tg-cbmass-20121025

Az állkapcsok kialakulása fontos fordulópontja volt a gerincesek evolúciójának, hiszen egészen új táplálkozási formát tett lehetővé: állkapoccsal harapni is lehet, legyen bár a harapás tárgya egy növény, vagy épp egy másik állat. Nem is nagy csoda hát, hogy az evolúció előszeretettel piszkálgatta az állkapcsok (vagy csőrök) alakját, igazítva az éppen preferált táplálékforráshoz táplálékhoz.

Ennek a folyamatnak az egyik (de mint mindjárt látni fogjuk, koránt sem egyetlen) extrém esete a kígyóknál figyelhető meg, amelyek képesek kiakasztani az alsó állkapcsukat, hogy a koponyájuknál lényegesen nagyobb átmérőjű zsákmányukat begyűrjék. S ha már beláttuk, hogy egy jól működő állkapocs mennyire hasznos tulajdonosa számára, akkor az sem tűnik logikátlannak, ha kijelentjük, hogy egy flottul használható állkapocsnál csak egyetlen jobb dolog lehet: két állkapocs.

Mindez bizarrnak és lehetetlennek hangzik? Nos, olyannyira nem az, hogy számos hal (elsősorban a sügéralkatúak) rendelkeznek ún. garat-állkapoccsal/garatcsonttal (pharyngeal jaw). Ezek kialakulása nagyban hasonlít a "valódi" állkapocs kialakulásához, amely az embrionális fejlődés során az első kopoltyúívből alakul ki, csak itt hátsóbb ívek alakulnak át.

De a garatcsontok használata talán sehol nincs annyira tökélyre fejlesztve mint a murénák esetén. Ezek az egyébként szépnek még jóindulattal sem nevezhető halak, amúgy is ijesztő fogsorral rendelkeznek. S mint az egy, a Nature-ben megjelent rövid cikkből kiderül, egy hasonlóan éles garatcsonttal egészítik ki, amelyet nem restek használni sem. A murénák ugyanis egészen különleges harapási technikát fejlesztettek ki: még más ragadozók sok esetben beszívják a táplálékot a torkukba, addig ők harapás közben a hátsó fogsorukat előretolják, s azzal is rögzítik az ebédet. Így az elülső fogak kényelmesen fogást válthatnak (lásd alsó ábrán a röntgen képek, illetve a rajzolt vázlatot). A folyamat eredményeképpen a zsákmány úgy tűnik el a muréna nyelőcsövében, hogy igazából esélye sincs a menekülésre. 

Nem, most nem a mutáns egerek szexuális szokásainak okait boncoló poszt folytatásáról van szó, hanem konkrétan meleg (testhőmérsékletű) ürgékről.

Közelebbről egy kaliforniai ürgefajról (Spermophilus beecheyi), amelynek egyik legjelentősebb ragadozója a csörgőkígyó. Utóbbi egyik jellegzetes tulajdonsága, hogy különleges hőgödrei segítségével a környezete hőtérképét is látja (és itt nem csak valamiféle átvitt értelemben levő látásról van szó, hiszen a kígyók hőérzékeny szerve az elsődleges látóközpontba küldi a jeleit, ahol a kígyó integrálja azokat a valódi vizuális ingerekkel), ezért még koromsötétben is félelmetes pontos vadász.

Persze, mint az egy több millió éves vadász-préda kapcsolatban várható, az ürgék mindenféle apró praktikákat fejlesztettek ki, hogy távol tartsák a kígyókat a fészküktől (a legfinomabb zsákmány ugyanis a fiatal ürgehusi). Például részlegesen immunisak a kígyóméregre és a csörgőkígyók láttán izgatott táncba kezdenek, mely közben a farkukat fenyegetően lobogtatják. Ez a viselkedés más kígyók esetén is megfigyelhető (egyébként bármilyen meglepő, de hatásos) egy apró különbséggel: csörgőkígyók láttán/hallatán az ürgék farka is kimelegedik (lásd A, illetve itt), ez pedig más - nem hőrézékeny - kígyók esetében nem észlelhető (B, ill. itt). (Hogy a viselkedés nem fölösleges az abból is lemérhető, hogy, ha egy robotürgével engedtek össze egy csörgőkígyót, akkor utóbbi lényeges kevesebbszer támadta az izgő-mozgó rágcsáló makettet, amikor annak farka is meleg volt.)

Az egészben a legmeglepőbb talán az, hogy ezek szerint az ürgék egész kifinomult rendszertani ismeretekről tesznek tanulságot és "tudják", hogy a sötétben a hőlátó ragadozó ellenében egy pusztán vizuális ingerrel semmit sem érnének, így nem árt azt felturbózni egy kis meleggel is.

