tg-cbmass-20121025

Elsőre elbűvölően egyszerűnek, logikusnak és megnyerőnek hangzik az okfejtés: ahogy az ember egyre inkább megtanulta leigázni a természetet és eszközei révén alakítani azt, úgy vonta ki magát is a természeti törvények legalapvetőbbike, a természetes szelekció alól. Ha viszont ez így van, annak fel kellene leljük a nyomát a genomunkban is, hiszen ha az elmúlt kb. 50.000 év során már nem a szelekció formálta génjeinket, akkor az említett intervallumban lényegesen kevesebb adaptív (hasznos) változás rögzült az emberiség genetikai állományokban, mint az azt megelőző időszakban.

A valóság azonban talán nem is lehetne különbözőbb. John Hawks és munkatársai a már említett adaptív mutációkat kezdték vizsgálni, kihasználva a kromoszómák azon tulajdonságát, hogy az egymáshoz közeli DNS szakaszok együtt öröklődnek és csak hosszú idő után válnak szét a rekombinációnak "köszönhetően" - minnél távolabb vannak egymástól relatíve annál gyorsabban. Így aztán, ha megjelenik egy-egy előnyös, adaptív mutáció, akkor az a környező DNS-t "magával viszi", miközben elterjed a populációban. Ennek a legközvetlenebb vizsgálata a teljes szóbanforgó DNS szakasz leolvasása és összevetése lenne, de sok vizsgálati alany esetében ez még ma megvalósíthatatlan. Ehelyett a genetikai anyagban levő apró eltéréseket, egybázispárnyi polimorfizmusakat vagyis "sznippeteket" (SNP) nézik, pontosabban azok kombinációját. Ha például nyolc SNP sok emberben együtt, egy bizonyos kombinációban fordul elő, akkor valószínűleg az általuk lefedett kromoszóma szakaszon egy adaptív mutáció van valahol, amelynek gyors elterjedése során nem volt ideje a rekombinációnak "szétválasztani" a polimorfizmusokat.

A szóbanforgó cikk írói arra döbbentek rá, hogy az elmúlt ötvenezer év során, nem hogy lelassult volna az adaptív mutációk kialakulása és elterjedése, hanem épp hogy felgyorsult. Hawks szavaival a mai ember jobban különbözik félszázezer évvel ezelőtti eleitől, mint az a neandervölgyi embertől. (A baloldali ábrán látható, amint előbb az afrikai, majd később az európai populációkban áll exponenciális pályára az adaptív genetikai változások elterjedése. A jelennél azért csökken hirtelen le a görbe, mert Hawks-ék csak azokat a változatokat számolták adaptív mutációként, amelyek minimum a közösség 20%-ban jelen vannak, a friss mutációkank pedig még nem volt idejük elérni ezt a küszöböt.)

A titok nyitja az emberi közösségek méretében keresendő: ha a vizsgált időszakban az Afrikában, ill. Európában élő emberek számát papírra vetjük, akkor az SNP görbéhez kísértetiesen hasonlító grafikont kapunk. Több ember pedig, értelemszerűen, több esélyt jelent egy-egy adaptív mutáció megjelenésére - s mivel csak már létrejött mutáció terjedhet el, a több létrejövő mutáció, több elterjedő mutációt is eredményez.

Ezzel pedig egyúttal eljutottunk a kiindulási feltevés Achilles-ínjához: az adaptív mutációk csak akkor jelennének meg kisebb frekvenciával, ha a korai emberi populációk már maguk is rendkívüli módon adaptálódottak lettek volna és azóta környezet állandó lenne. Márpedig az ember kulturális evolúciója pont, hogy azt tette lehetővé, hogy egyre különbözőbb lakóhelyeket hódítson meg, egyre újabb lehetőségeket használjon ki. A talán legismertebb példa erre a laktóz tolerancia kialakulása: az állatszelídítés megjelenésével egy állandó tejforrás vált elérhetővé őseink számára, de azt csak egy megfelelő mutáció segítségével tudták kihasználni. Amint a mutáció megjelent, olyan előnyt tudott biztosítani hordozói számára, hogy néhány ezer év leforgása alatt szinte teljes kontinenseket "meghódított".

