A púposkabócák (Membracidae) hátát díszítő gyakran szürreális képletek bárki érdeklődését könnyen felkeltik. A részben szexuális szelekció, részben mimikri következtében kialakult kacifántos képződményeket eddig az első torszelvény nyúlványainak tekintették, de mint arra most fény derült, eredetük sokkal izgalmasabb.
Sean Carroll két volt tanítványa, Benjamin Prud’homme és Nick Gompel vezetett csoport ugyanis nem kevesebbet bizonyított be, mint, hogy valójában módosult szárnyakról van szó.
Első lépésként az igazolták, hogy a “sisaknak” (helmet) is becézett “púp” ugyanúgy ízesül a testhez (jelesül a már említett első torszelvényhez) kétoldalt, mint a szárnyak a saját szelvényeikhez. Fejlődése nagyon hasonló: a tor két oldalán megjelenő szárnyszerű képletekből indul ki, amelyek később, a fejlődés során összeforrva hozzák létre a futurisztikus formákat.
Hogy a kép még teljesebb legyen, azt is kimutatták, hogy a szárny növekedésében fontos transzkripciós faktorok (nubbin, Distal-less, homothorax) kifejeződnek ezekben a szárnyszerű képletekben, ráadásul gyakorlatilag a szárnyban megfigyelhető kifejeződésükkel azonos módon.
Vagyis olybá tűnik, az evolúció a szárnymentes első torszelvényt választotta arra, hogy egy valódi újítással “kísérletezzen” (és akkor kreacionista barátaink kedvéért hangsúlyoznám, hogy ez egy metafora).
A “kísérletezés” mikéntje is érdekes. Mint arról egy régi posztban hosszasan írtam, a rendelkezésünkre álló fosszilis anyag, és számtalan genetikai megfigyelés alapján ma már elég pontos képünk van arról, hogy miként alakult ki a legtöbb rovarra jellemző testszerveződés: két pár szárny a második ill. haramadik torszelvényen. A rovarok őse minden szelvényén hordozott, feltételezéseink szerint kopoltyú-eredetű szárnyszerű kinövéseket, ám később ezek a potrohszelvényekről, valamint az első torszelvényről eltűntek. Ebben a folyamatban fontos szerepe volt a testfelépítést szabályozó homeobox géneknek, a potrohban kifejeződő ultrabithorax (Ubx) – abdominal-A (abdA) duónak, illetve az első torszelvényben (T1) megnyilvánuló sex-combs reduced (Scr) génnek. A fosszilis anyag alapján azt is feltételezhetjük, hogy előbb a potrohról tűntek el az ősi szárnykezdemények, mert ismertek olyan egykori rovarok, amelyek első torszelvényén világosan felismerhető szárnyszerű képlet van. Ez mára kihalt, ún. Palaeodictyoptera csoport (az alábbi ábra 2. pontján, az egyes torszelvényekben jelen levő karika azt mutatja, hogy mindegyikben működik a szárnyfejlődés programja).
A kabócák rokonságában azonban nincs ilyesmi, itt az Scr a fent említett módon kilövi a szárnykialakulást. A Membracidae csoportban azonban a gátlás valahogy megszűnt. A pontosan hogyant nem tudjuk, mert az Scr működőképes (pl. ecetmuslica másidk torszelvényében kabóca Scr-t kifejezve ugyanúgy elsatnyult szárnyakat kapunk, mint amikor a muslica saját Scr-jét fejeztetjük ki ugyanitt). Így az egyetlen magyarázat, hogy a jelátviteli útvonal Scr alatt levő szakaszán következett be egy olyan változás (pl. az Scr kötőhelye eltűnt kulcsgének mellől, így ezeket nem tudja szabályozni), ami a megfigyelt sisakkialakulást lehetővé teszi.
(További púposkabóca képekért a Flickr gyűjteményét lehet nyálazgatni.)
UPDATE: Közben előkerült egy jópofa videó is, ahol egy púposkabóca látható utolsó vedlése közben és után. Jól látható, hogy a kikelt állat előbb a szárnyait “fújja fel”, majd ezt követően nagyon hasonló módon a sisakot is, ami szintén a közös eredetre utal..
