tg-cbmass-20121025

Richard Dawkins új sorozatáról van szó, amelyet a Channel 4 megbízásából készült. Asztrológusok, kártyavetők, vízkeresők, médiumok - és ez még csak az első rész :-). (Avagy hogyan is működne Vágó István "Sarlatánok kíméljenek" rovata nagyban.)

Ha hinni lehetne az Index és FN.hu cikkeinek, a napokban a paleoantropológia tudománya kisebb földrengésen ment keresztül (az említett orgánumok részleges mentségére felhozható, hogy a BBC és a Science hírrovata is hasonló hangvételben tálalta a dolgot).

S hogy mi az oka ennek a, látszólag már-már "paradigmaváltásnak"? Egy, a Nature lapjain megjelent cikk, amelyben Leakey- dinasztia legfiatalabb tagja, a legendás Louis Leakey unokája, Louise Leakey arról számol be, hogy a Turkána- tó szomszédságában található ilereti lelőhelyen, azonos korú rétegekben Homo erectus és Homo habilis maradványokra bukkantak.

Ez a felfedezés természetesen cáfolja az olyan elméleteket, amelyek az ember megjelenését egy lineáris skálán képzelik el, ahol az Australopithecusokat fokozatosan felváltotta a H. habilis, utóbbit a H. erectus, s azt végül a modern ember. A gond csak annyi, hogy ezek az elméletek már rég nem részei a mainstream gondolkozásnak. Ahogy a hír kapcsán John Hawks is megjegyezte: "this idea of contemporaneity of H. habilis and H. erectus is neither interesting nor new". Olyannyira nem újdonság, hogy már 2005-ben is populáris ismeretterjesztő könyvek ábraanyagában szerepelt (lásd a mellékelt illusztrációt, amely Carl Zimmer "Smithonian Intimate Guide to Human Origins" könyvében található).

A Homo génusz fejlődése semmiképpen sem létrához hasonlítható, sokkal inkább egy ágas-bogas bokorhoz, ami azt tükrözi, hogy pár millió éve símán több különböző hominid faj rótta a világot, egymás kortársaként. Így volt ezzel a H. habilis (pontosabban annak kései képviselői) és a H. erectus is, akik Afrikában hosszú ideig éltek egymás szomszédságában - ezért feltételezhető, hogy nem teljesen azonos életteret töltöttek be, különben az egyik viszonylag gyorsan kiszorította volna a másikat (mint ahogy feltételezhetően valami ilyesmi történt a neandervölgyi - és cro-magnoni ember viszonylatában).

Ugyanakkor a felfedezés ellenére az továbbra sem dönthető el, hogy a H. erectus a H. habilis egy lokális, elszigetelt populációjából alakult ki, vagy "csak" közös őse volt a két csoportnak (teljesen őszintén, nekem mint félig laikusnak, az előbbi tűnik valószínűbbnek, addig, amíg be nem bizonyosodik, hogy a H. erectus lényegesen hamarabb alakult ki, mint ahogy ma hisszük).

Ami azonban kétségkívül újdonság, az a H. erectus koponya mérete: ez ui. lényegesen kisebb mint az eddig fellelt koponyák. Lehetne persze egy erectus-kamasz maradványa, ami leegyszerűsítené a magyarázatot, de a koponyavarratok tanúsága szerint nem az volt, hanem egy kifejlett felnőtt. Márpedig ez akár azt is jelentheti, hogy akárcsak a ma élő gorillák esetében (és tőlünk, emberektől eltérően), a Homo erectusnál erőteljes nemi kétalakúság volt megfigyelhető, tagbaszakadt hímekkel és törékeny(ebb) nőstényekkel. Persze, csak akkor, ha a koponya darab valóban egy nősténytől származik, amit sajnos nem lehet biztosan tudni, mert pont azok a részei, amelyek alapján ez megmondható lenne, hiányoznak.

