tg-cbmass-20121025

Bár a homeopátia önmagában az ártatlan (és hasznos) placebo hatás kihasználása, ha használata a modern orvostudomány rovására történik, akkor nemcsak veszélyes lehet, de akár halálos. De vajon milyen is lenne egy kórház, ahol a kutyaharapást az eb rettentően sokszorosan hígított szőrével kezelnék...?

(via Pharyngula)

Mint arról bárki, aki vaksötétben próbált megtalálni egy kulcslyukat tanúskodhat, az éjszakai látás trükkös dolog. A hangsúly egyáltalán nem színeken van, hanem árnylatokon; valami észrevétele és meg nem látása közt alig néhány fotonnyi különbség van.

Érthető ennek függvényében, hogy az éjszakai életmódra berendezkedő  állatok igyekszenek maximalizálni a retinájuk által felfogott fényt. Az ilyen irányú adaptáció egyik legismertebb következménye egy különleges fényvisszaverő réteg kialakulása a szemben - ez az ún. tapetum, és ez az oka például annak, hogy a macskafélék szeme sötétben világít.  

Természetesen még létezhetnek finomítások, és egy ilyent a hetekben írtak le az Azara-éjimajom (Aotus azarae) (owl monkey) kapcsán.

Az Aotus génuszba tartozó éjimajmok egyik jellegzetessége, hogy az össze közeli rokonuk nappali, vagyis szinte biztos, hogy itt egy viszonylag a közelmúltban kialakult tulajdonsággal állunk szemben. Így elvileg az éjszakai látás élettani hogysmintjének megismerésén túl arra is fényt deríthetünk, hogy az evolúció milyen fejlődési folyamatokba "piszkált bele".

Egy kapucinus majommal összehasonlítva, két dolog szinte dobja magát: egyrészt az Azara-éjimajom rendelkezik a fent említett tapetummal, másrészt jól látható, hogy a szemek mérete jelentősen megnőtt a koponyhoz képest, ami természetesen nem haszontalan, ha a vizuális információt igyekszünk maximalizálni. (Hogy részben lelőjem a poént: ez az a két tulajdonság amiről nem lesz szó a későbbiekben.) Van azonban egy harmadik, nagyon is lényeges változás, amihez némi szövettani viszgálódásra van szükségünk: az éjimajmok szemében a színérzékeny csapsejtek aránya, a monokromatikus, de fényre nagyon szenzitív pálcikákhoz képest lecsökkent (pontosabban arányiban több pálcikát lelünk).

A kérdés így arra egyszerűsíthető le (és itt tényleg átugrok néhány lépést), hogy milyen fejlődéstani lapja lehet egy ilyen változásnak? Miért és miként dönt úgy több sejt a retina kialakulása során, hogy pálcika-identitást választ?

A válaszhoz röviden meg kell ismerkednünk a retina kialakulásának egyik fejlődéstani szabályszerűségével: azok a sejtek amelyek a fejlődés korai szakaszaiban lépnek ki a sejtciklusból, azok csapok (cones) lesznek, míg a később kilépők pálcikák (rods). (Természetesen még számos más sejttípus van - kicsit bővebben lásd itt -, de a történet szempontjából most egyszerűsítenék.) És ez egyben sugal egy elég egyszerű evolúciós utat is az éjimajmok retinája felé: ha valami módon - pl. elhúzódik a sejtciklus - kevesebb sejt differenciálódik az egyedfejlődés korai fázisaiban, több sejt léphet ki a sejtciklusból később és válhat pálcika-fotoreceptorrá. 

A jelek szerint az Aotus éjimajmok épp ezt a megoldást választották. (Persze ezt kimutatni egy kicsit trükkös, hiszen vizsgált, viszonylag közeli rokon majmok fejlődése is különbözik annyira, hogy nem hasonlítható össze csak a megtermékenyítéstől eltelt idő alapján.) A retina differenciácója az éjszakai fajokban (nocturnal) későbbre tolódott, és ez pont a számukra igen hasznos fényérzékeny sejttípus mennyiségét növelte meg.      

Kicsit a legutóbbi poszt apropóján (másrészt mert most nincs időm többet írni), ajánlom mindenki figyelmébe az Evolution: Education and Outreach legutóbbi számát, amely teljes egészében az "átmeneti fosszíliáknak" szenteltek.