Prud’homme B, Minervino C, Hocine M, Cande JD, Aouane A, Dufour HD, Kassner VA, Gompel N (2011) Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage. Nature 473: 83–86.
Nagyon izgalmas lenne többet tudni a genetikai háttérről, nem csak arról, hogy pontosan mi és hogyan tette lehetővé az újbóli “szárnynövesztést”, hanem hogy mitől lesznek aztán a kinövések ennyire eltérőek.
A bogár, azzal, hogy szárnyait elkorcsosította, halálra ítélte magát. Ha nem, mert él, akkor pedig egy szárny alkatrész van felhasználva a púpnál. A púp ízesülése racionálisan tervezett. Hülyeség lett volna egy más csatlakozást tervezni, amikor a nagy terhelést jelentő erőbehatást is jelentő akciót teljesítő; repülő rovart is meg tudta tartani az ízesülés.
Egy rövid update-t szúrtam a poszt végére.
@ID_EGEN:
Sokan vannak itt olyanok, akik jobban értenek a témához. Gondolom, ők nem akarnak ezen a szinten vitázni, hát válaszolok én.
“A bogár, azzal, hogy szárnyait elkorcsosította, halálra ítélte magát.”
1. Nem bogár.
2. Nem korcsosította el. Szerintem a cikk többek között pont arról szól, hogy a rovarok torának minden szelvénye rendelkezik azzal a képességgel, hogy szárnyat növesszen, azonban az ehhez szükséges gének a legtöbb modern rovar első torszelvényében nem fejeződnek ki. Tehát nem “elkorcsosult” egy már létező szárnypár, hanem módosult formában megjelent ott is, ahol korában nem volt. Egyébként mi ez a hülyeség, az elkorcsosulással? Ezzel az egy szóval megmutatod, hogy már eleve prekoncepcióval közelítesz az evolúció témájához. Használjuk inkább az értéksemleges “változik” szót.
3. Nem ítélte halálra magát, de el kell ismerni ezt te is kiszúrtad, a következő mondatodban ki is térsz rá:
“Ha nem, mert él, akkor pedig egy szárny alkatrész van felhasználva a púpnál.”
IGAZ! A poszt merész, de korrekt összefoglalása.
“A púp ízesülése racionálisan tervezett.”
Sokkal egyszerűbb lett volna ennyit írni: “A BOGÁR racionálisan tervezett.” Így a többi lehengerlő érvre nem is lett volna szükség.
“Hülyeség lett volna egy más csatlakozást tervezni, amikor a nagy terhelést jelentő erőbehatást is jelentő akciót teljesítő; repülő rovart is meg tudta tartani az ízesülés.”
Szövegértésből sohasem voltam erős, de ha jól értem, a következőre gondolsz: a tervező úgy volt vele, hogy, ha már alkotott egy nagy teherbírású csatlakozást a szárnyaknak, akkor nem fog szöszölni azzal, hogy egy másikat hozzon létre egy elkorcsosult púp kedvéért. Nos, az én Suzukim tervezője vette a fáradságot, és külön csapágyat épített mondjuk a futóműveknek és a kormánynak, mondván, hogy azokat egészen más terhelés éri. Persze ő nem is intelligens annyira.
Nekem az tetszik a legjobban, hogy a tervező nem csak, hogy nem tervezett új felfüggesztést sem a púpnak, hanem, hogy az alakjával sem szarozott. Felapplikált egy fél hangyát és kész. Persze azt nem értem miért hátrafelé. 🙂
@Bazsi:
Mielőtt hosszas, felesleges vitába kezdenél ID_EGENnel, kérlek tanulmányozd át a korábbi munkásságát.
http://regihonlap.szkeptikus.hu/forum/intelligent_design__ertelmes_tervezettseg_
Komoly vitát nem javaslok, mert ahhoz le kell süllyedned az ő szintjére, és akkor legyőz a rutinjával. Pusztán a szórakozás kedvéért persze érdemes néha a padlóba döngölni az érveit, megvan az a jó tulajdonsága, hogy egy hét alatt elfelejti, és visszajön, és rátesz még egy lapáttal.