Az egyik dolog amitől a napokban zengett a (tudományos) sajtó, az az antarktiszi jégmintákból kitenyésztett mikróbákhoz fűződik (a másikról kicsit később).

Személyszerint picit vitatnám azokat az állításokat , hogy a százezer ill. nyolcmillió éves mintákból kinyerni élő anyagot totál meglepő lenne - hiszen hasonló kunsztot már véghezvittek 200 millió éves sókristályokkal is -, de persze az valahol természetes, hogy a szerzők igyekeznek nagy feneket keríteni saját cikküknek (de ettől még nem kellene minden szuperlatívuszt gondolkodás nélkül bevenni).

Viszont a fenti kekeckedésemtől függetlenül, vagy épp azzal együtt, az eredmény érdekes. A két említett mintában csak baktériumok vannak jelen (archebaktériumoknak és eukariótáknak nem lelték nyomát), és azok is viszonylag fajszegényen: a fiatalabb mintában leginkább Arthrobacterekkel rokon fajok domináltak, míg az idősebben Leptothrix fajok.

Az talán kevésbé volt meglepő, hogy a százezer éve "lefagyasztott" bacik jobb bőrben voltak (azért a DNS a javító mechanizmusok nélkül roncsolódik az idők során, még fagypont alatt is), s ennek megfelelően kb. 7 nap alatt tudták számukat megduplázni, szemben 30-70 nappal, amire nyolcmillió éves rokonaiknak volt szükségük. Az viszont inkább, hogy mindkét minta esetében az izolált DNS szakaszok ~40%-a nem hasonlított semmire a bakteriális genom-adatbázisokban. Ennek egyik magyarázata persze az is lehetne, hogy a DNS teljesen szétmutálódott/roncsolódott, de ez persze elég kézenfekvő volt ahhoz, hogy megfelelő ellenőrzásekkel kiküszöbölhető legyen. Vagyis úgy tűnik, hogy egy csomó új génnel állunk szemben. Pár éve ez még elképesztően izgalmasnak tűnt volna, de azóta jobban tudatában vagyunk saját ismereteink határainak mikrobiális diverzitás terén: a közelmúltban befejezett (kisléptékű) óceáni mintavételek 1700 új fehéjecsaládot írtak le! (Hiába no, többfajta bacik vannak földön és égen, Horatio...) 

És mivel ez az régi-új genetikai sokféleség olvadó jégrétegekben fekszik, az is elképzelhető, hogy ha a gleccserek olvadásával ezek az ősi bacik bejutnak a tengerekbe és kapcsolatba kerülnek mai társaikkal, akkor a horizontális géntranszfer nevű mechanizmus révén átadhatják nekik ősi géneiket, vagyis azokat gyorsítópályán küldhetik vissza a természetes szelekció "tesztmezejére".   

Mindenesetre, ha egy-egy baci több millió évig képes jégbefagyva kihúzni ennyire mostoha körülmények között, akkor persze azon is el lehet filózni, hogy ezt csak a Földön tudná, vagy pl. egy üstökös belsejében is... A pánspermia szimpatizánsai újabb érvvel gazdagodtak.  ;-) 

A Hox-gének, testfelépítésben betöltött fontos szerepük miatt, egyaránt fontos alanyai a fejődés- és evolúcióbiológiai kutatásoknak.

A fejlődésbiológiaiaknak, mert jellegzetes ún. kollineáris kifejeződésük (a kormoszómákon egymás mellett helyezkednek el és helyzetük meghatározza kifejeződésük relatív helyzetét és idejét) a biológiai egyik legérdekesebb rejtélyei közé tartozik, az evolúcióbiológiaiaknak, mert a funkciójuk és szekvenciájuk meglepően azonos a legkülönbözőbb állatokban, legyen az egér, muslica, vagy éppen tengeri félgerinchúros.

Mint az utóbbiból kitalálható, ez kvázi azt is jelenti, hogy a kétoldali szimmetriájú állatok (ez az állatok többsége) közös ősében már valamilyen formában jelen volt egy Hox-klaszter és kulcsszerepe volt az állat fejlődésében. De mi volt azelőtt, miből, hogyan és vajon miért alakult ki a Hox gének jellegzetes csoportja?

