A barlangi élet különös alkalmazkodásokat követel meg azoktól az élőlényektől, akik a létnek ezt a sötét formáját választják. A jóformán örök sötétségben fölöslegessé válik a felszínen oly fontos látás, lényegtelenné a bármilyenfajta mintázat, más érzékek és más jellegek válnak fontossá az életbenmaradás és fajfenntartás céljából.
És ami már büntetlenül elromolhat, az bizony el is romlik, így aztán azok a gének, amelyek pl. csak a szem kialakításában és működésében, vagy a testtakaró színezetének létrehozásában látnak el szerepet előbb-utóbb olyan mutációkat szednek össze, amely következtében működésképtelenné válnak (pszeudogénesednek), és így a szóbanforgó sejttípusok sem alakulnak ki.
A folyamat egyik poszter-faja a mexikói vaklazac (Astyanax mexicanus), ami a Yucatán alatt található hatalmas barlangrendszerekben lelhető fel, de persze messze nem ez az egyetlen ilyen élőlény. Most a világ egy másik részében élő vak halról tudhattunk meg többet, a genomja segítségével.
Egy kínai csoport BMC Biology-ben publikált cikke alapján a Kína délnyugati vidékén található karszt mélyén élő vak márnafaj, a Sinocyclocheilus anshuiensis-ről tudhatunk meg egy kicsit többet. A Sinocyclocheilus génuszba tartozó fajok közt vannak amelyek csak a felszínen fordulnak elő és kifejezetten normális szemekkel bírnak (pl. S. grahami), olyanok amelyek a felszínen és a föld alatt egyaránt fellelhetőek és már kicsit redukált szemmel bírnak (pl. a homlokán kisebb kidudorodást viselő S. rhinocerous), és persze van a csak barlangokban előforduló, már említett S. anshuiensis. Utóbbi kb. 17.5 millió éve vált el felszíni rokonától, és ez idő alatt szinte tökéletesen alkalmazkodott az alvilági sötétséghez. Nincs szemlencséje, sőt, tulajdonképpen az egész szeme néhány amorf sejtsorrá sorvadt össze.
A morfológiai változást persze számos genetikai változás kísérte/előzte meg, így pl. számos, fényérzékelésben fontos opszin- és szemlecsét létrehozó krisztallin-gén eltűnt (Lws2, Rh2-1, Rh2-2, Rh2-4), vagy működésképtelenné vált (az alábbi ábrán a piros génvesztést, a lila pszeudogénesedést, a narancssárga mutációt, vagy deléciót, a zöld pedig duplikációt jelöl), és azoknak a transzkripciós faktoroknak, amelyeknek a fotoreceptorok fejlődésében lenne fontos szerepe, lecsökkent az expressziója.
A melanin szintézisben fontos Tyr és Mpv17 működésképtelenné vált, innen az albinizmus, a pikkelyképzéshez más fajokban is fontos ectodysplasin-jelátviteli útvonal pedig a receptor (Edar) mutációja miatt nem működik. Az örök sötétségben, a belső óra, a diurnális-ritmus kialakításában fontos Skp1 mutációja révén szintén elromlott.
Ugyanakkor, természetesen, a sötéthez való alkalmazkodás nem egyedül gén-elromlásból áll. Adaptívnek tűnő jellegeket is felfedezhetünk (akárcsak a vaklazac esetében a rezgésérzékelés érzékenyebbé válását): az ízérzékelésben fontos gének (pl. Tas1r1, Tas2r, Tast1r2-1 és Prox1) duplikáción estek át, így négyszer annyi van belőlük, mint más halakban. Az immunválaszban is sajátos változásoknak lehetünk tanúi: a természetes immunitásban fontos Toll-receptorok szintén megtöbbszöröződtek. Természetesen, egyelőre megfelelő kísérletek nélkül, ez utóbbi találgatások inkább csak amolyan “educated guess” kategória, de nyilván a már létező irodalmi adatok fényében azért ezek nem annyira merészek. De az majd a jövő dala lesz, hogy be is bizonyítsák őket.
(Az első kép forrása: Chen Blair, Flickr.)
Yang J, Chen X, Bai J, Fang D, Qiu Y, et al. (2016) The Sinocyclocheilus cavefish genome provides insights into cave adaptation. BMC Biol 14(1): 1.