanata, amikor feladatot kapnak. Egysejtűek számára legalább annyira fontos egy-egy felülethez való tapadás, mint pl. egy csiga vagy egy tatu két, szomszédos sejtje számára az összesimulás. 

Persze legalább ennyire érdekesek azok a gének is, amelyek többsejtűekben fontos funkciót töltenek be, de a Monosiga genomjában még nem lelhetőek fel. Ilyenek például a többsejtűek testét hosszanti irányban felosztó Hox-gének, ill. számos jelátviteli útvonal egy-egy szereplője (pl. a Notch-receptor, vagy a Sonic-hedgehog nevű szignál molekula). A jelek szerint azonban ezek a fehérjék sem a semmiből jelentek meg később: a szerkezetükben kulcsfontosságú egységek, az ún. domének már megtalálhatók más szerkezetű fehérjékben, így valószínűleg a domén-cserebere (aka. exon/domain-shuffling) folyamata játszhatott szerepet későbbi kialakulásukban. 

Abedin M, King N (2008) The premetazoan ancestry of cadherins. Science 319: 946-948.
King N, Westbrook MJ, Young SL, Kuo A, Abedin M, et al. (2008) The genome of the choanoflagellate Monosiga brevicollis and the origin of metazoans. Nature 451: 783-788.

A denevérek sikerességét nehéz lenne elvitatni, főleg mert ez nemcsak a populáris médiára szorítkozik, ahol megannyi könyv és film foglalkozik érintőlegesen velük, hanem a puszta biológiai tényekre is.

Az egyetlen olyan emlős csoportot képezik, amely sikeresen meghódította a levegőt, és tették ezt olyan fajgazdagon, hogy az összes létező emlősfaj ötöde közéjük sorolható. Emellett talán kissé meglepő lehet, hogy viszonylag keveset tudunk a kialakulásukról, mert az annyira gyorsan történt, hogy kevés fosszília maradt fenn róla.

A fejlődésbiológiai/genetikai kísérletek természetesen választ adhatnak arra, hogy milyen DNS-szintű változásokhoz köthető a denevér-testalkat kialakulása, de arra azért nem adnak választ, hogy a denevér evolúció a valóságban milyen kronológia szerint zajlott.

Ezért is fontos a Wyoming-ból előkerült "ős-denevér" fosszília, amely jól mutatja az átmeneti jegyeket a fán lakó és alkalmanként repülő/sikló, valamint az aktív repülésre berendezkedett életmódok között. Az 52.5 millió éve élt lény már rendelkezett egyfajta bőrszárnnyal, de a mellső végtagja még lényegesen rövidebb volt, mint a ma élő denevéreké (főleg a hátsó végtaghoz viszonyítva), és minden ujja végén egy-egy karom volt fellelhető (ellentétben a ma élő denevérekben megfigyelhető egy karom/végtag aránnyal). Innen ered a neve is, Onychonycteris, amely a görög karmos (onycho) és denevér (nycteris) szavakból származtatható.

Az Onychonycteris legérdekesebb vonása azonban a belső fülében rejlik. Ennek mérete és alakja ugyanis kizárja, hogy ez az állat ultrahangok segítséglvel, vagyis echolokációval tájékozódott volna, ami ezért fontos, mert végre pontot tehet a denevérek saját, különbejáratú "tyúk-tojás" dilemmájának végére.

Nem volt ugyanis eddig tisztázott, hogy mi volt hamarabb: a repülés vagy az echolokáció. Utóbbit sokan azért tekintették a repülés előfeltételének, mert a sötétben való pontos tájékozódás nélkül egy denevér élete kudarcra van ítélve, ráadásul számos olyan cickányfaj ismert, amelyek ilyen-olyan, primitív echolokációs rendszerrel rendelkeznek. Ami az elmélet ellen szólt, az a folyamat energiaigénye: az eddigi modellezési kísérletek azt sugallták, hogy a repülés nélküli hatékony ultrahangképzéshez sokkal több energiára van szükség, mint a repülés közbenihez, mert amíg a repülő mozgások összeköthetőek az echolokációs pulzusok létrehozásával (vagyis energiatakarékosak), pusztén a fán ülve ugyanez nehezen valósítható meg. 