A terület nagyjai írnak a hal - szárazföldi gerinces átmenetről, a cetek kialakulásáról, a madarakról (primavis kommentjeire bizton számíthatunk e kapcsán ;-)) és még szinte mindenről, ami csak eszünkbe jut.

Külön ajánlanám a "hiányzó láncszem" fogalmát (ismételten) helyretevő cikket. Ahogy Louise Mead írja: "A "hiányzó láncszem" fogalma egy "archaikus kifejezés", amit az Előlények Nagy Láncolatához köthetünk, a fizikai és metafizikai világot töretlen láncolatként szemlélő világképhez."

Úgy tűnik, hogy manapság egy-egy tetszetősebb fosszília bemutatásának alaptartozéka az interaktív honlap, az épp folyó Darwin-év apropóján az öreg Charles nevének becsempészése a latin elnevezésbe, na és persze annak a végtelenített hangsúlyozása, hogy egy "hiányzó láncszemről" van szó. Így volt ez pár hónapja a Puijila darwini esetében, és hatványozottan így van ez a pár hete bejelentett Darwinius masillae-vel. Utóbbinál az ütős honlapot még bőven megfejelte az egész estés TV műsor a BBC-n és a History Channel-en (David Attenborough narrálásával), illetve általában a média felhajtás, ami a Tiktaalik óta nem látott fordulatszámon pörgött. A honlapok/TV-műsorok teljesen rendben is vannak, a névválasztást jobbára mindenki saját belátása szerint ejtheti meg, de azért a "hiányzó láncszemezés" hagy némi kivetnivalót maga után, de erről később.

A szóban forgó Darwinius, vagy "leánykori" neve alapján Ida (az egyik felfedező kislányáról kapta a nevét), esetében egy biztos: az utóbbi idők egyik legjobb állapotban levő leletéről van szó (az általában törékeny emlősök közt asszem talán nem is nagyon akad párja). Figyelembe véve a lelet kissé kalandos történetét ez nem feltétlenül triviális.

A németországi Messel környékén levő lelőhely már hosszó idő óta kedvelt célpontja az amatőr és kevésbé amatőr csontvadászoknak. A "gödör" egy korabeli vulkanikus tó helyén keletkezett: utóbbiból, a maga idejében, rendszeres időközönként mérgező gázok szabadultak fel, elpusztítva a környéken tartózkodó állatokat. Így aztán, azóta megkövesedett üledéke, különlegesen gazdag gerinces és gerinctelen állatok maradványaiban. Az Ida csontjait tartalmazó palalemezre, amennyire az visszakövetehető, 1983-ban bukkantak magángyűjtők. A profitjukat maximalizálandó a lemezt sikeresen kettétörték, szétválasztva a fosszília jobb és baloldali részét. A kevésébé teljes részét tehetséges preparátorok "kiegészítették", hogy teljesebbnek látszódjon majd pontosan nem tudni hány gazdán keresztül, egy wyomingi múzeumban kötött ki. A mellékelt képen is látható teljesebb, jobb oldali rész két éve tűnt fel egy németországi fosszília vásáron, ahol az egyik dealer, személyes ismerettségük okán ajánlotta fel Jørn Hurum-nak, az oszlói természettudományos múzeum kurátorának. Az ár (amit végül szinte örömmel fizettek ki a norvégok) potom egy millió dollár volt.

Amint biztonságban tudta a leletet, Hurum a terület legjobbjait igyekezett összegyűjteni, hogy elemezzék, mit is talált. Első látásra egy lemur nagyságú és azokhoz hasonló testalakatú kis emlősről van szó, amely viszonylag fiatalon (kb. egy évesen) pusztult el. Ezt az bizonyítja, hogy tejfogai közül (sárga szín) még számos megtalálható, és mint a mellékelt CT mutatja, a végleges fogak (rózsaszín) még türelmesen várakoznak sorukra alattuk. Feltételezhető, hogy a fiatal nőstényt (mert az ún. bacculum, azaz péniszcsont hiányában nem nagyon lehet más) nemrég választotta el az anyja és kezdett el egyedül táplálkozni. Csontozata alapján az is valószínánek tűnik, hogy négy lábon közlekedett az ágakon és nem ugrált rendszeresen, mint a mai lemurok. 

