A mezőgazdaságban sokszor a legelső, a növekedést korlátozó elem a nitrogén. Ami elsőre paradoxonnak tűnhet, hiszen a levegőben gyakorlatilag korlátlan mennyiségben megtalálható, azonban a növények képtelenek megkötni a légköri nitrogént, azt csak vegyületeiben vehetik föl a talajból. Ennek következtében a nitrogénben gazdag, trágyaként használható anyagok kivételes becsben álltak a tizennyolcadik században. Annak idején amikor Justus von Liebig felfedezte, hogy a talajba kevert guanó (madarak felhalmozódott ürüléke) lényegesen növeli a termésátlagot, az egész világ megmozdult. 1856 -ban az USA külön törvényt hozott arra, hogy bármilyen lakatlan ″guanó szigetet″ azonnal birtokba vehet és a flottája az egész Csendes-Óceánt átfésülte ezek után a korábban értéktelennek tartott tengeri sziklák után kutatva. 1865 -ben Spanyolország igazi háborút vívott Peruval, Chilével, Ecuadorral és Bolíviával a Chincha szigetekért, pár kopár, lakatlan szikláért, amiknek egyetlen kincse az ott fészkelő madarak évezredek alatt felhalmozódott ürüléke az ekkori Peru bevételeinek kerek 60% -át adta.
Ma olyat láttam, amit eddig még sohasem, pedig elolvastam már néhány tudományos közleményt eddig. Egy politikailag teljesen semleges, ecetmuslicákról szóló közlemény elé az alább látható szerkesztőségi üzenetet illesztették. Igen, jól látjátok, a szerkesztő magyarázkodik, amiért mégis leközölték ezt a cikket az ecetmuslicákról. De miért merülhet föl kérdésként ez egyáltalán? Ez egy tudományos szaklap, ez meg egy közlemény az ecetmuslicákról, pont ez a dolguk, hogy ilyeneket megjelentessenek.
A jövő gyógyszerei közül nagyon sok fehérjetermészetű lesz, már most is kaphatóak a piacon monoklonális ellenanyagok, különböző enzimek, hormonok. Ezek közös hátránya, hogy nem vehetők be szájon át, hiszen a gyomrunk azonnal le is bontaná a bekerülő fehérjéket, így hatástalanná is válnának. Így kizárásos alapon marad az injekció, de ugye a gyakori injekciózás például egy cukorbetegnél megterheli a szervezetet, meg sokan félnek is tőle eleve, tehát kifejezetten nagy igény mutatkozna olyan megoldásokra, amikkel ezek a hatóanyagok bejuttathatóak a szervezetbe. Ezek közül mutatnék be ma egyet.
Közhelyszámba megy, hogy a nyugati műveltség alapja a tudomány. Nem is nagyon kételkedik benne senki, hogy a jelenlegi életünk minden mozzanata valamilyen észérveken alapuló folyamat terméke. De hogyan viszonyulunk mi magunk a saját műveltségünkhöz? Valóban a múlt század emberei a tudomány és a technika használatával teremtették meg a mai jólétünk alapjait, de mi magunk továbbvisszük -e ezt a hozzáállást? Folytatjuk -e a megközelítést, ami ilyen látványos sikerre vezette a nagyapáinkat? Rengeteget beszélünk arról, hogy a post-truth korszakban az észérvek helyett az emberek érzései az egyetlen lényeges szempont, de ez vajon csak olyan szokásos nyavalygás (=egy személyes érzés), vagy valóban a közbeszéd eltávolodik a tényektől és az érzelmek világába menekülünk a valóság elől? Egyáltalán hogyan lehetne ezt vizsgálni?
(Egyik hangyász a másikról: Markó Bálint vendégposztja a napokban elhunyt Edward Osborne Wilsonról.)
Jean-Henri Fabre (1823–1915) és persze Maurice Maeterlinck (1862–1949). Ha valaki arra kért volna évtizedekkel ezelőtt, hogy ajánljak olyan írásokat rovarokról, amelyek megkapóak és szerethetővé, barátságossá teszik ezt a furcsa világot, akkor gyerekkoromból ez a két név ugrott volna rögvest elé. Persze, tudom, némileg avítt, régies nyelvezetűek, néhol túl romanticizálóak, no és, mi tagadást, tudományosan sem teljesen helytállóak ma már. Mégis, ezek az írások, egy vérbeli kísérletező, profi rovarásztól és egy izgalmas életű írótól, alkalmasak voltak arra, hogy egy gyerek fejében ablakot nyissanak a hatlábúak csodálatos világára. Ma, ha megkérdeznének, akkor biztosan Wilson-t ajánlanám. Vagy őt is.