Az Onychonycteris arról árulkodik, hogy a denevérek előbb hódították meg az eget, és csak később az éjszakát. A napszakváltás oka – feltehetőleg – a repülő (madár) ragadozók elterjedése lehetett, ami saccperkábé szintén erre az időszakra datálható, bár persze ki tudja.     

Speakman J. (2008) Evolutionary biology: a first for bats. Nature 451: 774-775.
Simmons NB, Seymour KL, Habersetzer J, Gunnell GF. (2008) Primitive Early Eocene bat from Wyoming and the evolution of flight and echolocation. Nature 451: 818-821.

Mint nemrég szó esett róla, az emberiség korántsem vonta ki magát (egyelőre) a természetes szelekció alól és ennek a folyamatnak a nyomát mind a hat lakott kontinensen megfigyelhetjük: emiatt alakult ki az emberiség ma is látható sokfélesége a közös ősi populációból.

Bár önmagában (és a biológiában különösen) a sokféleség gyönyörködtet, a humán populációk sokszínűsége évszázadok óta egyfajta méricskélés apropóját adta: mekkora ez a különbözőség, van-e minőségileg akkora, s egyébként is, a sokféleség puszta léte jelent-e valamifajta hierarchiát.

Most az emberi genetikai sokféleséget feltérképező HapMap Project legújabb adathalmazát segítségül hívva, néhányan annak eredtek a nyomába, hogy a különböző földrajzi területeken élő emberekben mely gének voltak/vannak pozitív szelekciónak kitéve. A statisztikai bűvészkedés eredményezte végső lista 55 génből áll, amelyből 30-ról igazából még nemigen tudjuk mit is csinál, azonban a maradék huszonöt elég beszédes.

Már eleve az is érdekes, hogy mi az ami nincs köztük: egyetlen olyan gén sem, amelyet bármifajta értelmi funkcióhoz lehetne kötni (korábban volt ilyenre jelölt, de aztán megmérettetett és kevésnek találtatott). Van viszont (talán nem túl meglepő módon) jópár olyan, ami a bőr- és hajszínt szabályozza, az immunrendszer patogén ellenes válaszreakcióját vezényli, vagy épp az érzékelésben játszik szerepet. És végül hat gén kifejezetten anyagcsere funkciókhoz köthető, tehát az adott területeken fogyasztott táplálék összetétele szintén szelekciós erejűnek bizonyult.

Utóbbi azért is tűnik érdekesnek, mert épp most jelent meg egy másik cikk is, ahol a szerzők arra utalgatnak erőteljesen, hogy az ember és csimpánz közt fellelhető genetikai eltérések egy része szintén a táplálkozásbeli eltérések számlájára írható. Az elvégzett kísérlet egyébként elég banális: két csapat laboregeret eltérő koszttal láttak el pár héten keresztül. Az első csoport emberi kaját kapott (vagyis főtt, fehérjében gazdag eleséget) – vagy az intézet menzájáról, vagy a közeli McDonalds menüjéből -, a második pedig az állatház majomrészlegének gyümölcs és joghurt gazdag táplálékát élvezhette.

A kísérlet végén összevetették, hogy különböznek-e a két csoport májában kifejeződő gének (utóbbi nem lenne teljesen váratlan, hiszen a máj engedelmesen megpróbálja
minnél jobban felhasználni a rendelkezésére bocsátott táplálékot és
nyilván más körülményeket igényel egy szelet banán és egy darab
raviolli lebontása). Láss csodát különböztek: több mint ezer gén mutatott eltérést (egyébként a normál menza kaján ill. a hamburgeren nevelt egerek közt súlyban volt különbség, de génexpresszióban nem), és ezek közel 10%-a olyan génnek bizonyult, amelyek szabályozórégiója és kódoló része is jelentős, szelekcióra utaló, különbséget mutat az emberi és csimpánz genomok között.

