Mi az “élet”?

A tavalyi év két, tudományos szempontból meghatározó híre az első “mesterséges” élőlény létrehozása, illetve a DNS-e felépítéséhez foszfor helyett (állítólagosan) arzént használó baktérium leírása volt. Mindkettő kapcsán számtalan cikk született, amelyek ilyen-olyan színvonalon a felfedezések esetleges filozófiai vonatkozásait is taglalták: előbbi esetben a mesterséges, utóbbi esetben pedig a földön kívüli élet potenciális léte jelentette azt a paradigmaváltó megfigyelést, ami miatt megváltozik mindaz, amit az “életről” gondolunk. 

Ezek fényében ésszerű feltételezésnek tűnne, hogy eléggé pontos definícióval rendelkezünk arról, mi is maga az élet, ez azonban nincs így. Az “élet” ugyanis, hasonlóan a “fajhoz” a biológia legalapvetőbb, ugyanakkor definíciók szintjén legnehezebben megfogható fogalmainak egyike. Az Astrobiology című tudományos magazin több szerzőt is felkért a probléma körbejárására, ám a lap decemberi számában megjelent írásaikat elolvasva csak egy dologban lehetünk biztosak: ez egy nehéz kérdés.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

1023

Február 5-én (szombaton) 10:23-kor Budapesten, Székesfehérvárott és Szegeden homeopátiás túladagolást hajtunk végre magán néhány félelmet nem ismerő szkeptikus. Gyári homeopátiás szerből egy-egy teljes doboznyit fogyasztanak el egyszerre a demonstrálók.

Bővebben az akcióról itt.

Egy gén története

Az evolúció egyik fontos kérdése, hogyan születnek új gének? A mai cikkünkben Richard Cordaux és munkatársai ennek jártak utána. A SETMAR gént először kísérleti hibának gondolták, egy kiméra messenger RNSként írták le, ami egy SET domént és egy mariner – szerű ugráló genetikai elem transzpozáz enzimjét kódoló RNSt tartalmaz. Viszont negyvennyolc különböző mintából sikerült kimutatni ugyanezt a transzkriptet, így hamar kiderült, hogy nem hiba, hanem egy valóban létező, emberi sejtekben átíródó transzkriptum, amiről fehérjetermék is képződik. Az általa kódolt fehérje 671 aminosav hosszúságú és hiszton metiltranszferáz aktivitással rendelkezik. A fehérje ortológját megtalálták zebrahalban, patkányban, kutyában, tehénben, ezek azonban egy lényeges ponton különböztek tőle: Nem tartalmazták a transzpozáz enzimhez hasonlító MAR domént.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Csernobili füvek

Gyakran fölmerül a kérdés fórumokon, hogy ha van evolúció, a Csernobili erőműbaleset után miért nem alkalmazkodtak az élőlények a sugárzáshoz? A válasz roppant egyszerű: De igen alkalmazkodtak, csak az alkalmazkodás nem azt jelenti, hogy megelevenedik a Fallout vagy az X-men világa. Igor Kovalchuk és munkatársai éppen ezt vizsgálták, Arabidopsis növénykéket gyűjtöttek a sugárfertőzött területekről, 1986 és 1992 között. A növénykéket metil metán szulfonáttal (MMS) és egy RB nevű szabadgyökképző anyaggal kezelték. Ezek DNS károsodást okoznak, ezzel körülbelül modellezik a radiokatív sugárzás hatásait.