Egy méh és egy virág. Miért különleges mégis? Mert a Dominikai Köztársaságból előkerült borostyándarabban, a napjainkban is jól ismert románc 15-20 millió évvel ezelőtt örökítődött meg. A virág egy orchideaféle (Meliorchis caribea), a méh pedig egy mára már kihalt, fullánktalan faj (Proplebeia dominicana). 

Amikor még a blog születése környékén először írtam a szexuális orientációt befolyásoló génekről, kimondva, kimondatlanul ott volt a sorok között, hogy ilyen összetett tulajdonságok esetén csak viszonylag egyszerű idegrendszerű élőlényeknél (pl. muslicák) remélhetjük, hogy egyetlen kulcsgént találhatunk, ami a viselkedésmitáért felelős. És mivel például bennünk emberekben még egy olyan "egyszerű" jellegért, mint a testmagasság is gének közel tucatja felelős, ez elég logikusnak tűnt/tűnik.

Most azonban a Catherine Dulac vezette csoport olyasmira bukkant, ami akár hosszabb távon teljesen megcáfolhatja a fenti "paraszti józan észt". Még 2002-ben Dulac csoportja olyan mutáns egeret hozott létre, amelyből hiányzott egy ioncsatorna, a Trpc2 génje. Ez a fehérje kulcsfontosságú az egerek ún. vomeronazális szervének (VNO) működésében, s mivel ez a szerv felelős a szexuális kommunikációt elősegítő feromonok érzékelésében, talán nem is annyira meglepő, hogy a mutáns hím egerek kissé megkergültek és vadul elkezdtek hím társaiknak udvarolni. Ez persze még nem azt jelentette, hogy a teljes viselkedési mintázat megváltozott, hiszen a hímek továbbra is kedvüket lelték a környezetükben levő nőstényekben, egyszerűen csak nem válogattak szexuális partnereikben.

Érdekes, de talán mégsem földrengető megfigyelés. Arra még öt évet kellett várni, egész pontosan múlt szerdáig, amikor Dulacék a mutáns nőstények viselkedéséről közöltek cikket. Ezek ugyanis más nőstényeket kezdtek megkörnyékezni (és próbáltak alkalomadtán meghágni), sőt mi több ugyanezt tették a környezetükben levő hímekkel is. Magyarán viselkedésük egészen pontos mása volt a mutáns hímekének. (Hasonló eredményeket kaptak akkor is, amikor egyébként normális egerekben a VNO-t elroncsolták.) Ez pedig azért nem triviális, mert miközben a velük egynemű egerek meghódításán fáradoztak, a hím viselkedés teljes és pontos repertorját felvonultatták. Ergo a hím viselkedést instruáló idegi hálózatok léteznek a nőstényekben is, csak normális körülmények között, a feromonok útján érkező jelek elnyomják őket. Ha azonban ezzel a gátlással valami történik, akkor a nőstényekből "előbukkan" a hím.

A nagy kérdés, hogy mindebből valami alkalmazható-e ránk, emberekre is. Mivel bennünk, akárcsak a többi emberszabású majomban, a VNO teljesen elcsökevényesedett, felmerülhet, hogy nem; persze más részről nem tudjuk, hogy az orr nem vette át a VNO szerepét ez ügyben (mivel egyébként a mi szaglásunk lényegesen gyengébb, mint a legtöbb más gerinces szaglása, ez nem tűnik túl valószínűnek, de persze ennyivel nem intézhető el a dolog). Mindenesetre eddig a legtöbb idegrendszerhez kapcsolódó szexuális kétalakúságot (vagyis azt a jelenséget, hogy az agy egyes részei a nemekben eltérő szerkezetűek - pl. a kék területeken a férfiakban relatíve kevesebb szürkeállomány található) a prenatális fejlődés során bekövetkező hormonális hatásokra vezették vissza. S mivel többen a magzati korban megnövekedett androgén koncentrációt hozták összefüggésbe a nők másságával is, talán nem meglepő, hogy most egy német csoport olyan agyi területre bukkant, ami hasonló heteroszexuális férfiakban és homoszexuális nőkben, és különbözik a heteroszexuális nőkben észlelttől (a heteroszexuális - homoszexuális férfi viszonylatban nem leltek ilyesmit). Ez az ún. peririhinális terület (a sárga folt az MRI képen), aminek történetesen szintén tulajdonítanak szerepet a szaglásban... Már csak persze arra kellene fényt deríteni, hogy a megváltozott viselkedés és megváltozott morfológia között van-e ok-okozati összefüggés, vagy sem (mert az együttes előfordulás még önmagában nem bizonyítéka a kauzalitásnak).