Ed Wilson, vagy ahogy szélesebb körben ismerték, a Hangyaember (Ant Man), rendelkezett azzal a képességgel, amivel kevesek a kutatók között: tudott úgy beszélni, írni a tudományról, hogy a legkisebbtől a legnagyobbig, a kívülállótól a bennfentesig le tudott nyűgözni mindenkit. Ennek talán legékesebb bizonyítéka, hogy a Bert Höldoblerrel együtt írt The Ants (1990) című, többszáz oldalas monografikus művével kiérdemelte a Pulitzer díjat. A könyv a hangyák világának hihetetlenül izgalmas bemutatása mellett hangyahatározó kulcsokat, szakmailag teljesen helytálló leírásokat, ábrákat tartalmaz, s mint ilyen, a díj által jelzett népszerűsítő szerepe mellett állandóan hivatkozott tudományos alapműként is számontartott. Mai napig amolyan muszáj-darab egy hangyász könyvtárában. Valljuk be, erre a teljesítményre nem sokan képesek a vérbeli kutatók közül. Mint arra sem, hogy a fent jelzett díj valójában csak a második volt, hiszen az 1979-ben kiadott On Human Nature (1979) című könyvéért már kapott egy Pulitzert.
Vérbeli hangyász
Wilson, túl azon, hogy számos tudománynépszerűsítő könyvvel van jelen ma már a világ bármely könyvesboltjának polcain, nagyon komoly tudományos teljesítménnyel is rendelkezett. Gyerekkorától foglalkoztatták a rovarok, majd egyetemi tanulmányai alatt teljes mértékben a hangyák felé fordult érdeklődése, s ettől kezdve élete végéig hangyákkal, a hangyák viselkedésével, ökológiájával foglalkozott elsősorban. A feromonokkal való kommunikáció, illetve a feromonok szerepe a kolónia életében, rokonfelismerés, a jellegpolarizáció, a társas rovarokra jellemző kasztok és a munkamegosztás paraméterei, a biodiverzitás változásai mögött felsejlő tényezők mind-mind olyan területek, témák, amelyekben Wilson úttörő volt, és maradandót, sok szempontból máig megkerülhetetlent alkotott. Eközben a nehéz alapokat sem felejtette: határozókat állított össze, új fajokat írt le, több mint százat. Egyik utolsó nagy szakmai műve is egy több mint 700 oldalas monográfia volt a busahangya (Pheidole) hangyanemzetségről (Pheidole in the New World: A Dominant, Hyperdiverse Ant Genus. Harvard University Press, 2003). A Harvard Egyetem munkatársaként, múzeumi kurátorként, számos tudományos díj és kitüntető titulus birtokosaként hangyászok, társas életmóddal foglalkozó szakemberek generációit inspirálta, segítette, indította útjára nemcsak az Egyesült Államokban, hanem szerte a világban. Ahogy Gerald Durrell, Joy Adamson vagy közelebbről Molnár Gábor, Széchenyi Zsigmond írásai inspiráltak természet iránti érdeklődést kicsiben és nagyban, úgy az ő könyvei (pl. Journey to the Ants: A Story of Scientific Exploration – Harvard Univ. Press, 1994; Naturalist – Shearwater Books, 1994) képesek voltak rajongást kelteni a szociális rovarok, vagy csak úgy általában a rovarok iránt gyerekben, felnőttben egyaránt.
Szociobiológus
Tudományos érdeklődése nem korlátozódott csupán a szociális rovarok, és azon belül a hangyák társadalmára. A Crafoord díjat a Szigetbiográfia elmélete (The theory of island biogeography, Princeton Univ. Press, 1967) című, Robert MacArthur-ral együtt írott alapozó könyvéért, illetve az ehhez kapcsolódó munkásságáért kapta. Még egyetemistaként forgattam a William Bosserttel együtt írt Bevezetés a populációbiológiába (A primer of population biology. Sinauer Assoc., 1971) munkájának könyvtári példányát, hogy később „levadásszam” valamelyik antikváriumban. Igazán nagyot, biológián, ökológián túlmutatóan nagyot azonban az 1975-ben kiadott Szociobiológia: az új szintézis (Sociobiology: the new synthesis, Harvard Univ. Press) című könyve szólt. A mű a hatalmas érdeklődés mellett (25 kiadást élt meg és számos nyelven, kivéve magyarul, megjelent teljes vagy rövidített változatát) komoly hullámokat keltett a tudományos életben is. Főleg az emberi viselkedésre vonatkozó, amúgy vékony fejezetei kapcsán kezdték ki a könyvet szociológusok. De evolúcióbiológusok, genetikusok, többek között harvardi kollégái részéről (pl. Richard Lewontin) is kapott számos kritikát azt róva fel neki, hogy az emberi viselkedést túlságosan is determinisztikusan kezeli, és számos evolúciós jelenséget egyszerűsítő módon tárgyal, eltekintve a molekuláris evolúciós ismeretek tárházától. Mindezeken túl azonban a könyv számos leírásával, példájával a szociális evolúció egyik alapkönyvének számít, és az is tény, hogy maga a vita is hozzájárult az emberi viselkedés alapjainak újragondolásához.
