“Ipari melanizmus” tengeri kígyókban

snake_melanism_1.jpg

Ipari szennyeződés és fekete (melanizált) testszín témakörben ugyan a klasszikus példa a pettyesaraszoló volt és marad, de ez nem jelenti azt, hogy más fajokban hasonlóan érdekes – és adott esetben kicsit más logikával működő – adaptációkra ne lenne példa.

Current Biology-ra a napokban felkerült cikkben most egy Óceániában élő tengeri kígyófaj, a Emydocephalus annulatus különböző populációt vizsgálva figyeltek fel arra a kutatók, hogy az ipari-urbánus területek közelében élő kígyók között sokkal-sokkal gyakoribbak a tiszta fekete egyedek, mint az emberi tevékenység áldásos hatásaitól távol élő példányok között. Mivel a pettyesaraszolóval ellentétben a vízben élő kígyók esetében a fekete szín nem segít a rejtőzködésben, felmerült a kérdés, hogy milyen más adaptív előnyt biztosíthat ez a mintázat?

snake_melanism_2.jpg

A válasz a sötét pigemntanyag, a melanin egy másik tulajdonságában rejlik, minden valószínűség szerint, mégpedig abban, hogy az nagyon hatékonyan képes megkötni a nehézfémeket. Márpedig az emberi aktivitáshoz közeli zónákban lényegesen nagyobb az ilyen anyagoknak a koncentrációja, mint máshol, és a tápláléklánc tetején levő, ragadozó kígyókban könnyen felgyűlhetnek ezek a káros anyagok. Ha így van, akkor talán (szólt a feltételezés), több pigment termelésével, illetve a hüllőkre jellemző vedléssel a kígyók egy új mechanizmust fejlesztettek ki arra, hogy a nehézfém fölösleget kiválasszák és eltávolítsák a szervezetükből.

Erre az elméletre egyfajta bizonyítékot egy távoli rokon, a csíkos mintázatú sárgaajkú tengerikígyó (Laticauda sp.) levedlett bőrének vizsgálatával sikerült szolgáltatni. Ezeknek a bőröknek a vizsgálatával fény derült arra, hogy az urbánus zónákban élő egyedek levedlett bőrében sokkal magasabb a különféle nehéz fémek koncentrációja, mint a “vidéki” területeken lakói esetében, illetve a fekete és fehér csíkok külön vizsgálatával az is látható, hogy a sötét csíkok (ahogy azt a nagyobb melanin koncentráció alapján gondolnánk) több nehézfémet tartalmaznak. (A torkolati régiók (“river mouth”) általában egy átmeneti állapotot képviselnek.)

snake_melanism_3.jpg

Azaz adott egy új példa arra, hogy a melanizáció miképpen lehet adaptív egy populáció számára és sajnos ez egyben újabb példa arra is, hogy ezt a fajta trükköt az emberi tevékenység miatt kell bevetnie egy fajnak. Meg persze talán arra is részleges magyarázattal szolgál a dolog, hogy a heavy metal rajongók körében miért népszerű szín a fekete ;-)).


Goiran C, Bustamante P, Shine R (2017) Industrial Melanism in the Seasnake Emydocephalus annulatus. Curr Bio doi: 10.1016/j.cub.2017.06.073

A házimacskák eredete – az archeogenetika szemszögéből

sn-catsegypt.jpg

Ahogy a kutyák esetében is adott az ős a farkas személyében, úgy nem kérdéses az sem, hogy napjaink elkényeztetett házimacskái egységesen vadmacskaeredetre vezethetőek vissza. Sőt még az sem vitatott, hogy a vadmacska (Felis silvestris) öt alfaja közül a közel-keleti/afrikai elterjedést mutató F. silvestris lybica az az állat, amelyből az évezredek alatt kényeztetni való szőrgombócot gyártottunk. Ezen túl azonban több kérdőjel is adódott a macskaháziasítás körül. Ezekre próbál választ adni a Nature  kiadásában megjelenő új lap, a Nature Ecology & Evolution hasábjain megjelent cikk, ahol paleogenetikai eszközökkel kezdtek neki a kérdés vizsgálatának.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Hogyan barnultak be a lovak

dun.jpgA lóháziasítás egyik eredménye a különböző fajták minta-diverzitása, ami ha nem is annyira látványos, mint mondjuk kutyák esetében, de mindenképpen figyelemre méltó.

Nem is kerülte el a genetikusok figyelmét, akik az utóbbi pár évben számos mintázat-típus genetikai okát feltárták. 