Barreiro LB, Laval G, Quach H, Patin E, Quintana-Murci L. (2008) Natural selection has driven population differentiation in modern humans. Nat. Genet. doi: 10.1038/ng.78
Somel M, Creely H, Franz H, Mueller U, Lachmann M, et al. (2008) Human and Chimpanzee Gene Expression Differences Replicated in Mice Fed Different Diets. PLoS ONE 3(1): e1504. doi:10.1371/journal.pone.0001504

Hangyányit megkésve bár, de azért mindenképpen megemlékezünk Darwin 199. születésnapjáról. Azaz most már igazán visszafele pereg az idő a 2009-es nagy megemlékezés felé: jövőre ugyanis nemcsak az öreg Charles születésének bicentenáriumáról emlékezünk meg, hanem főművének, "A fajok eredete" publikálásának 150. évfordulójáról is.

Persze az érdeklődőket már az idén is várták-várják programok: bővebben a www.darwinnap.hu-n.

A madárőslénytanban járatosak vagy a madáreredet kérdése iránt érdeklődők számára emlékezetes, hogy a 2000 nyarán a Pekingben rendezett SAPE (Society of Avian Paleontology and Evolution) konferencia résztvevői közül sokan a BAND feliratú kitűzőt is viselték. Ez ugyanis a: „Birds are not Dinosaurs” állítás rövidítése! Magán a konferencián is heves viták folytak a madarak dinoszauruszoktól való származtatásának egyre inkább terjedő és tért nyerő hipotézise körül (ezt illusztrálja a fenti ábra is).

Egy kattintás ide a folytatáshoz…. →

Ha hinni lehet a hvg.hu hírének (egyelőre máshol nem leltem, ezért az óvatosság), végre hangosan kimondatott, amin asszem már sokszor, sok kutató morfondírozott: időszerű lenne, hogy a magyar gazdasági elit a filantrópia mezején is kövesse külföldi kollégáit.

Leendő magyar Howard Hughes-ok és Sir Henry Wellcome-ok, John D. Rockefeller-ek és William Hesketh Lever-ek, tessék előlépni. Ráfér már az OTKA-ra valami potens kis konkurencia, arról nem is szólva, hogy biztos elfér a magyar tudomány berkeiben egy kis extra apanázs. Főleg, ha valóban jól és hatékonyan költik el.

Talán már kicsit elcsépeltenek számít az "epikus" jelző, mással azonban mégsem tudnám igazán jellemezni a Sir David Attenborough által készített, és immár három évtizeden átnyúló "Life", azaz "Élet" sorozatot. A sorozat nem is elég pontos meghatározás ez esetben, hiszen itt sorozatok sorozatáról van szó, ami az "Élet a Földön"-nel (Life on Earth) kezdődött 1979-ben és idén a kétéltűek és hüllők életét bemutató "Hidegvérű élet" (Life in Cold Blood) bemutatásával ér véget.

Kevés olyan ember él ma a Földön, aki akár megközelítőleg is annyit tett volna az élővilág és a természetismeret széleskörű népszerűsítéséért mint Sir David, és stílszerűen ez talán ott érhető leginkább nyomon, hogy a pár évvel ezelőtti "Madarak élete" sorozatot forgató csapat egyik pozíciójának betöltésére nem kevesebb mint háromezerszeres (!!) túljelentkezés volt.

Szintén stílszerű, bár sajnos egy teljes más síkon, hogy a legveszélyeztetettebb (kétéltű) csoportról szóló filmsorozat már bemutatásakor azzal a sajnálatos ténnyel reklámozhatja magát, hogy a forgatás óta a film egyik szereplője már a kihalt fajok listáját gazdagítja…

(Néhány kapcsódó videó a YouTube-on.)