Magasabb integrációk
Szuperorganizmus címmel Bert Hölldoblerrel együtt írott 2009-es könyve (The Superorganism: The Beauty, Elegance, and Strangeness of Insect Societies, W.W. Norton & Company, Inc.) a Szociobiológiához képest már egy változó felfogásról árulkodik, ami a társas evolúciót illeti. A szuperorganizmus metafora önmagában nem új az ökológiában (lásd Frederic Clements): a közösség, illetve ezúttal a kolónia, mint egy fajon/egyeden túli magasabban integrált egység elképzelés kétségtelenül nagyon megkapó. Az egyedről és az egyedi változékonyságról vonzó könnyedséggel áthelyezhető a hangsúly a kolóniára, mint vizsgálati egységre. Ugyanakkor ez roppant félrevezető is lehet, hiszen az egyedi különbségek komoly evolúciós hajtóerőt jelentenek még az euszociális rendszereknél is, ahol a kolónia tagjainak túlnyomó része steril, és csupán néhány egyed szaporodóképes. Wilson a Szociobiológia című könyvében még a William D. Hamilton, majd John Maynard Smith és sokan mások által képviselt inkluzív fitnessz és rokonszelekciós elmélet mellett foglal állást, azaz az egyedek közötti rokonsági fok-alapú preferenciális kooperációt és ennek következményeit tekintette hajtóerőnek a társas struktúrák evolúciója szempontjából. Ezzel szemben a Szuperorganizmus című könyve után röviddel a Nature folyóiratban leközölt cikkében már teljesen szembe megy korábbi felfogásával és a csoportszelekció alapvető fontossága mellett tör lándzsát, támadva a rokonszelekciós keretet. A cikk szelet vetett és vihart aratott: több mint száz neves, társas rendszerekkel, elsődlegesen társas rovarokkal foglalkozó neves biológus írt cáfoló válaszcikket ugyancsak a Nature hasábjain, amit több hasonló követett. Esszenciálisan mindegyik tanulmány ugyanazt mondta: Wilson a hamiltoni elmélet lényegét tekintve alapvetően hibás feltevésekkel operál. Mint minden tudományos vitának, ennek is voltak pozitív hozadékai: a rokonszelekció témakörében több új, tisztázó tanulmány is született.
Edward O. Wilson egyértelműen a XX. század meghatározó biológus, ökológusa volt, kutatásai úttörő jellegűek voltak. Habár több helyen úgy írnak róla most, mint Darwin valódi örököse, ez talán túlzó minősítés tudományos tevékenységének kiemelkedő fontossága ellenére. Kétségtelen, hogy korának nagy természetmesélője volt és ha társas rendszerekről, biogeográfiáról beszél ma valaki, akkor munkássága megkerülhetetlen, a modern evolúcióbiológiának azonban voltak még hozzá mérhető, vagy akár nála sokkal nagyobb hatású kutatói, elég csak a szintén társas viselkedéssel is foglalkozó William D. Hamilton-t (1936–2000) vagy John Maynard Smith-t (1920–2004) említeni. Halálával egy olyan népszerűsítője távozott a tudománynak, s ezen belül a hangyák birodalmának, aki képes volt játszi könnyedséggel, de ugyanakkor megfelelő tudományos hitelességgel a nagyközönség elé tárni a tudást, s erre nagyon kevesek képesek. Tanulni érdemes tőle. Rovarászként, biológusként alapokat, természettudósként mesélni, laikusként pedig rácsodálkozni a természetre körülöttünk, a világra a lábunk alatt.
(Markó Bálint a Babeş-Bolyai Tudományegyetem (BBTE) Magyar Tagozatának oktató-kutatója, a BBTE rektorhelyettese. Bálint kutatói oldala a ResearchGate-en. A felhasznált kép forrása: Wikimedia/Public Library of Science.)
Nowak M., Tarnita C.E., Wilson E.O. (2010): The evolution of eusociality. Nature 466: 1057-1062
Abbot P. és mtsai. (2011): Inclusive fitness theory and eusociality. Nature 471: e1-e3.
A közegészségügy rendezését célzó 1876. évi XIV. törvénycikk egyik legvitatott része a “védhimlőoltásokról” rendelkező XIII. fejezet volt, amely kötelezővé tette az addig csak opcionális himlőoltásokat. A pontos megfogalmazás szerint:
93. § A védhimlőoltás, esetleg a felnőttek ujra-oltása, évenként minden községbenteljesitendő.Szülők és gyámok, átalában mindazok, kik gyermekekről gondoskodni tartoznak,kötelesek ezeket éltüknek első évében, a mennyiben valóságos himlőt ki nem állottakvolna, beoltani. Mennyiben halasztható el egyesek beoltása, az az orvos megitélésétőlfügg. […]
95. § A himlőoltás teljesitése s a himlőanyag szedése és megőrzése körül szükségeselővigyázat 1-10 forintig, esetleg 2 napi fogságig terjedhető büntetés terhe alattpontosan megtartandó.