Mint az alig pár hete szóba került, "a külalak változása mindig hálás témája az evolúciót taglaló irományoknak, hiszen az még a leglaikusabb olvasók számára is triviális, hogy mind a ragadozók, mind a prédáik számára nagyon fontos, hogy minnél jobban kerüljék a feltűnést és beleolvadjanak környezetükbe". Ennek a jelenségnek a tankönyvi példája (ami talán sokaknak ismerős) a pettyesaraszolók esete (Biston betuaria): a rovarok "természetes" színe a szürkés-pettyes, de a 19. század végén ill. 20. század elején Anglia ipari vidékei (és ami kevésbé ismert, az Egyesült Államok hasonló helyei) körül hirtelen felbukkant, és rohanvást elterjedt egy fekete színű, melanizált forma (morpha carbonaria), hogy a szigorú környezetszennyezési szabályok életbe lépése után, ugyanilyen ütemben visszaszoruljon.

A folyamat "klasszikus" (és bizonyos szempontból intuitív) értelmezése szerint, tipikus adaptív változást láthat a szemlélő, amikor a szennyezett ipari vidékeken a fák kérgére lerakódó korom miatt a sötét színű rovarok előnyt élveznek szürke társaikkal szemben, ui. nem hívják fel magukra az éhes madárszemek figyelmét. (A környezetszennyezés csökkenése után a morpha carbonara visszaszorulása fordított logikával magyarázható.) Ennek az interpretációnak a bizonyítására először az 1950-es években egy Bernard Kettlewell nevű úriember vállalkozott, aki kísérletei során világos és sötét pettyesaraszolókat engedett el szennyezett és nem szennyezett erdőkben. Az eredmény, nem túl meglepően, az volt, hogy a világos rovarok gyakrabban váltak madáreledellé a szennyezett vidékek erdeiben, míg sötét kollegáik a természetes erdőkben jártak ugyanígy. A kísérlet mára klasszikussá vált, és szépen bevándorolt a tankönyvekbe ill. köztudatba.

Pár évtizeddel később páran fenntartásokat fogalmaztak meg Kettlewell metodológiájával kapcsolatban és ekkor a kreacionista bolhacirkusz is hirtelen vad érdeklődést kezdett mutatni a kísérletek iránt. A mozgalom egyik doyenje, Jonathan Wells ikonoklasztikusnak szánt (de ahhoz túl gyenge, lásd itt és itt) "Icons of Evolution: Science or Myth?" c. művében egyenesen azt állította, hogy tipikus darwinista csalással állunk szemben és egy szó sem igaz az egész sztoriból. Ez azóta egyébként a kreacionisták kedvelt mantrájává vált, ami minden vitában előkerül, függetlenül attól, hogy az egész érvrendszer tévedésekre és csúsztatásokra alapoz.

Wells néhány érve csuklóból cáfolható (pl. "a pettyesaraszolók nem is pihennek a fák törzsén" - de igen), mások pedig vagy nevetségesek ("a tankönyvi képek beállítottak" - abszolút lényegtelen, ha egyszer a természetben is előfordul az ábrázolt szituáció), vagy valójában az eredeti kritikusok szavait kiforgató álérvek. Utóbbi kategóriába tartozik az a gondolatmenet, mely szerint Kettlewell munkássága semmit sem ér, hiszen a pettyesaraszolók főbb ragadozói nem is madarak, hanem denevérek. Ez, bár önmagában igaz, logikailag egy non sequitur, mivel a denevérek nem válogatnak a különböző formák között, míg a madarak igen.

Wells (bár végig borítékolható volt a pofáraesése) végül egy cambridgei professzorban, Mike Majerusban akadt emberére, akinek először megpróbálta a szavait kiforgatni, majd amikor ez nem jött össze piti sárdobálásba kezdett. Majerus azonban nem sietett, és hogy totálisan lerombolja Wells "érvrendszerét" egy hatéves kísérletsorozatba fogott. Ennek eredményét a napokban ismertette egy svédországi konferencián (itt a szöveg, itt pedig a powerpoint fájl) és persze teljes mértékben alátámasztja a korábbi magyarázatot: a rovarok idejük jelentős részét töltik a fák kérgén, a denevérek pedig nem tesznek különbséget a különböző pettyesaraszoló formák között, de a madarak igen, s utóbbiak gyakrabban választják a fekete színű rovarokat táplálékul, mint szürke társaikat (így értelemszerűen ők tekinthetők a sötét forma visszaszorulása elsődleges okának). Azaz Majerus szavaival, a pettyesaraszolók esete továbbra is tankönyvekbe való példa, mert az evolúció mindáig egyik legjobban dokumentált esetének tekinthető. (De persze ne legyenek kétségeink, nincs az a bizonyíték, ami egy kreacionistát jobb belátásra bírna... ;-))