tg-cbmass-20121025

A cetek vízi életmódhoz való alkalmazkodása egy megunhatatlan téma, részint azért mert a gerincesek evolúciójának egyik legérdekesebb története, részint pedig azért, mert az egyre gazdagabb fosszilis anyagnak köszönhetően egyre jobban tudjuk rekonstruálni, hogy miként is következett ez be.

A napokban leírt újabb "átmeneti forma", a Maiacetus inuus, azonban nemcsak abban különleges, hogy újabb részleteket tesz láthatóvá a cetek morfológiai átalakulásából, hanem egyszersmind egy kicsit betekintést enged az ősi cetek viselkedésébe.

A Maiacetus maradványai, mint a ceteknél az már szinte megszokás számba megy, Pakisztánban kerültek elő, egy kb. 47.5 millió éves rétegből. Ha egy későbbi cet, a Dorudon atrox csontvázával vetjük össze, akkor könnyen észrevehető a tipikus cet koponyaforma jelenléte, de az talán még szembetűnőbb, hogy a Maiacetus-nak még mind a 4 végtagja jól fejlett volt. Vagyis még képes volt a szárazföldön járni, bár hosszú újpercei alapján valószínűsíthető, hogy ez rövidebb távokat jelentett csak, és végtagjait már többnyire a víz lapátolására használta.

A szárazföldi életforma abban is megnyilvánulhatott, hogy a mai cetekkel ellentétben, ezek az állatok még a szárazföldön szültek. Erre enged következtetni az egyik lelet, amely egy ellés előtt álló nőstény, és a méhében levő magzat különlegesen jó minőségben megmaradt maradványa. A magzat (kék színnel, bal oldalt) fejjel a méhszáj fele található, ami tipikusan a száraföldi emlősök sajátossága (lásd egy tehén szülését A-C), és azért előnyös, mert csökkenti a fulladás veszélyét. A mai bálnákra viszont már egy fordított testhelyzet a jellemző (D), ami az ő, vízi életmódjuk során minimalizálja a világrajövetel kockázatát. 

(Bár bő egy éve már leírtam a lényeget, egy mai IndexVideo miatt most amúgy is megint a génmódosításról írnék. Mivel azonban a napokban hasonló apropóból már máshol írtam néhány sort, és nincs kedvem kvázi ugyanazt leírni, most annak a betűhalmaznak kicsit átírt verzióját teszem ide.) 

Egy mondatban a lényeg: nincs semmilyen a priori okunk arra, hogy a génmódosítást félelmetesnek állítsuk be, és a génmódosítás, mint technológia, csuklóból elutasítása nemcsak alaptalan és tudománytalan, de felelőtlen is.

És akkor egy kicsit részletesebben: a génmódosítás mindennapjaink része, bár remélhetőleg egy biológia-blogban ezt fölösleges nagyon kifejteni. A természet maga is intenzíven "génmodosít" (mutációk, anyone?), amit aztán mi, emberek, keményen kihasznál(t)unk. Aki azt hiszi, hogy a génmódosítást csak őrült és/vagy pénzéhes tudósok csinálják, szuper-titkos laborjaikban, az az én szememben ignoranciából egy kreacionista szintjén mozog, hiszen mind a ketten a genomok kvázi állandóságát hiszik és hirdetik.

Nyilván nem az jut eszünkbe, amikor kukoricát veszünk, hogy ennek a növénynek erősen módosult tga1 génje van, vagy amikor rizst főzünk, hogy az azért válhatott a fél világ haszonnövényévé, mert az sh4 gén mutációjának következtében nem szórja a magjait. (A jázmin rizs kedvelői meg az sk2 enzim loss-of-function mutációjáért lehetnek hálásak, a sticky-rice rajongók pedig egy keményítő-szintáz splice-acceptor mutációjáért.) Az organic szekcióban/piacon vásárolt hosszúkás (lucullus) paradicsomot fogyasztva sem az az első gondolatunk, hogy hú, ez mennyire transzgén, hiszen egy transzpozon ugrott az IQD12 gén szabályozórégiójába és emiatt az túltermelődik, pedig mégis erről van szó. Vagy ott van az ultimate Frankenfood, már ha az eredeti történetre gondolunk, a 3-4 különböző faj hibridizációjából létrejött búza - amit mégis gondokozás nélkül fogyasztunk.

Ami, így 2009-ben, különbözik az előző sokezer évtől, hogy több évig (évtizedig) tartó szelekció-keresztezés-szelekció helyett közvetlenül, célzottabban tudunk géneket módosítani. Igen, ez azt is jelenti, hogy akár Bt-toxint tudunk termeltetni a levelekkel, de azt is jelentheti, hogy ún. ciszgenezist hajtunk végre, amikor rokon fajtákból viszünk át közvetlenul genomi szakaszokat a tápnövénybe. Ez gyakorlatilag ugyanazzal az eredménnyel jár, mint az előbb említett, erősen időigényes "klasszikus" eljárás, ahol tucatnyi generációt eltarthat, amíg sikerül csak az adott szakaszt berekombináltatni.  Ciszgenezissel már növeltek meg a fehérjehozamot, vagy a szárazságtoleranciát gabonafajokban, de ebből a legtöbben nem tudunk semmit, mert ezek a növények (hiába csak búzafajta - búzafajta közti génmódosításról van szó), egy csomó helyen nem kerülhettek forgalomba, hiszen jajistenemgéjemók. Személy szerint nem latom, hogy állíthatja valaki, bármilyen alapon, hogy ez nem egy nonszensz állapot. 