A törvény parlamenti vitájában az oltások kötelező volta vonta maga után a legtöbb kritikát; a vitáról tudósító Pesti Napló beszámolójában:
A törvényjavaslat 93-ik szakaszához Hammersberg [Jenő] tudvalevőleg azon módositványt nyujtá be, hogy a himlőoltás kötelezővé ne tétessék. Vidlicskay József pártolja Hammersberg módositványát, a mennyiben a törvényjavaslat szövege által az egyéni szabadságot látja korlátolva. Knöpfler Vilmos a törvényjavaslat szövegét pártolja. Elismeri ugyan, hogy a tudomány még nem állapodott meg végleg a himlőoltás physiologiai hatásáról; de a gyógygyakorlat határozottan annak czélszerüsége mellett szól. Utal Angliára, hol a himlőoltás szintén kötelezőleg van behozva s elfogadtatni kívánja a törvényjavaslat rendelkezését. Tisza László az eredeti szöveg mellett szól főleg a ragály meggátlása szempontjából. A ház az előadó felszólalása után elfogadja az eredeti szöveget.
A szigor oka nem volt véletlen: a himlő még a korszak egyik leggyilkosabb betegsége volt, ma már elképzelhetetlen mértékű terhet róva a családokra, hiszen a rendszeresen ismétlődő himlőjárványok mellett szinte kikerülhetetlen volt, hogy valaki el ne kapja a betegséget. S mivel a betegség mortalitása közel 30%-os volt, különösen a 15 év alatti gyerekeket érintve, nem lehetett egyetlen legyintéssel elintézni az ebből származó társadalmi terheket, különösen, hogy ekkor már Edward Jenner munkásságának köszönhetően közel 80 éve létezett egy hatékony védekezés védőoltás formájában. (Megj: talán mindenkit segít orientálni abban, hogy ez a ma kvázi elfeledett betegség egykor mennyire pusztító volt, hogy az Our World in Data vonatkozó összefoglalása szerint létezésének utolsó 100 éve során 500 millió (!!) haláleset volt a himlő számlájára írható.)
A z ábra bal oldalán a Budapesten 1872 és 1888 között himlőben meghalt 6753 személy koreloszlása látható, míg a jobb oldalon az 1881-82-es időszakban történt elhalálozásokat bontja le korosztályokra. (Forrás: A himlőoltás véderejéről)
A tervezett szigor azonban nem váltotta be a hozzá függő reményeket, jelentős passzív ellenállás mutatkozott, így nem véletlen, hogy aztán az 1887. évi XII. törvénycikk még szigorúbb szabályozásokkal igyekezett valóban, kikerülhetetlenül kötelezővé tenni az oltásokat – például a közösségbe járást oltáshoz, vagy öt évente történő újraoltáshoz kötötték. Hogy kevésbé lehessen ellógni és kikerülni az eljárást, a belügyminiszter körrendeletet hozott, amely értelmében az oltásokat egy bizottság előtt kellett beadni.
Ennek megfelelően tulajdonképpen az 1888-as év oltáskampánya tekinthető annak a pontnak, amikor Magyarországon is valóban kötelező és teljeskörű lett az himlőellenes védoltás. Aminek az eredményei meglepően hamar látszottak is. Amint azt Kőrösy József 1897-es “A himlődoltás véderejéről” szóló művében nagyon szemléletesen feldolgozta, mindazon országokban ahol bevezették a kötelező oltást, a “himlőhalálozás” töredékére hullott vissza, még a járványos években is. Az európai éllovas, Svédország példája különösen látványos – és ma már azt is tudjuk, hogy 1895-re, a kontinens egyik (ha nem az) első országa lettek, ahol az évezredek óta vissza-visszatérő betegség megszűnt endemikusnak lenni, vagyis csak akkor jelentett problémát, ha valahonnan behurcolták.
Nem mindenkit sikerült így sem megmenteni, de azért nem túlzás azt állítani, hogy néhány évtized alatt milliós számban éltek azok az emberek, akik a himlőoltás nélkül nem élték volna meg a felnőttkort. S mivel, úgy tűnik, a Monarchián belül ekkor még Budapest működött Bécs “laboratóriumaként”, pont az osztrák fővárossal összevetve is jól látható, hogy a magyar fővárosban már szűk évtized alatt is gyakorlatilag megszűnt a himlő, mint közegészségügyi probléma.