 

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Fajkeletkezés szúnyogéknál

Ma ismerkedjünk meg a Culex pipiens nevű szúnyoggal! Mivel sok városban él, az ember közvetlen környezetében, ráadásul a nyugat nílusi vírust is hordozhatja, viszonylag sok adatunk van róla, rengetegen vizsgálták mindenféle környezetekben. A C. pipiens szúnyogok az esetek túlnyomó töbségében madarak vérét szívják, ritkán fanyalodnak csak emlősökre. Két populációjuk ismert, a Culex pipiens pipiens és a Culex pipiens molestus, amelyek egymástól jellegzetesen különböznek. A pipiens egyedek a felszínen élnek, nagyrészt madarakból táplálkoznak és kizárólag tágas helyeken párzanak és a telet nyugalomban töltik, míg a molestus egyedek a föld alatt élnek nagyobbrészt emlősökből táplálkoznak szűk helyeken párzanak és egész éven át aktívak. A pipiens egyedek a szabadban élnek, a molestus egyedek viszont általában emberkéz alkotta épületekben élnek, különösen kedvelik a metróalagutakat, ahol egész évben azonos hőmérsékleten élhetnek, ráadásul a rengeteg ott található emlős bőséges táplálékot jelent nekik.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Budapest Science Meetup – Január

Kicsit last minute, de itt a januári program:

Baji Béla permakultura.hu

Mi a permakultúra?

Az ausztrál Bill Mollison, a permakultúra fogalmának megteremtője, a következőképpen definiálja ezt a fogalmat: „A permakultúra olyan mezőgazdasági termelő rendszerek tervezése, és működtetése, amelyek rendelkeznek a természetes ökoszisztémák változatosságával, stabilitásával és rugalmasságával. Az emberi közösségek és a természetes táj olyan integrációja, mely lakóinak biztosítani tudja az élelmet, energiát, lakást és egyéb anyagi, és nem anyagi szükségleteit.”
Tehát olyan gazdasági, szociális és egyben ökológiai egységekről van szó, melyekben azok résztvevői, elemei (emberek, állatok, növények, a táj eredeti, és mesterséges úton létrehozott természet-földrajzi adottságai) között azok természete szerint egy kapcsolathálózat alakul ki. A permakultúra olyan mezőgazdasági rendszerek tudatos kiépítése, létrehozása, amely mintegy “maguktól” működnek, és feleslegessé teszi azoknak a ráfordításoknak a túlnyomó részét, amelyek egy konvencionális, vagy “öko” gazdálkodó egység, és a benne dolgozó emberek szükségleteinek kielégítéséhez szükségesek.
Előadásomban először sematikus ábrákon bemutatnék kétféle ilyen ökölógiai egységet, , a polikultúrás tavat, és az erdőkertet. Majd egy rövid diavetítés keretében néhány képen bemutatnám a maguk valóságában, úgy ahogy sikerült megvalósítanom őket.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Wolbachiák és az egyszerűsíthetetlen összetettség

Maradjunk még kicsit a Wolbachiáknál! A legutóbbi bejegyzésben írtam egy olyat, hogy ha egy Wolbachia baktérium megfertőz egy ízeltlábút, elképzelhető, hogy a kettejük szimbiózisa olyan szorossá válik, hogy már nem élhetnek egymás nélkül. Na jó, de hát mégis hogyan történik ez? Erre szeretnék most egy példát mutatni.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Wolbachiák és a fajkeletkezés

Ha már belekezdtünk a Wolbachiákba, ne hagyjuk annyiban a dolgot, nézzük meg, mit tudunk még ezekről a baktériumokról. Mivel anyai öröklődést mutatnak, ráadásul gyakran már embriókorában megfertőzik az utódokat, természetesen könnyedén bele tudnak szólni a termékenységbe. Ha már tartós szimbiózisra léptek a gazdával, könnyedén előállhat olyan helyzet, hogy a baktérium is meghatározza, mely más egyedekkel képes termékeny utódokat létrehozni a gazda, így ezek az endoszimbionta baktériumok könnyedén a fajkeletkezés motorjává válhatnak. Hogy ezt a feltevést megerősíthessük, kézenfekvő, hogy olyan élőlényeket kellene találni a természetben, amelyek éppen a közepén járnak ennek a folyamatnak.

Éppen ilyen a Drosophila paulistorum nevű légy, amely öt fél-fajra (semispecies) osztható, ezek olyan populációk, amelyek még valamennyire képesek egymással kereszteződni, de már két semispeciesbe tartozó egyednek nagyon kevés életképes utóda kel ki. Ezek a populációk éppen félúton járnak a fajkeletkezés rögös útján. A hat populáció ez esetben az Amazóniai (AM), Andok-Brazil (AB), Középamerikai (CA), Belső (IN), Orincói (OR), Átmeneti (TR). Ezek a semispeciesek nagyobbrészt földrajzilag is elkülönülnek, de mindegyik esetében találhatók olyan területek, ahol több semispecies egyszerre fordul elő. Az elkülönülésüket azonban több tényező biztosítja: A keresztezésekből származó utódok kilenctizede életképtelen, az egyedfejlődés nagyon korai szakaszában elpusztul, valamint a túlélő hímek terméketlenek, csak a nőstények képesek szaporodni.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A macskabunda genetikája

Év végére/elejére valami könnyed illik, így mi is valami ilyesmit kerestünk: arról lesz szó, hogy mit is tudunk a macskabunda-mintázatokat szabályozó genetikai folyamatokról.

Akik rendszeres olvasói a blognak, azok tudják, hogy a szőrzetek és mintázatok, főleg evolúciós kontextusban rendszeresen előkerülnek. Leggyakrabban abban a kontextusban, hogy kevés pigmenst termelő “kivilágosodott” egyedek jelennek meg világos élőhelyeken, illetve más körülmények közt rengeteg fekete pigmenst termelő “melanizált” formák tűnnek fel. Ezek a folyamatok szinte kivétel nélkül az Mc1r szabályozta melanin-szintézis útvonalba szólnak bele.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Az egyszerűsíthetetlenül összetett rendszerek kialakulása

Mint azt annak idején már Darwin is felismerte, bonyolult biológiai rendszerek – ő példának az emberi szemet használta – vélhetőleg nem a ma ismert formájukban alakultak ki a semmiből, hanem számos köztes alakon keresztül, működési változásokkal jöttek létre. Nyilván ezen átmenetek tanulmányozása gyakran nehézségekbe ütközik, de kérdés, hogy ez a folyamat modellezhető –e valahogyan?

Richard E. Lenski és munkatársai éppen erre vállalkoztak, számítógépes programokkal, mondhatni digitális élőlényekkel modellezték egy bonyolult működés kialakulását. Mint tudjuk, az evolúció három alapfeltétele, hogy a résztvevő egységek önmagukat lemásolják, szaporodjanak (1), magukhoz hasonló utódokat hozzanak létre, hogy ezekben a másolatokban időnként hibák, mutációk történjenek (2) és végül, hogy az egyes változatok életképessége különbözzön, (3) azaz szelekciós nyomás hasson az egységekre. A kísérletben használt digitális élőlények ezt a három feltételt teljesítették, önmagukat másolták, időnként hibásan és végig versengtek egymással. A modellhez az Avida platformot használták, ahol az egyes digitális élőlények egymástól függetlenül szaporodnak, ám időnként hibás másolatok készülnek róluk, energiát pedig a környezettől függően különböző logikai műveletek teljesítésével nyerhetnek. A genomjuk egy körkörös utasítássor, amelyeket egymás után hajt végre, kivéve, ha az utasítás egy másik utasításhoz ugrasztja. Minden egyes utasítás huszonhat féle lehet, ezek láthatóak a második ábrán. Az induló program csak szaporodni volt képes, semmilyen logikai műveletet sem hajtott végre, saját magát utasításonként másolta le. A másolásba azonban hibák csúsztak, pontmutációk inszerciók és deléciók történtek a digitális élőlények genomjában. A kutatók semmilyen előfeltételt sem szabtak a mutációknak, az egyes mutáns genomok működése egyedül az utasításkészletüktől függött. Éppen úgy mint a természetben, a mutációk többsége az Avida programban is hátrányos vagy semleges, csak kis részük előnyös.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….