Ehhez a (hagyományosan) kétoldali szimmetriájúnak nevezett állatok testvércsoportját, a csalánozókat kell egy kicsit megbolygatni, hátha valami "elárulnak" valami érdekeset. A genetikai vizsgálatok például már elárulták, hogy az egyes gének szerkezetében felfedezhető hasonlóságok ellenére, a gének csoportosulásának, a klaszternek, még alig lelhető nyoma. És azt, hogy a jelenlevő Hox-szerű géneknek mi a feladata, azt csupán szekvencia összehasonlításokkal értelemszerűen aligha lehet eldönteni.

Most két német kutató az Eleutheria dichotoma nevű kis lény Hox-hasonmás génjeinek esett neki, és az ötből négynek (Cnox-1, -2, -3, -5) a működését egyenként meggátolták a fejlődő kis hidrákban. Az eredmények elég látványosak: egyik esetben a karokban extra elágazások alakultak ki (Cnox-1), máskor pedig sokszájú (Cnox-2 és -3) , valamint torz törzsű hidraállatkák jelentek meg a kísérletileg manipulált egyedek között. Ha párhuzamot húzunk, ezek az átalakulások tekinthetők a William Bateson által definiált homeotikus mutációk hidra megfelelőinek, hasonlónak a két pár szárnyat növesztő muslica mutánsokhoz.

A Cnox gének funkciója elvileg lehetővé teheti, hogy az evolúció "kísérletezzen" velük (lásd pl. a mellső végtag elvesztését a kígyók esetében, ami szintén homeotikus átalakulásnak tekinthető). A kérdés persze, hogy történt-e (sikeresen) valami ilyesmi az évmilliók során? Biztos válasz még nincs, de mivel a fent említett mutánsok közül néhány igencsak emlékeztet egyes telepes csalánozók alakjára (sok "száj" + egyetlen törzs és láb), egyáltalán nem elképzelhetetlen.

Nnna, akkor (egyébként nem létező) "Önök kérték" rovatunk keretében lássunk egy igazán érdekes problémát: a pókhálószövés rejtelmeit.

Szerettem volna ide "a pókhálószövés genetikáját" biggyeszteni, de mivel ezirányú keresgéléseim siralmas eredményre vezettek (0, azaz nulla ilyen témájú cikk akad a PubMeden), kicsit szerényebb témát kellett becélozni: a különböző tudatmásítók hatását a hálószövésre. Pedig bubuka kérdését olvasva már-már beleéltem magam, hogy helyre kis mutánsokról értekezhetek, de a szomorú helyzet azt, hogy a hálószövés genetikája nem kifejezetten egy agyonkutatott terület (ellentétben mondjuk a pókfonal készítésével).

De akkor mi is az a kevés, amit tudunk: egyrészt, mint arról egy éve szót ejtettünk a ma ismert különböző hálótípusok mind azonos fehérjékből épülnek, fel, vagyis a pókok csoportjában a hálószövés képessége a jelek szerint csak egyszer alakult ki. A kezdeti hálók komplexitása persze messze járt a kamra sarkában szövögető Keresztes barátunk mesterműveitől, de elég valószínű, hogy még így is növelte készítője vadászsikereit. Az azonban ma még fekete doboz, hogy a pók miképp "tartja fejben" a háló tervrajzát és utasításkészletét, vagyis mely gének, idegsejtek/idegi struktúrák felelősek a viselkedés szabályozásáért.

Az eddigi vizsgálatok elsősorban a különböző tudatmódosítószerek hatásaira koncentráltak és ezek tanulsága elég röviden összefoglalható: említettek szinte kivétel nélkül csökkentik a kis maestro teljesítményét. Példának okáért lásd az alkohol esetét fent (előtte - utánna felállásban) és más szerekét alább (külön kiemelném a koffeint...).