Most az egyik legősibb színváltozás okába láthatunk bele egy kicsit, amelynek következtében az ősi lovak (pontosabban patások, lásd alább) viszonylag világos, ún. Dun színe helyett a korai háziasított fajták sötétebb, viszonylag egyenletesen barna színt mutattak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Hópehely

snowflake.pngKözel negyven éven keresztül a barcelonai állatkert embelematikus lakója egy fehér gorilla volt.

Hópehelyt 1967-ben, gyerekkorában fogták be Egyenlítői Guinea őserdejében, és kalandos úton innen került végül Barcelonába. Egy gorilla egyébként sem mindennapos látványosság és egy fehér gorilla pedig egyenesen tökéletes közönségcsalogató: Hópehely közel négy évtizeden keresztül vonzotta a látogatókat, míg végül 2003 őszén rákban el nem pusztult.

Természetesen egy genetikus számára mindig az az izgalmas kérdés, hogy a szokatlan, albínó színezet mögött milyen genetikai változás áll.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Fehér tigrisek

tigers_drinking.jpgNem kell feltétlenül megátalkodott Siegfried és Roy rajongónak lenni, ahhoz, hogy egy fehér tigrist nem csak érdekes, hanem szép és esztétikus jelenségnek tartsunk.

Mivel azonban az esztétikai szempontok felsorolása nem egészen vágna bele a blog profiljába, maradjunk a minket egyébként is jobban érdeklő “érdekes” programpontnál. Vagyis miért fehér egy (bengáli) tigris?

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Sejtnyúlványok szállítják a hírvivő molekulákat egyik sejttől a másikig

zpa2.jpgA gerincesek végtagfejlődésének egyik sokat kutatott lépése az ujjak kialakulása. A folyamatban fontos szerepet játszó sonic hedgehog (Shh) molekula a fejlődő végtagkezdemény egyik speciális, polarizációs zóna (ZPA– zone of polarizing activity) nevű régiójában expresszálódik. A ZPA mezenhimális sejtek kis csoportja a végtagbimbó poszterior részén, mely meghatározza a később keletkező ujjak számát és milyenségét. Hatását hosszú távon fejti ki, vagyis az apikális ektodermális redő (AER) sejtjei, melyek reagálnak a Shh-szignálra, nem közvetlenül a ZPA sejtek mellett helyezkednek el.

A ZPA-val és a Shh-gal kapcsolatban a hosszú táv más szempontból is fontos keresőszó. Ugyanis a ZRS enhanszer, az a reguláló elem, ami meghatározza, hogy a Shh a ZPA sejtjeiben termelődjön, magától a shh géntől több, mint 1Mb (1 millió bázispárnyi) távolságra van, méghozzá egy másik gén (lmbr1) intronjában [1]. Ráadásul a shh gén és a ZRS enhanszer között több funkcionális és az egyedfejlődés adott szakaszában nem aktív gén található. Érdekes módon a gének sorrendje és az enhanszer elhelyezkedése szinténiát mutat az ember, az egér és a fugu (Fugu rubripes) genomjában is. Sőt, mi több, az egérben azonosított cisz-reguláló elemmel homológ hal enhanszer transzgén egér embriókban képes volt rekapitulálni az eredeti shh expressziót a fejlődő végtagban [1]. Hogy pontosan hogyan fejti ki specifikus hatását az enhanszer ekkora távolságon, arra van pár elmélet és persze pár kísérletes válasz, ám a hosszú távú cisz-reguláció mechanizmusa pontosan még mindig nem tisztázott.

Visszatérve a jelátvitelre, a végtagfejlődésben is szerepet játszó szignaling molekulák egy része egy adott sejtcsoportban termelődik, hatásukat viszont ezektől viszonylag távol található sejtekben fejtik ki. A jelátvivők terjedésének mechanizmusára számos elmélet létezik, gerinceseknél főként a passzív diffúzió és a transzcitózisnak nevezett aktív transzport az elfogadott – ez utóbbi esetben a molekulákat az arra nem válaszoló szomszédos sejtek felveszik, majd továbbadják. Gerinctelen embriók esetében leírtak olyan mechanizmust, melyben speciális sejtnyúlványok (citonémák) szállítják az adott jelátvivőt a felhasználó sejtekig. A Nature online kiadványában vasárnap megjelent publikáció szerint a gerinces embriókban a Shh is hasonló sejtnyúlványokon keresztül jut el a célsejtekig [2].

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Ujjszámeredet

polydactylia.pngA béka hátsó lábában, a gekkók melső végtagjában és a mi kezünkben a számtalan homológ csontocska mellett is feltünő egy, fontos, közös vonás: mindannyiunknak öt ujja van. Az öt ujjúság a szárazföldi négylábú gerincesek nagy közös vonása, olyannyira, hogy egy tudományos kifejezés is születtet a sztereotip négylábú végtag leírására: pentadactyl végtag

Az ettől való eltérés mindig különös és az evolúciósan csak egy irányba történik: a békák melső lábán, a madarak szárnyában, vagy a lovak patájában egyaránt kevesebb ujj figyelhető meg (négy, három, illetve egy). Az ötnél több ujjúság (az ún. polydactylia) kóros esetekben észlelhető, például a végtagok fejlődése apropóján korábban már emlegetett Sonic-hedgehog (Shh) gén mutációja okozhat ilyen elváltozást.

De vajon miért pont öt a normális, illetve lehette-e valamikor hat, vagy hét? Esetleg tizenkettő?

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Parti egerek – 4.

peromyscus_phenotypes.jpgHopi Hoekstra csoportját igazán nem lehet azzal vádolni, hogy nem járnak körül egy témát. Ha jól számolom, ez már a harmadik alkalom, hogy egy a floridai homodűnéken élő Peromyscus egérpopuláció mintázatgenetikája apropóján írok a munkájukról, és ugyan a téma már-már túltárgyaltnak tűnhet, azért még nem vennék mérget rá, hogy nem tudnak valami újat és érdekeset kihozni a dologból a jövőben.

Tehát, az előző részek tartalmából: a dűnéken élő egérpopuláció jellegzetesen különbözik a szárazföld belsejében élő rokonaitól, mégpedig hátán világosabb szőrrel rendelkezik (dorsal color), a fehér hasi mellény is tovább terjed a háti irányba (D-V boundary), valamint a szőrrel nem borított farok is fehérsebb, mert hiányzik róla egy jellegzetes barna csík (tail stripe).

Az első tanulmányban a Hoekstra csoport kimutatta, hogy a pigmentációs különbségekért három gén tehető felelőssé, az Mc1r, az Agouti és a cKitA következőkben az Agouti-t vették jobban szemügyre, és akkor arra jutottak, hogy valami szabályozó mutációról lehet szó, aminek hatására megnő a gén expressziója és így kevesebb aktív melanocita lesz a bőrben.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Pikkely mentén reped

crocodile_skin_cracks.pngA Budapesti Állatkert tavaly megnyílt Varázshegyének egyik félreeső csendes terme, a Darwin labor, ötletesen berendezett tárolószekrényeket, előre beállított mikroszkópokat, nagyítóasztalokat rejt, amelyek segítik a a kiskorú látogatókat, hogy rácsodálkozzanak az élővilág sokszínűségére. A tematikusan kialakított kiállítótér felfedezését rövid feladatlapok segítik, amelyek rávezetik a kis kutatókat, hogy hány ujja van összesen egy kétéltűnek, milyen színű a nimfapapagáj tolla, illetve, hogy a pápaszemes kajmán pikkelymérete valahol a cserepes teknős és a puffogó vipera pikkelymérete közt helyezkedik el.

Amiről a kis lap nem tesz említést, de a szemfüles látogató talán azért kiszúrhatja, az az, hogy a fejet borító kajmán pikkelyek a méreten kívül még valamiben eltérnek a másik két hüllő kültakaró képleteitől: ezek ugyanis szabálytalan alakúak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Macskabunda, gepárdbunda

normal-and-king-cheetahs.jpgAmint arra az előző posztomban is utaltam, az állatok külalakját meghatározó mintázatok kialakulása és nagy variációja, illetve az ezek mögött rejlő molekuláris mechanizmus régóta foglalkoztatja a kutatóközösséget. Ennek megfelelően sok mindent tudunk a szőrszín, azaz pigmentáció kialakulásáról és evolúciójáról, viszont meglepően keveset, hogy miként is jön létre adott helyen a mintázat.

Pontosabban, abban viszonylagos egyetértés van, hogy a múltkor említett “reakció-diffúzó mechanizmus” lesz a magyarázó elv, de hogy pontosan milyen molekulák a hunyók, arról még mindig csak találgatunk.

Egy tavaly nyáron megjelent cikk, talán hangyányit közelebb visz a megoldáshoz, de minimum egy érdekes szereplővel gazdagítja ismereteinket.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….