Ami Idát különlegessé teszi az az, hogy néhány kulcs jegy alapján biztosnak látszik, a felületes hasonlóság ellenére nem egy ős-lemurról van szó. Nem találkozunk a lemurokra jellemző "fog fésűvel", sem a kurkászó karommal. Ehelyett a kis lény minden ujján köröm található és, ami talán még fontosabb, hüvelykujjai szembefordíthatóak. Vagyis nem egy orrtükrös majomról (Strepsirrhini) van szó (ahova a lemurok és lórik tartoznak), hanem egy orrtükör nélküliről (Haplorrhini). Mindezek alapján a cikk szerzői amellett törnek lándzsát, hogy a Darwinius vagy a "majomalkatúak" közvetlen ősének tekinthető, vagy az ős egész közeli rokonának. És ez az, ahol a vita kezdődik. Ugyanis sokak szerint a cikk eleve nem vizsgál elég jellemvonást ahhoz, hogy ilyen következtetést lehessen levonni (a szokásos 200-300 helyett, csak néhány tucatot) és nem vesz figyelembe néhány fontos leletet a közelmúltból. Hogy a kritika mennyiben megalapozott azt sajnos személyszerint nem tudom megítélni, annyit azonban megjegyeznék, hogy a cikk néhány szerzője, pl. Phil Gingerich mögött már elég komoly életmű áll, így őket aligha hajthatja a szenzációhajhászás, a hírnév utáni vágy.

És akkor végül a "hiányzó láncszemezésről": egyszerűen marha kicsi a valószínűsége annak, hogy valóban egy olyan fajt leljünk, amire valóban illik ez a jelző. Nem azért, mert ilyenek nem éltek, hanem mert a.) a fosszilizáció nem egy triviális dolog, ill. b.) adott időszakban valószínűleg több egymásra eléggé hasonlító faj élt, amelyek közül azonban csak egyik hagyott maga után ma is létező leszármazási vonalat és nem feltétlenül az, amelyiknek fosszilis egyedeit ismerjük. Ezen egykori, rokon fajok mindegyike, így a "hiányzó láncszem" is, hordozott közös, ősi jegyeket, amelyek ősiségét és fontosságát viszonylag könnyen felismerhetjük. De, pont a leírtak miatt, pusztán ezen jegyek jelenlétéből valójában nem következtethető az, hogy konkrétan egy "hiányzó láncszemről" van szó. Mindez valamilyen szinten szőrszálhasogatásnak tűnhet és természetesen a fontos átmeneti jegyeket hordozó fajokat a közbeszéd továbbra is "láncszemezni" fogja, de azért jó ha tudjuk, valójában miről is van szó.

Hurum és társainak lekesedése érthető, a Darwinius mindenképpen különleges lelet. De, hogy valóban 100 év múlva is visszaköszön-e ez a kép a tankönyvek lapjairól, mint azt a lelkes norvég felfedező állítja, az még nem biztos. Az Archaeopteryx és a Tiktaalik szinte biztos ott lesznek; Idának még várnia kell egy kicsit, hogy biztosan kiderüljön, valójában ki is, mi is volt ő.                     

(Aki további részletekre kíváncsi, annak ajánlom Gingerich saját magyarázatát, ill. az Ida tiszteletére futtatott blog karnevált.)  

Bocsánat a bombasztikus címért, de ha az ún. "beszéd-gént" klónozzák egérbe, akkor nehéz ellenállni a kísértésnek ;-).

Tehát akkor FOXP2, hiszen ez az említett gén "civil" elnevezése. Mint arról már bővebben ejtettünk szót az emberré válás feltételezett okait végignyálazva, a gén két független, de jól hangzóan összeköthető ténynek köszönheti népszerűségét: egyrészt mutációja emberben komoly kommunikációs nehézséget okoz, másrészt a csimpánzokkal való közös őstől való elválás után, a Homo vonalban (beleértve a neandervölgyieket is) két aminosav megváltozott a gén kódolta fehérjében, és minden jel szerint ez valamilyen szelekciós előnyt jelentett. Két aminosav nem tűnik soknak elsőre, de ha belegondolunk, hogy pl. az egér és csimpánz FOXP2 között mindössze egyetlen aminosav eltérés fedezhető fel, akkor már látható, hogy ez a fehérje nem "szeret" fölöslegesen megváltozni, így az említett két mutációnak valami fontos következménye kell legyen.