Persze az új környezet nemcsak a tejhez hasonló áldásos "mellékhatással" járt. Az ember, pont szaporaságánál és mobilitásánaál fogva, első rangú inkubátor-alanyává vált számos patogén számára. Nem véletlen, hogy az adaptív evolúciót mutató gének nagy hányada az immunválaszban játszik szerepet.

A cetek Darwin óta mindig is különleges kis helyet foglaltak el az evolúcióval foglalkozó kutatók szívében, hiszen ez az az emlős csoport, amely a legügyesebbnek bizonyult a vízi környezet meghódításában - olyannyira, hogy mára már képtelenek rövidebb időt is a parton tölteni.

Az intenzív érdeklődés, illetve az e nyomán megimsert fosszíliák és embriológia jellegzetességeknek köszönhetően, ma már elég pontos képpel rendelkezünk arról, hogy miként alakultak ki, viszonylag kisméretű, négylábú ragadozókból, a tengerek mai óriásiai. Ez persze nem jelenti azt, hogy mindent tudnánk és ne lenne még rengeteg izgalmas cikkre való felfedeznivaló világszerte.

Egy ilyen maradványt mutatott be múlt héten a Nature lapjain a cet-evolúció kutatás egyik nagyöregje, Hans Thewissen. Ez az Indohyus, amely (akárcsak korábban már feltárt cetősök) az indiai szubkontinensen került elő. S bár a lény belső fülének a szerkezete számos pontban megegyezik a cetek azonos szervének szerkezetével, az Indohyus mégsem cet volt. Koponyájának és egyéb csontjainak alkata arra utal, hogy egy ma már kihalt csoportba tartozott, a Raollidae családba. Azaz a mai cetek egyik ősi unokatestvérét tisztelhetjük benne, így fizikai vonásai arról árulkodnak, hogy milyen lehetett a legősibb cetek testalkata.

Az Indohyus mosómedve nagyságú lény volt, amely a mai patkányőzek életviteléhez hasonló létet folytatott. A csontok ¹⁸O izotóp tartalma vízi életmódot sejtet és ezt támasztja alá megvastagodott külső rétegük is, amely ballasztként funkcionált (hasonlóan számos jelenkori, vízi életmódot folytató emlőshöz). A lábak ugyanakkor nem úszáshoz szoktak, így Thewissenék azt feltételezik, hogy egy ősi növényevőről van szó, amelyet a ragadozóktól való félelem készetett a vizes környezethez való átszokásra, de enni még ki-kijárt a szárazföldre - akárcsak a vízilovak. S ha ez így volt, a következő fontos - talán A legfontosabb - evolúciós lépés lehetett a a cetek története során az étrend átalakulása, a húsevésre való áttérés. De ez már a Pakicetus története.

(Az illusztrációt Carl Buell készítette, Thewissen pedig a Nature honlapján levő videón hosszabban is beszél az új lelet fontosságáról.)

(Az alábbi vegyesfelvágott post A vajszínű árnyalat karácsonyi különszámába íródott. Van benne egy kis történelmi egzotikum, meg egy kis antropológia. A kettő külön-külön nagyon érdekes, és ha esetleg együtt mégsem alkot koherens egészet, annak nyilván az én bénaságom/trehányságom az oka, sorry :-). Az év fennmaradó napjaira még van 3-4 poszt tervezve, szóval remélhetőleg nem lesz pangás, de majd kiderül. Addig is Kellemes Karácsonyt mindenkinek.)

Bő száz évvel ezelőtt, 1906 szeptember 8-án különleges látványban lehetett része a Bronxi Állatkert látogatóinak. A Majomházban, az orángutánnal egy ketrecben, egy furcsa kis hegyes fogú fekete emberkét fedezhettek fel, aki szakadt öltözékben, egy íj és nyilak segítségével, célbalövéssel múlatta az időt. A szórakozni vágyó úri közönség nem tudta, hogy pontosan mit, vagy kit lát, és csak a következő napon kikerült felirat oszlatta valamelyest a homályt: a ketrecben egy hús-vér pigmeus volt.