És akkor egy kis visszatérés egyik kedvenc vesszőparipánkhoz, a pigmentáció evolúciójához. Ezúttal az észak amerikai szürkefarkasokat vesszük nagyító alá, ugyanis ennél a fajnál egy érdekes színezeti trend figyelhető meg: az északi, fátlan tundrán fiatalon világosszürkék, idősebben pedig piszkosfehér színűek ezek a ragadozók, viszont délebbre, ahogy nő az erdővel borított területek aránya, úgy nő egy olyan színváltozat gyakorisága is, amelyik fiatalon fekete, majd később sötétszürkévé válik.

A fekete szín ilyen esetekben mindig egy kicsit árulkodó: mivel már számos faj esetében feltérképezték a besötétülést, azaz melanizációt okozó mutációt, tudjuk, hogy leggyakrabban ez a egy ún. melanocortin receptorhoz, vagy az általa aktivált útvonalhoz köthető. Így aztán kézenfekvő volt a fekete farkasokban is először a receptort kódoló mc1r gént, ill. a jelátviteli út anatgonistáját kódoló agouti-t megvizsgálni. A vizsgálat azonban nem hozta a várt eredményt: a két említett génben semmilyen olyan változás nem tapaszatlható, ami megmagyarázná a pigmentációs útvonal extra aktivációját.

Így aztán más jelöltek után kellett nézni, és az egyik az történetesen az a K lókusz lett, amiről nemrég kutyák esetében derült ki, hogy mutálódva fekete szőrszínt okozhat. Itt már több szerencsével járt a kutatás: kiderült, hogy a szóbanforgó gén, a fekete egyedekben valóban tartalmaz egy rövid, 3 bázispárnyi deléciót, ami működésképtelenné teszi. Ami azonban furcsává teszi a dolgot, hogy pont ugyanezt a mutációt lelték a fekete ebekben is.

Ennek magyarázatára három elméletet gyárthatunk: vagy a kutyák és farkasok ősében már létezett ez az allélvariáns, ami mindkét vonalon megmaradt és amikor a szelekciós körülmények megfelelőek lettek, hirtelen elterjedt, vagy az adott DNS szakasz valahogy különösen vonzza a mutációkat, vagy a mutáció valójában csak egyszer, vagy a kutyákban, vagy a farkasokban jelent meg, s később átkeveredett a másik vonalba (ne feledjük, itt azért egy fajról van szó, ez nem lehetetlen).

Eldöntendő, hogy melyik is igaz a három elmélet közül, a kutatást végzők górcső alá vették a K lókusz körüli DNS területeket is. Először is az derült ki, hogy fekete farkasokban, ellentétben a fekete kutyákkal a mutáns allél körüli DNS szakasz gyakorlatilag mindig változatlan. Ez arra utal, hogy a mutáció nemrég jelent meg a körükben, különben a rekombináció révén azért már több változatosság csúszott volna be ebbe a genomi régióba. (A hosszabb idő több egyedet és így több ivarsejtet jelent. Márpedig minden ivarsejt kialakulását megelőző meióziskor bizonyos eséllyel lejátszódhat egy rekombináció a K lókusz közelében. Minnél több rekombinációra volt alkalom, ez az esély egyre nagyobb lesz.)

Ami azonban még meglepőbb: a fekete farkasok szóbanforgó DNS szakasza leginkább nem a szürke farkasok homológ DNS szakaszára hasonlított (amit, ha a mutáció a farkasokban következett be, elvárnánk), hanem a kutyák K lókusz körüli szakaszára!

Vagyis a fekete farkasok magyarázata abban rejlik, hogy a kutyákban megjelent genetikai variáció visszakerült a farkasokba (a mikéntbe ne menjünk most bele, a zord és hideg északi erdők nyilván forró románcoknak is helyet adhatnak ;-)), ami kivételesen szelekciós előnynek bizonyult: az erdők árnyai között előnyösebb fekete/szürke színben pompázni mint fehérben. Így aztán a frissen megjelent DNS variáció rögzült a szürkefarkas populációban, s fokozatosan elterjedt. Kivételesen, egy emberi szelekció által létrehozott variáció, a természetben is megállta a helyét.

Anderson TM, Vonholdt BM, Candille SI, Musiani M, Greco C, et al. (2009) Molecular and Evolutionary History of Melanism in North American Gray Wolves. Science doi: 10.1126/science.1165448

Amikor a jelen gazdasági válság hatásait böngésszük, nyilvánvaló, hogy a minden amit pénzből finanszíroznak (vagyis kb. minden), előbb-utóbb érintett lesz. Nem meglepő, hogy nincs ezzel másképp a tudomány, pontosabban a tudományfinanszírozás sem.