Himlő okozta halálozás Svédországban, Poroszországban és Ausztriában, illetve Budapesten és Bécsben a kötelező védőoltás bevezetése előtt és után. (Forrás: A himlőoltás véderejéről)
Kőrösy korának egyik legjelesebb statisztikusa volt, a Fővárosi Statisztikai Hivatal első vezetője, akinek adatsorai és indexszámítási eljárásai nemzetközi hírnevet hoztak és például magára Francis Galtonra is nagy hatással voltak. Említett műve a Jenner-féle védőoltás százéves évfordulójára készült el és rövidsége, illetve könnyen követhető nyelvezete miatt még egész biztosan ma is bátran ajánlható mindenki számára, akit a járványtan, vagy a közegészségügy érdekel.
Külön említést érdemel a harmadik fejezet (“Az oltóellenes iskola statisztikai bizonyítékainak dialektikája”), amely számos tudománykommunikátor örök (és ma különösen érvényes) dilemmáját fogalmazza meg, azaz egy igazi kutató nem söpörheti le az egyes állításokat és “leleplezéseket”, ugyanakkor ezek tételes cáfolata aránytalanul nagy energiát igényel, főleg, hogy kétséges, mennyire győzhetőek meg a szkeptikusok:
Ha az oltásellenes nézeteket nem elfogultan fogadjuk, nem viseltetünk már kezdettől fogva gyanúval az illető szerzők iránt; ha általában hajlandók vagyunk oly nézetek lehetőségét és igazoltságát is elismerni, a melyek saját felfogásainkkal, esetleg tudományos meggyőződésünkkel is egyenes ellentétben állanak: kell hogy valamely komolyabb antivaccinatorikus munka átolvasása után, bizonyos nyugtalanság vegyen rajtunk erőt és hogy a himlőoltás hatásos voltában való erős bizalmunkat némileg megingatva érezzük. Fokozza ezen nyugtalanságot a használt bizonyítékok sokfélesége, a legkülönbözőbb, gyakran mesterkélt és emellett kaleidoskopszerűleg változó érvelések tarkasága. […]
Tisztességes, őszinte polémiánál azon kell lennünk, hogy magunkat az ellenfél gondolatmenetébe beletaláljuk. Hacsak enmagunkat csalhatatlanoknak nem tartjuk, ha nem hiszsziik, hogy az egyszer felállított tudományos állítások többé meg nem dönthetők, ugyan hogyan ne éreznék az oltásba vetett bizodalmunkat megingatva, ha pl. látjuk, hogy egy nagy kórháznak igazgatója és főorvosa — hivatkozással az ő saját tapasztalataira, sőt azoknak idézése mellett! — a himlőoltás meddőségét vallja […].
A mi engem illet, sok időn át kerültem az ezen vitába való elegyedést, kényelmesebbnek találván az orvosi tudomány vezérférfiainak véleményében egyszerűen belényugodni. Midőn azonban a hetvenes években, a fővárosban is kitört nagy himlőjárvány alatt, abbeli szándékom, hogy családom tagjait ez alkalommal újból oltassam, az eziránt megkeresett több orvosbarátom félreismerhetlen kételyével találkozott, úgy a tudományos mint az egyéni érdekeltség arra indított, hogy ezen sokat vitatott kérdésnek statisztikai alapját mégis megvizsgáljam.
Kőrösy azonban ezt követően azt gyönyörűen bemutatja azt is, hogy az oltásellenesek látszólagos statisztikai bizonyítékok mögött milyen csúsztatások vannak: például úgy dobálóznak halálesetek abszolút számaival, hogy közben nem vesznek tudomást egy-egy város robbanásszerű növekedéséről (amely miatt, ha 100 000 lakosra számítanák a halálozást máris nem működne az érvrendszerük), vagy egy-egy oltatlan terület járványmentes időszakának adatait vetik össze járványsújtott, de beoltott területekével. Ha viszont ezeket mind korrigáljuk, akkor “megbízható statisztika mellett éppenséggel lehetetlen az oltás véderejét megczáfolni.”
Ilyen és hasonló logikai bukfencek és csúsztatások, almák és körték összehasonlítása természetesen mindenki számára ismerős lesz, aki a napi híreket követi. Ha mondjuk egy sikeresen védekező országban az egymillió főre eső (összesen) 10 haláleset 100-ra fut fel, az már tízszeres növekedést jelent, amihez képest az egymillió főre eső 3100 és 3300 közti különbség szinte elhanyagolhatónak tűnik, pedig abszolút értékben lényegesen több halálesetet jelent. Vagy hasonló módon, egy nagyon nagy átoltottságú országban, a tünetes koronavírusos betegek jelentős, akár az oltatlanokéval összemérhető része lesz oltott – csak hát nem mindegy mekkora arányokról beszélünk. Ismét csak Kőrösy megfogalmazásában:
A leggyakoribb hibaforrást képezi az észlelt tömeg absolut nagyságának megnemfigyelése. A statisztikának a különböző nagyságú tömegeket mind egyforma nevezőre kell hoznia: ez okból tulajdonképen mindig csak arányszámokban, mindig csak százalékokban gondolkozik.