Folytatás A vajszínű karácsony-on. >>

Hát akkor Foxp2, vagyis a "beszéd-gén". Már megint, hiszen nemrég, a gén neandervölgyi megfelelőjének kapcsán már esett róla szó, és ott hosszan taglaltam fenntartásaimat is azzal kapcsolatban, hogy pont "beszéd génként" aposztrofálják ezt a szekvenciát.

Mert ugyan kétségtelen, hogy a gén mutáns formáját hordozó emberek képtelenek a beszédre, de ha figyelembe vesszük, hogy a Foxp2 az egerek és madarak vokális (vagyis hangon alapuló) kommunikációjában is szerepet játszik, akkor már aligha állíthatjuk fenntartások nélkül, hogy az emberre jellemző beszédkészség kulcsgénjével állunk szemben.

Egy most megjelent cikk pedig még tovább árnyalja a képet, erősen azt sugalmazva, hogy a Foxp2 a vokális kommunikáció egy általános motoros komponensét befolyásolja, magyarán a hangképzés folyamatát általában, fajfüggetlenül.

Az emberi beszéd, pontosabban annak a tanult hangképzéshez kapcsolódó elemének tanulmányozására, a laikusok talán váratlan módon egyáltalán nem főemlősöket használnak a kutatók. Sőt mégcsak nem is emlősöket, hanem énekesmadarakat, azok közül is az állatkereskedések kedvelt zebrapintyét. Teszik ezt azért, mert a madarak éneke jellegében emlékeztet a mi kommunikációnkra: rövidebb részekből, "szavakból" felépülő "mondatok" különíthetők el benne. A "szavakat" a fiatalabb madarak az idősek "mondatainak" utánzásával sajátítják el, majd felnőtt korukban maguk is képesek lesznek valamennyire variálni őket.

Ha azonban egy zebrapintyben működésképtelenné tesszük a Foxp2 gént (ami egyébként tanulás közben a kritikus agyi területeken fejeződik ki), akkor bajban lesz. Ugyanis, mint a jobboldali ábra is mutatja, a nem mutáns társaikkal ("shControl") ellentétben, ezek a madarak ("shFoxP2") képtelenek lesznek a tanítójuk ("tutor") dalát elsajátítatni. Nemcsak a "szavak" sorrendjével gyűlik meg a bajuk, de azok pontos "kiejtése" sem mindig megy flottul és olajozottan.

A különböző delfinfajok szeretnek ötletes trükkökkel előállni, a sikeresebb táplálékszerzés reményében. Ennek legjobb példái, a szivacsok használata (hogy ne szurkálja meg a tengerfenék az orrukat), vagy a partravetődés, ún. "beaching" jelensége (amikor a kardszárnyú delfinek a partra kergetik kiszemelt táplálékukat, majd pillantra a szárazra vetődve kapják el azt). A két magatartás azért is figyelemreméltó, mert az egyes delfinpopulációk képesek egymástól eltanulni, illetve továbbadni utódaiknak.

Most egy újabb ügyes kis vadászó-kunsztot figyeltek meg Argentína déli partjai mentén dolgozó kutatók. A kardszárnyú delfinek kedvelt csemegéi, a fókák gyakran elérhetetlen(nek látszó) helyeken szeretnek pihenni, a nagyobb jégtáblák felszínén. Ráadásul sokszor teszik ezt pimasz közelségben a vízhez, az orkák nem kis frusztrációjára. Egy csapat delfin azonban zseniális megoldást talált a problémára: előbb leszakítanak egy kisebb jégtáblát a fókával egyetemben a nagy jégfelületről, majd hirtelen együttesen erős hullámzást gerjesztenek, ami lesodorja a jégről a leendő ebédet.