Csak tömören

A testmérethez viszonyított könnyű súly nem éppen hátrányos a repülésnél, ezért alakult ki a madarak üreges csontozata is. Ha azonban elfogadunk egy, a Nature-ben publikált új elméletet, a fizikai fölöslegtől való megszabadulás csak az egyik feltétele a levegő meghódításának. Egy másik, a felesleges DNS, azaz a nem kódoló genetikai anyag kiszelektálása lehet. (A "nem kódoló" itt szélesebb értelemben veendő, és nemcsak a fehérjék aminosav-sorrendjének leírására, hanem az egyes gének szabályozó régióira is vonatkozik.)

Az már korábbi tanulmányokból is ismert volt, hogy egyes gerinces állatcsoportok repülő képviselői kisebb genommal rendelkeznek, mint a nem repülő rokonaik (pl. a denevéreknek kisebb genomja van, mint az átlagos emlős genom, a struccnak pedig nagyobb, mint az átlagos madár genetikai állomány), és a madarak úgy általában is kitűnnek ebben az összehasonlításban más gerincesekhez viszonyítva. Az összefüggés oka sokak szerint az, hogy a kisebb genom általában energia megtakarítást jelent, nemcsak azért mert gyorsabban másolható, hanem azért is mert kisebb sejtben elfér és a kisebb sejtek működése szintén kevesebb energiát emészt fel*.

De ha ez így van, lehet-e összefüggés a madarak megjelenése és a genomméret csökkenés között? A kis genom – kis sejt összefüggést korábban csak vörösvérsejtekre mutatták ki, amelyek értelemszerűen nem segíthetnek egy prehisztorikus nyomozásban, hiszen örülünk, hogy a madarak őseinek a csontja fennmaradt, jól konzerválódott szövetről szinte csak a sci-fi írók és filmrendezők álmodhatnak. (Pár éve ugyan előkerült egy kis T-rex szövetminta, de az eset sajnos ma inkább a kivétel, mint a szabály kategóriába tartozik.) Azonban a csontok nem lebecsülendőek, hiszen ezek olyan apró üregeket tartalmaznak, amelyek a csontsejteknek adtak otthont. Minnél nagyobb egy-egy ilyen üreg annál nagyobb a benne rejlő sejt, és a mai is élő állatokat összehasonlítva, úgy tűnik, hogy annál nagyobb az állat genomja is. Ez az összefüggés pedig már jó kiindulási pont, ha theropoda dinoszauruszok genomméretét próbáljuk megbecsülni.

Nos, az eredmények azt mutatják, hogy már bőven a madarak közvetlen őseinek megjelenése előtt elkezdődött és jobbára le is zajlott a genomméret csökkenése (lásd alábbi ábra). Vagyis, a szerzők érvelése szerint, ez max. egyengethette az utat a repülés elsajátítása felé, közvetlen okozója aligha lehetett. S, hogy mi az ami elvesződött? Feltehetően az ún. "repetitív szekvenciák", azaz (durva közelítésben) a genomban aktív és önmagukat szorgalmasan másoló "ugráló gének" aktivitása. Ezek például az emberi genomnak több mint felét teszik ki, a madarakénak azonban csak töredékét.

* Különvéleményem az, hogy ez egy jól hangzó, de kicsit légből kapott elmélet. Ettől még persze lehet, hogy igaz, de a mostani ismereteink alapján ez nem vehető biztosra. Egyrészt egy korreláció léte – jelen esetben repülés vs. kis genomméret – még nem jelent feltétlenül ok-okozati összefüggést. (Pl. a Fugu hal genomja is rendkívül kompakt, de gőzünk sincs miért.) Másrészt, tudomásom szerint, még soha senkinek nem sikerült számszerűsítenie az apróbb genom biztosította energiamegtakarítást. Arról nem is szólva, hogy ha ilyesmi még létezik is, az állat végső mérete akkora amekkora, és ha kisebb sejtekből épül fel, akkor csak több kell belőlük, azaz nem biztos, hogy energetikailag annyival hasznosabb a dolog. (Érdemes lenne megnézni a (madarak és emlősök – denevér – melletti) harmadik nagy gerinces csoport, a hüllők aktívan repülő képviselőinek, a pteroszauruszoknak a maradványait, hogy esetükben miként változott a sejt- ill. genomméret. Nem lesz az sem perdöntő bizonyíték, de erősítheti ezt az elgondolást.) 

Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A, Pagel, M, Edwards, SV (2007) Origin of avian genome size and structure in non-avian dinosaurs. Nature 446: 180-184.