Hegyescsőrű, mint a pinty – 2.

darwin_s_finches_by_gould.jpgSzinte napra pontosan Darwin közelmúltbeli szülinapjára tette fel honlapjára a Nature azt a cikket, amit az egykori természettudós minden bizonnyal nagy élvezettel olvasott volna, hiszen egyik kedvenc állatcsoportjáról, a galapagosi pintyekről van benne szó.

Pontosabban a cikk tárgya 120 (igen, százhúsz), a legkülönbözőbb fajokhoz tartozó egyed genomszekvenciájának meghatározása és azok összevetése.

Ez gigászi mennyiségű adat és bőven lehet benne érdekes dolgokra lelni, mind arra vonatkozóan, hogy miként zajlott ezeknek a fajoknak a speciációja, mind arról, hogy az ikonikus csőrformák változása milyen DNS-szintű változásokra vezethető vissza.

Az egyik érdekes eredmény az a klasszikus pinty-törzsfa részleges átrajzolásához vezetett, mégpedig azért mert a hegyescsőrű földipinty (Geospiza difficilis) különböző populációiról kiderült, hogy azok hasonló kinézete nem annyira a közvetlen rokonságnak, hanem sokkal inkább a konvergens evolúciónak köszönhetők – magyarán nem ugyanazon fajhoz tartoznak. Ezen kívül gyakori a hibridizáció is az egyes fajok között – ami, bár elsőre ellentmondani látszik a szigorúan értelmezett biológiai fajfogalomnak, amely szerint külön fajok nem hozhatnak létre szaporodóképes utódokat, valójában csak azt igazolja, hogy a fajok kialakulása során van egy “szürke zóna”, ahol a két elkülönülő populáció már sok jellegben különbözik, de még időről időre van köztük kapcsolat.

finch_phylo.pngA tompa és hegyes csőrű fajok genetikai diverzitásának összevetése arra nyújtott apropót, hogy olyan tipikus különbségeket keressenek, amelyek pintyfajok “cégérének” kialakulását és relatíve gyors evolúciós változását magyarázhatják. Korábbi vizsgálatok már fellebbentették a fátylat arról, hogy egyrészt a calmodulin (CALM) nevű kálcium-szenzor fehérje, valamint a BMP-jelátviteli útvonal is felelőssek ennek a fenotípusnak az alakulásáért, de valószínűsíthető volt, hogy ez még nem a teljes kép.

A teljes genom összvetések egyrészt visszaigazolták, hogy a CALM-t kódoló gén különböző alléljai lehetnek jelen a tompa illetve hegyes csőrű pintyekben, ugyanakkor a korábban hírbe-hozott BMP4 gén esetében nem leltek olyan, szelekciós nyomás alatt levő genetikai eltérést, ami relevánsnak tünnének, így valószínűbb, hogy a BMP4 expresszióját befolyásoló transzkripciós faktorok között vannak allélikus különbségek a különböző csőrű madarak között.

Apropó transzkripciós faktorok: a genom-összevetések egyik fontos eredménye, hogy kiderült, a két csőrtípus közti különbségek jelentős része az ALX1 génhez kapcsolható. Az ALX1 egy homeobox transzkripciós faktor, amely a gerinces arc fejlődésében fontos szerepet játszik és amelynek a humán mutációi arc-deformációhoz vezetnek.

finch_alx1_1.png

A tanulmány során sikerült egy tompa (blunt – B) és egy hegyes (pointed – P) csőrért felelős ún. ALX1 haplotípust azonosítani, aminek segítségével nagyon nagy bizonyossággal lehet jósolni, pusztán DNS alapján, hogy annak a gazdája milyen csőrrel rendelkezett.

finch_alx1_2.pngSőt, a homozigóta BB, illetve PP, valamint a heterozigóta BP haplotípusok nem csak fajok között rendelkeztek nagy prediktív erővel, hanem egy konkrét fajon belül is tükrözték, hogy a hordozójuk milyen csőrrel rendelkezik.

A szóbanforgó faj ez esetben a Geospiza fortis, amely esetében a galapagosi pintyek két leghíresebb megfigyelője, Peter és Rosemary Grant pár évvel ezelőtt leírta, hogy viszonylag gyors éghajlatváltozásokhoz is gyorsan tudtak alkalmazkodni.

Ezt, a mostani adatok szerint, az tette lehetővé, hogy a G. fortis pont azon kevés fajok egyike, ahol a tompa és hegyes csőrért felelős ALX1 és a P haplotípus egyszerre jelen van a populációkban – vagyis nagyszerű genetikai “alapanyaga” volt a természetes szelekciónak.

(via Nature News)


Lamichhaney S, Berglund J, Almén MS, Maqbool K, Grabherr M, et al. (2015) Evolution of Darwin/’s finches and their beaks revealed by genome sequencing. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature14181

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.