Az egy és negyed százada írt kis pamflet ma is érvényes sorainak olvasása közben két gondolat fogalmazódhat meg bennünk: egyrészt mennyire tragikus, hogy ugyanazokat a köröket futjuk ismét és ismét le, másrészt, konkrétan a himlő esetében hihetetlenül hatékony volt a kötelező oltásokra alapozó nemzetközi kampány és ennek megfelelően sokkal, de sokkal halkabbak lettek konkrétan a himlőoltás hatékonyságát és fontosságát megkérdőjelező hangok. Talán ez a legtöbb, amiben a koronavírusos oltások esetében is bízhatunk.
(A témában lásd még korábbi posztjainkat az oltások hatékonyságáról [1, 2, 3], az oltás vs. szabadságjogok kérdéskörről, illetve az oltáskommunikáción nehézségeiről [1, 2]).
Mozambik 20. századi története magában hordozza a hasonló egykori gyarmatok összes nyomasztó jegyét. A brit magántársaságok önkényuralma után rövid német, majd hosszabb portugál fennhatóság következett és az 1975-ös függetlenség nem valami szebb jövő, hanem egy évtizedes pusztító polgárháború kezdete lett.
Utóbbi pedig nem kímélt senkit és semmit: nemcsak az emberéletek váltak beáldozható nüanszokká, hanem az állati életek is, különösen akkor, ha a puszta húsutánpótláson kívül esetleg bármi egyéb anyagi haszon is származhatott az adott élőlény lelövéséből. Talán semmi sem példázza azt jobban, mint a Gorongosa Nemzeti Parkban élő elefántpopuláció története.
A Nemzeti Park maga a Nagy-hasadékvölgy déli végénél elhelyezkedő terület, ami már a 1960-as évek óta nemzeti parkként működött és páratlan fajgazdagsága miatt a mozambiki függetlenség hajnalára méltán világhírű lett. A polgárháború aztán ezt a páratlan faj- és egyedgazdagságot teljesen eltüntette: az állományuk század, vagy ezredrészükre zsugorodtak és egyes fajok (pl. zebra és oroszlán) gyakorlatilag kipusztultak ezen a területen. Az elefánt populáció ehhez képest szinte szerencsésnek mondható, hiszen “csak” 90%-os csökkenést könyvelhetett el és az 1972-es 2542 egyed helyett 2000-re 242 állatot lehetett még fellelni. S ami még érdekesebb, ezzel párhuzamosan a populációban látványosan megnőtt az agyar nélküli egyedek aránya.
A Gorongosa Nemzeti Park elefántpopulációjának mérete, illetve az egyes időpontokban az agyartalan példányok aránya (Forrás: Science)
A Science-ben a tegnap megjelent cikk alapján az emberek által végrehajtott brutális szelekció eredménye egy olyan allél feldúsulása lehetett a populációban, ami nagyon szép példája a nemhez-kötött, letális domináns jellegek öröklődésének.
Először is nagyon érdekes, hogy a most már félévszázados elefánt-cenzusban, sosem lehet agyar nélküli hímeket fellelni, csak nőstényeket. Ez már önmagában is azt sugallja, hogy elképzelhető, hogy egy X kromoszómához kötött tulajdonságról van szó, amelynek agyartalnaságot okozó alléja (nevezzük ezt XD-nek) hímek esetében letális. Ha így van akkor az azt is jelentené, hogy az agyartalan nőstények pedig X+XD genotípusúak. Ez pedig két fontos predikcióhoz vezetne:
egyrészt az agyartalan nőstények lány utódjai között viszonylag egyenlő arányban kellene találunk agyarral és agyar nélkül rendelkező egyedeket, míg a (feltehetően) X+X+ genotípusú agyaras nőstények esetében kvázi csak agyaras utódok kellene legyenek;
másrészt mivel az XDY genotípusú hímek nem élnek túl, az X+XD nőstények utódjai közt nem fele-fele arányban lesznek hímek és nőstények, hanem az utódok kétharmada nőstény lesz.
Az agyarral rendelkező és agyartalan nőstények utódainak megoszlása jellegzetes különbségeket mutat: előbbinek szinte kizárólag agyaras utódjai lesznek, utóbbinál pedig kb. fele-fele arányban találjuk a két fenotípust (A). Az agyartalan anyák utódainak kétharmada nőstény (ellentétben a várt 50%-al) (B). (Forrás: Science)
A megfigyelések ezt szinte tökéletesen hozzák, ezáltal egy új, szép de szomorú példát szolgáltatva a tankönyvek számára.