Nem csak mert sok helyen, a nadrágszorításba az állami K+F támogatás megvágása bőven belefér (persze, ugyanígy a stimulusuba, ha telik rá, is beleférhet az erőteljes támogatása), hanem mert a magánszférából érkező pénz, származzon az nagyvállalatok fejlesztési alapjából, magánalapítványok befektetési tőkéjéből, vagy magánegyetemek támogatási kereteiből, is elapadóban van Bernie Madoff piramisjétéka, ill. általában a sub-prime körüli stiklik miatt.

Így igazából, ha a jövőjükért aggódó kutatókat látunk valahol az talán nem is annyira különleges. Pedig kicsit az, ugyanis számukra (pontosabban az amerikai kollegák számára) a gondok jóval korábban kezdődtek. A Clinton éra bőkezű adakozása nyomán az élettudományokkal foglalkoz laborok száma vadul növekedni kezdett. A több labor több eredményt, és gyorsabb haladást jelentett, és egyben még több eljövendő kutató (posztdok és PhD hallgató) számára biztosított képzést. Csakhogy a Bush adminisztráció prioritásai nem estek egybe elődjeiével, így, bár a ráfordított költség összege nem csökkent, de nem is növekedett tovább. 

Ez pedig azt jelentette, hogy hirtelen egyre több kutató jutott ugyanarra a támogatási összegre. Arányosan egyre kevesebben jutottak értelmes nagyságú grantekhez, a támogatás odaítélése is egyre inkább veszély-kerülő lett: kvázi már lefutott projecteket támogattak, utólag (pedig a rendszer az ígéretes ötletek és előkísérletek folytatását hivatott igazából támogatni). Ennek egyenes folyományként kis laborok lehetetlenültek el és gyakran befutott kutatók is az utcára kerülés szélén lelték magukat. 

Persze a veszélyt látni lehetett volna előre: a Clinton évek boomja, ott és akkor rendkívüli produktivitás növelést hozott, de a rendszer hosszútávon fenntarthatatlan volt. Ha a poszt-dokok fele végül saját labort akart volna alapítani, már akkor is max 10-15 éven belül túlkapacitás lett volna. Ami persze egyrészről nem rossz, érvelhetünk, hiszen így garantálható, hogy a legjobbak fogják a kutatólaborok padjait koptatni, másrészt viszont akkora bizonytalanságot eredményez, hogy sok jó képességű diák inkább eleve más pályát választ. Szóval a dolog nem lett végiggondolva rendesen, és az EU-nak paradox módon azért kell egyelőre kevésbé ezzel szembenéznie, mert a 2000-ben kitűzött lisszaboni programot csak félig vették komolyan.

Igazi megoldás egyelőre nincs. A jól működő kutatóegyetemekhez szükség van sok doktori hallgatóra és számos posztdokra is. Ugyanakkor a kutatóműhelyek nem növekedhetnek exponenciális ütemben. A Nature múlt heti publicisztikája abban látja a megoldást, hogy a doktori programoknak kell változnia, hogy inkább az életre neveljenek. Hogy a doktorátus végén, olyan tudás legyen a kezükben az ifjú PhD-knak, amivel több irányban is folytathatják az útjukat.

S ha már támogatás, az is felmerül, hogy egyáltalán ki támogassa a kutatást? Nyilván elmúltak azok az idők amikor finom viktoriánus úriemberek, a családi vagyon kárára passzióból kémlelték a természet rejtélyeit. Maradnak a vállalatok és magánalapítványok, a maguk (egyébként egyáltalán nem rossz) prioritásaikkal, meg "persze" az állam. De etikus-e, hogy egy olyan ország adófizetői, ahol az emberek elsöprő többsége nem hisz az evolúcióban, indirekt módon, nagy összegekkel támogassák olyanok munkáját, akik meg pont az evolúció bizonyítékait gyűjtik? Elég-e ezt elintézni azzal, hogy a tudományos módszer végső soron a teljes társadalom előrehaladását segíti? Erről indult vita a napokban a Panda's Thumb szerzői között. Bármit is gondoljunk alapállásban a dologról, érdemes végigolvasni.

Pontosan ennyi éve született Abraham Lincoln, ill. számunkra egyáltalán nem elhanyagolható módon, bizonyos Charles Darwin is.

Előbbiről az Economist archívumában olvashatunk érdekeseket, míg Darwin apropóján a következő gyorsan összedobott "olvasólistát" tudjuk ajánlani:

• Evolution: Education and Outreach: Darwin különszám
• Nature: Darwin 200 (különkiadás)
• New York Times cikkek (és interaktív A fajok eredete)
• a korábban már említett BBC különoldat
• Darwin-online

És persze, akinek sok ideje van és lehetősége van rá, látogasson meg egy előadást.