A kritikus énünk viszont fontosnak tartja kiemelni, hogy a FOXP2 nemcsak az agyban fejeződik ki, így aztén mutációja más funkciójával is kapcsolatba hozható lehet, nameg a gén maga is általános kommunikációs génnek tűnik, nem specifikus "beszéd-génnek", hiszen mind egerekben, mind madarakban a mutációja kommunikációs gondokat okoz.        

Ettől persze függetlenül, vagy pontosabban éppen ezért, érdekes lenne megtudni, hogy mi a következménye a két "emberi" aminosav-mutációnak. Ennek kiderítésére egy német csoport ún. "humanizált-egereket" hozott létre, amelyek Foxp2 génjét úgy változtatták meg, hogy a két kritikus helyen az emberre jellemző aminosavsorrend legyen jelen. Az eredmény természetesen nem beszélő egér, de ennek ellenére igencsak árulkodó.

Egyrészt egy apróbb, de statisztikailag jelentős viselkedésbeli változást detektáltak: a mutáns (Foxp2^hum/hum) egerek kevésbé szerették felderíteni a környezetüket mint nem mutáns (Foxp2^WT/WT) társaik (más tekintetben normálisan viselkedtek). Ennek az oka a jelek szerint, hogy az agyban lecsökken egy tipikus jelátvivő anyag, a dopamin mennyisége. Ez különösen feltünő, hiszen a gén maga nem fejeződik ki a dopamint termelő idegsejtekben, így a hatás valamilyen indirekt módon kell jelentkezzen.

Ez valószínűleg az említett dopaminerg neuronok által beidegzett idegsejtekben keresendő, amelyek közül egy jellegzetes csoport viszont kifejezi a gént. Ezek az idegsejtek az egyik nagyagyi törzsdúcban, az ún. striatumban találhatók, és jellegzetes alakjuk miatt "közepes tüskés neuronoknak" nevezzük őket. (Mivel a striatumnak egyébként is szerepe van a beszédképzésben, ez ideális célcsoport eféle vizsgálatra.)

Humanizált egerekben ezeknek a neuronoknak a dendritikus nyúlványai (ahova a dopaminerg sejtek axonjai is kapcsolódnak) sokkal hosszabbak, valamint szinaptikus jellegzetességeik is megváltoznak (erős ingerlés után megnő az ún. LTD, vagyis hosszabb ideig nem lesznek újra ingerelhetőek).

És persze ami a legérdekesebb: ha nem is kezdnek jambusokban regélni, azért a mutáns egerek  vokalizációja megváltozik. Nem nagyon, de azért mérhetően mélyebb frekvenciájú lesz az a kiáltás, amivel a kisegerek hívják fel magukra a figyelmet.

Mindez egy kicsit fellebbenti a fátylat a FOXP2 szerepéről, de azért őszintén szólva ismereteink még így is erősen hézagosak maradnak. Hiszen a FOXP2 egy transzkripciós faktor, de alig tudunk valamit azokról a génekről, amiket aktivál. Azt sem értjük, hogy a két aminosavnyi változás hogyan és mit változtat meg a fehérje közvetlen funkciójában (más geneket is aktivál, vagy csak ugyanazokat, de más erősséggel?), pedig erre mindenképpen szükség lesz, hogy közvetlenül össze tudjuk kötni a morfológiai és viselkedésbeli változásokat a mutációkkal. Hasonlóképpen nem tudjuk, hogyan is lesz a hosszabb dendritekből mélyebb ferkvenciájú vokalizáció. Szóval kérdésből még több is maradt mint amennyi eddig a zsebünkben volt. Ami persze nem feltétlenül baj, hiszen így működik a tudomány.  

Végül itt a cikkhez mellékelt magyarázó video, amiben az egyik szerző összefoglalja az összefoglalnivalókat: