Rezgésfigyelő

A mexikói vaklazac (Astyanax mexicanus) mindig hálás téma, ha evo-devo témakörben írogatunk, most pedig a szokásost még egy kis viselkedés-biológiával is kiszínezhetjük.

A felszíni vizekben látó, pigmentált, a Mexikóban gyakori barlangok vízeiben pedig vak, színtelen populációkat felvonultató faj jól mutatja, hogy miképpen képes a szelekció viszonylag rövid idő alatt jól látható fenotípusos változásokat kialakítani, amely a jelek szerint többnyire egyetlen gén expressziójának megváltozására vezethetőek vissza. Ráadásul a szelekció többször lefutott, és több barlangban, egymástól függetlenül is nagyon hasonló eredményhez vezetett.

A sötétben élő barlangi populációk a szemük helyett más érzékszerveikkel tájékozódnak, pl. sokkal több ízlelő bimbó van a szájukban, valamint nyomás- és rezgésérzékelő, ún. neuromast struktúra a bőrükben. Pontosabban, ha őszinték akarunk lenni, csak feltételezzük, hogy ezek a változások adaptívak a barlangi vizekben, mert valódi kapcsolatot eddig senki nem mutatott ki az érzékszervi változások és a sötétben való sikeresség között.

Most azonban egy lépéssel közelebb kerültünk mindehez, mert egy frissen megjelent tanulmány sikerrel keresett összefüggést a neuromastok száma, valamint az elsősorban a barlangi egyedekben megfigyelhetp viselkedésmintázat, a rezgés vonzalom viselkedés (vibration attraction behavior – VAB) között.

A lényeg az, hogy ha egy kb 50Hz-es rezgésforrást helyezünk el a víz közelében, a barlanglakó (vak) halak ezt megpróbálják megközelíteni, míg a felszíni rokonaik nem. (Pontosabban nagyon ritkán felszíni halaknál is megfigyelhető a viselkedés, de az mindig csak az árnyéka a vak rokonaik által bemutatottnak: mind a rezgésforrás megközelítések számában, annak közelében eltöltött időben, illetve a rezgés észlelésében jelentős különbségek írhatók le.)

A különbség oka az lehet, hogy míg a barlangokban, ragadozók hiányában minden vízbeli rezgésforrás egyben potenciális táplálékot jelent, a felszínen finoman szólva sem ennyire egyértelmű a helyzet.

A halakban egy komplex szervrendszer, a mélyebbenn elhelyezkedő, speciális neuromastokból űlló oldal-vonal szerv, illetve a felszíni neuromastok együttes működése teszi lehetővé a rezgésekre való gyors válaszadást. Ennek nem csak táplálkozásban lehet szerepe, hanem például abban is, hogy a haliskola tagjai szinkron ússzanak, vagy épp a ragadozó elől való elszökésben.

A neuromastok felépítése és működése nagyon hasonlít a hallójáratunkban elhelyezkedő hallószőrök működéséhez.

Egy zselatinszerű anyagban helyezkednek el a hallósejtek csillói. Amikor a hang, vagy más környezeti hatás által létrehozott rezgés megmozgatja ezt a struktúrát (a kupolát), a csillók elhajolnak és a mozgásuk hatására a hallósejtekben kialakul az idegi impulzus, ami megfelelő áttéteken áthaladva kialakítja a hallás-érzetet.

Mint a bevezetőben említettem, a barlangi példányok felületén sokkal több neuromast található, mint a felszíni egyedekben. Ezeknek közvetlen szerepük van a VAB kialakításában, hiszen amikor specifikus kémiai gátlószerekkel meggátolják a működésüket, a viselkedésforma is megszűnik.

Mitöbb, a neuromastok száma (valamint kisebb mértékben a mérete is) arányosnak tűnik a viselkedés intenzitásával: felszíni és barlangi egyedek keresztezéséből származó F1 halakon köztes számú neuromast figyelhető meg és a rezgésforrás megközelítések száma is a két szülőpopuláció közti lesz. (A neuromastok nagy mérete a barlangi halakban domináns tulajdonságnak tűnik, mert az F1 halakban is hasonló nagyságúak figyelhetők meg.)

Vagyis az Astyanax esetében most először elég jó bizonyítékot nyert, hogy egy korábban már megfigyelt és adaptívnak feltételezett morfológiai változás egy új, a sötétben hasznos(nak tűnő) viselkedésforma kialakításában játszik szerepet.

Yoshizawa M, Goricki S, Soares D, Jeffery WR. (2010) Evolution of a behavioral shift mediated by superficial neuromasts helps cavefish find food in darkness. Curr Biol 20: 1631-6.
Windsor SP, McHenry MJ (2009) The influence of viscous hydrodynamics on the fish lateral-line system. Integr. Comp. Biol. 49: 691-701