A kapcsoltsági elemzések alapján két gén “gyanúsítható” az agyartalan fenotípus létrehozásával, a zománcfejlődésben fontos AMELX és a dentinképzéshez szükséges MEP1A. Az ábra ezek kifejeződését mutatja a normális agyarban. (Forrás: Science)
Persze fontos kérdés az is, hogy vajon mi is az a bizonyos génvariáns, aminek a nőstények agyartalansága köszönhető? Az eddigi vizsgálatok arra voltak elegendőek, hogy az X kromoszóma egy bizonyos szakaszára le lehessen szűkíteni a keresést. Itt egy AMELX nevű, a fog-fejlődésben szerepet játszó gén található. Utóbbi a zománcfejlődésben szerepet játszó amelogenin nevű fehérjét kódolja és emberekben az ezt tartalmazó régió deléciója egy zománcképződési problémákkal járó Amelogenesis Imperfecta nevű ritka betegséget okoz, valamint – nem mellesleg – hím letalitást.
A genom többi részét is megnézve, még látható szelekció nyoma az autoszomális (vagyis nem nemi kromoszómán levő) MEP1A gén környékén is, amely egy dentin mineralizációban lényeges faktort hoz létre.
Mivel a konkrét mutációt még nem találták meg, bizonyosságról nem beszélhetünk, de jelenleg az tűnik a legvalószínűnek, hogy az elefánt-agyar iránti kereslet egy olyan mesterséges szelekciós mechanizmust hozott létre, ahol az agyartalan elefántok szelekciós előnyhöz jutottak és így a populációban addig csak kis mértékben jelen levő mutáció egy ideig dominánssá tudott válni. A polgárháború vége és a nemzeti park helyzetének javulása lehetővé tette, hogy a természetes szelekció “vegye ismét kézbe” az allél-gyakoriságok szabályozását és talán pont ennek is köszönhető, hogy ismét az agyarakkal rendelkező állatok kerültek többségbe. (Nem zárható ui. ki, hogy az XD mutációnak egyéb olyan hatásai is vannak, amelyek a rátermettséget csökkentik – a cikkből sajnos nem derül ki például, hogy az agyartalan nőstények fogai is jobban megviselődnek-e.)
A Gorongosa Nemzeti Park egyébként azért is érdekes, mert az egész története reménykeltő, hogy egy kis odafigyeléssel teljes ökoszisztémákat vissza lehet hozni a megsemmisülés határáról. Erről szól (részben) egyik nagy kedvencem, Sean B. Carroll “Serengeti Rules” c. könyve, illetve az alább linkelt előadás.
Campbell-Staton SC, Arnold BJ, Gonçalves D, Granli P, Poole J, Long RA, Pringle RM (2021) Ivory poaching and the rapid evolution of tusklessness in African elephants. Science374(6566): 483-487. doi: 10.1126/science.abe7389.
Még a blog hajnalán futó, “Csökevényszervek” sorozatban írtam egyszer az emberi farokról, ami egyrészt azért érdekes, mert jobbára nincs, pedig az emberi fajt is magába fogadó rendszertani törzs, a Gerinchúrosok egyik legfontosabb bélyege az ún. posztanális farok, másérszt – ahogy az ominózus poszt is pedzegeti – néha, atavisztikus jegyként mégis feltűnik.
A teljes képhez még hozzá kell tennünk, hogy mindez igaz más emberszabásúakra is, illetve a farok tulajdonképpen elkezd kifejlődni embrionálisan, de aztán, jobbára a sejtek pusztulása (apoptózisa) miatt, az utolsó trimeszterben elsorvad.
Mindig is érdekes kérdésnek tűnt, hogy vajon mi okozhatta evolúciósan egy ilyen kulcsbélyeg eltűnését, miért volt erre szükség, illetve hogyan figyelhető meg mégis pár emberben csökevényes farok a születés után. Ezekből az első és utolsó kérdésre ad, ha nem is teljes, de részleges választ egy napokban a bioRxiv-on publikált preprint.
A szerzők fontos meglátása volt, hogy az emberi gerinc és farok fejlődésének egyik kulcsgénje, a TBXT esetében az emberszabásúak genomja egy fontos pontban eltér más főemlősökétől: a hatodik és hetedik exonok közt feltűnik egy új ugrálógén-kópia, az AluY.
A főemlősök filogenetikai fáján (bal oldalon) jól látszik, hogy a farok nélküli emberszabásúak a csoport evolúciósan legfiatalabb leágazását jelentik. Az emberszabásúak genomja a TBXT gén hatodik intronjában egy új AluY transzpozont tartalmaz (jobb oldalon), aminek következtében apre-mRNS-ek érése folyamán a gén teljes hosszúságú izoformája mellett egy másik is keletkezik, amiből hiányzik a hatodik exon szekvenciája.
