Miért hosszú a zsiráf nyaka?

Ha van szó szerint tankönyvi példája a darwini evolúciónak, akkor az természetesen a zsiráfok kialakulása lenne. Hiszen ez az a folyamat, amivel leggyakrabban szemlélteni szokták a lamarcki és darwini evolúciós szemlélet közti különbségeket: míg a lamarcki nézet szerint a nyakát nyújtogató, okapi-szerű ős szorgalmas edzése vezetett a meghosszabbodott nyakhoz, addig a darwini nézet szerint a fajon belüli variancia azoknak az egyedeknek nyújtott szelekciós előnyt, akik hosszabb nyakkal rendelkeztek, ami hosszú generációk alatt az ő hosszú-nyakat biztosító génjeik elterjedését és így a faj/populáció általános nyakhosszabbodását okozta.

De persze egész mostanáig nem tudtuk, hogy pontosan milyen gének játszanak a folyamatban szerepet. Sőt, ha őszinték vagyunk, teljesen a napokban megjelent tanulmány sem fogja arról a rejtélyről fellobbantani a leplet,  hogy mely genetikai változások hogyan járultak hozzá a nyak megnövekedéséhez, csak arról tudtunk meg egy kicsit többet, hogy mely gének lehettek szelekciós nyomás alatta a zsiráfok evolúciója alatt.

A frissen megszekvenált okapi és zsiráf genomokat összevetve természetesen nagyon sok különbséget találunk, ami jó lenyomata 11,5 millió év számtalan genetikai változásának, ami a két vonalban bekövetkezett a közös ős óta. Hogy ezek közül mi igazán a fontos, és mi esetleg csak neutrális evolúció terméke, az már fogasabb kérdés.

Minden esetre, ha leszűkítjük a kört azokra a génekre, amelyeknek a fehérje-kódoló régiói a pozitív szelekció jegyeit viselik magukon, akkor kb. hetven gén marad, ami fontosnak tűnik. Ezek, funkciójuk alapján a fejlődésben, sejt metabolizmusban, keringés-szabályozásban, illetve sejtosztódásban játszanak fontos szerepet.

Különösen érdekes a fejlődési gének csoportja, ahol olyan klasszikus géncsaládok tagjait lelhetjük, mint a Hox-gének, a Wnt-, illetve az FGF és Notch jelátviteli útvonalak tagjait. Ezek a változások mind-mind magukban rejtik annak az esélyét, hogy valóban fontosak legyenek a nyakevolúció számára, de persze az ok-okozati összefüggések megállapítása azért még várat magára.

Mégpedig leginkább azért, mert a zsiráf, az nem egy tipikus modellszervezet, így természetes mutánsok hiányában egyelőre a találgatás mellett csak az marad, hogy egy-egy mutációt bevisznek egérbe és megpróbálják felmérni, hogy az mennyire okoz változást a mutáns kinézetében. Hogy ez a megközelítés mennyire lesz eredményes, az persze nyitott kérdés, hiszen lehet, hogy több mutáció együttes hatását lehetne csak lemérni így.

És persze, az egyik legnagyobb hiányossága ennek a megközelítésnek, hogy szinte egyáltalán nem foglalkozik a szabályozó-elemek evolúciójával. Pedig, eddigi ismereteink mind-mind azt sugallják, hogy a legizgalmasabb dolgok, nem a fehérjék szintjén történhettek, hanem a meglevő fehérjék felhasználásának terén: hogy hol és mennyi ideig fejeződik ki egy-egy gén, az legalább annyira fontossá válhat, mint egy-két aminosavnyi változás. Ez persze aligha a szerzők hibája, a jelenlegi ismereteinkkkel ez gyakorlatilag csak nagyon értintőlegesen vizsgálható kérdés, de attól az emberben még hiányérzet marad.

(A borítókép a Piqsels oldaláról származik.)

Agaba M, Ishengoma E, Miller WC, McGrath BC, Hudson CN, et al. (2016) Giraffe genome sequence reveals clues to its unique morphology and physiology. Nat Comm 7:11519.