Az Alu elemek alkotják az emberi (pontosabban a főemlős) genom egyik legnagyobb “ugrálógén” közösségét, hiszen olyan, egyenként kb. 300 bp hosszú transzpozonokról van szó, amelyekből közel 1 millió van az emberi genomban, vagyis a genomunk több mint tizede ilyen szekvenciákból áll. Nem egy monolitikus transzpozontengerről van szó, ezeken belül is megkülönböztetünk különböző alcsaládokat, amelyek közül pár, így például a talán legfiatalabbnak tartott AluYis, még mindig aktívnak tűnik.
És ez adja a konkrét megfigyelés lényegét is, ugyanis a főemlősök genomjában a TBXT gén hatodik intronjában egy (evolúciósan) új AluYtalálható meg. Ez azért vált különösen érdekessé, mert egy kicsit távolabbi rokona egy AluSx1transzpozon az előző, vagyis ötödik intronban is felfedezhető és a két elem szekvenciahasonlósága kellően nagy, hogy a TBXT gén átíródásakor a még éretlen pre-mRNS-ben egy hurokszerű struktúra jöjjön létre, ami bezavar a pre-mRNS érésébe, azaz a splicing folyamatába.
Így emberben (és feltehetőleg más emberszabásúakban is) tulajdonképpen a TBXT gén két izoformája jelenik meg: a teljes hosszúságú és egy másik, amiből a hatodik exon hiányzik és egy csonkolt fehérje képződését segíti elő. Vagyis egy emberszabású embrió kis túlzással úgy viselkedik, mint egy heterozigóta mutáns (ahol szintén két verziója lenne jelen a génnek), s innen jött az ötlet, hogy mi lenne, ha meg is néznénk pont ezt egy olyan állatban, ahol egyébként kifejlődne a farok, pl. egy egérben.
Egerekben végzett genomszerkesztéssel létrehoztak olyan egyedeket, ahol az egyik Tbxt allélból hiányzott a hatodik exon – ezeknek az állatoknak vagy rövidebb volt a farka, vagy ki sem alakult.
Modern genomszerkesztési technológiákat felhasználva létre is hoztak ilyen egereket és bingó, azoknak többnyire ilyen-olyan farok-fejlődési rendellenessége volt, többeknek pedig egyáltalán nem fejlődött ki a farka (összesen a hetrozigóták harmadánál volt valamilyen fenotípus). Ezeket a kísérleteket még kiegészítették emberi sejtvonalakon végzettek is, amelyek szintén visszaigazolták, amit sejteni lehetett: mind az AluY, mind az AluSx1 szükséges a plusz izoforma kialakulásához, hiszen egyik, vagy másik hiányában nem alakul ki a pre-mRNS érésbe bezavaró hurok-struktúra.
A hatodik exon delécióját mindkét Tbxt alléljukon hordozó, homozigóta egerek a farok hiánya mellett vagy a nyitott gerincre emlékeztető elváltozásokat mutatnak (zöld nyilak), vagy – extrémebb esetben – az embrionális fejlődés kilencedik napján megállnak és nem növekednek tovább.
A mutáns egereknek köszönhetően azt is tudjuk, hogy a hatodik exon deléciója homozigóta állapotban halálos és az ilyen egerek a farok hiánya mellett az emberi nyitott gerincre (spina bifida) emlékeztető elváltozásokat mutattak.
Összességében tehát úgy tűnik, hogy az emberszabásúak faroktalanságát egy transzpozon túlbuzgóságának köszönhetjük, amelynek következtében a TBXT gén két izoformája is jelen van a sejtekben. Valamiért (s itt azért még tapogatózunk) a faroknélküliség egy előnyt jelenthetett a földön több időt töltő őseinknek és megjelenhettek és rögzülhettek olyan stabilizáló mutációk is, amelyek a csak részben penetráns faroktalan fenotípust (a heterozigóta egerek csak harmada lesz az), teljesen penetránssá tették. Ugyanakkor, ha valamilyen egyéb okokból változik a két TBXT izoforma aránya, jó eséllyel annak vagy az lesz a következménye, hogy nyitott gerincű gyerekek születnek, vagy épp olyanok, akiken ektopikus, atavisztikus farkak jelennek meg.
Xia B, Zhang W, Wudzinska A, Huang E, Brosh R et al. (2021) The genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes. bioRxiv 2021.09.14.460388; doi: 10.1101/2021.09.14.460388
A tavalyi hiátus után az idén valóban megrendezésre kerül az Ünnepi Könyvhét (még ha kis késéssel is). Mi pedig, szokásunkhoz híven erre az alkalommal egy külön könyvajánló poszttal készültünk, ami annyiban különleges, hogy először ajánlunk olyan könyvet, amelynek a szerzője egyben a blog (egykori és esetei) szerzője is. Lássuk hát, mit olvastak régi és új szerzőink az elmúlt évben, amit ajánlanának is a blog látogatóinak.
;_Fragment_of_a_Letter_or_Document_(verso)_MET_DP800417.jpg){kind=link}