tg-cbmass-20121025

Ha a klímaváltozás hatásait akarjuk megfigyelni (hogy megértsük a jelenség logikáját és mechanizmusát), akkor a legcélszerűbb az arktikus régiók fele venne az irányt. Mára már alig van talán valaki, aki ne látott volna letaglózó képsorokat a tengerbe zuhanó jégfalakról, vagy "egykor és most" típusú képeket a vékonyodó gleccserekről; mindez a látványosság pedig annak "köszönhető", hogy a sarkoknak (a szó szoros értelmében) duplán kijárt a globális felmelegedés kétes áldásaiból, s itt emelkedik leggyorsabban a hőmérséklet.

És ennek persze ezer hatása van az élettelen jégtömegeken túl a helyi élővilágra is. Most éppen arra született elég egyértelmű bizonyíték, hogy a rövidülő telek egyre korábbra tolják a tavasz beköszöntét (ma átlagban 14.6 nappal hamarabb kezdődik az olvadás mint tíz évvel ezelőtt), amihez kapkodva igyekszik a helyi élővilág is alkalmazkodni. Grönland ÉK részén, Zackenberg területén a különböző növény, rovar és madárfajok megjelenése (ill. utóbbiaknál a fészekből való kikelés) szinte kivétel nélkül korábbra tolódott az elmúlt évek során, esetenként akár 30 nappal is (a mínuszos tartomány mutatja, hogy mennyivel is következik be ez az esemény hamarabb, a piros pontok statisztikailag szignifikáns (>95%) eseményeket jelölnek).

Elsőre ez akár pozitív dolognak is tűnhetne, hiszen kinek ne esne jól a hideg tél után a meleg tavasz megérkezése. Csakhogy itt nem szubjektív, egyedi érzetekről van szó, hanem egy teljes ökoszisztémáról, ahol hoszzú évszázadok alatt alakult ki a termelők, elsődleges és másodlagos fogyasztók életvitele között egy törékeny egyensúly. Ha pedig az egyensúly megbomlik, mert a rendszer különböző tagjai különböző módon próbálnak az időjárás gyors változásához alkalmazkodni (lesz aki 30 nappal korábban "kel", lesz pedig aki csak kettővel), az a rendszer minden szintjére nézve komoly következményekkel jár: ha egy növény hamarabb virágzik, mint ahogy beporzó rovara megjelenik, az azt jelenti, hogy nem lesz képes szaporodni, beporzója pedig egy fontos - szélsőséges esetben az egyetlen - táplálékforrástól esik el. Ha egyes madárfajok táplálékául szolgáló ízeltlábúak nem lesznek elegen a költés idején (vagy mert maguk sem jutottak elég táplálékhoz, vagy pedig mert még nem bújtak elő), az pedig a fiókák éhkoppját és a faj populációjának csökkenését vetíti előre. Ha az első dominó kidől, akkor hol fog vajon megállni a sor...

"The theory of evolution is being attacked by religious fundamentalists who call for creationist theories to be taught in European schools alongside or even in place of it. From a scientific view point there is absolutely no doubt that evolution is a central theory for our understanding of the Universe and of life on Earth.

Creationism in any of its forms, such as “intelligent design”, is not based on facts, does not use any scientific reasoning and its contents are pathetically inadequate for science classes."

Kivételesen nem frusztrált kutatók a szerzői a fenti mondatoknak, hanem az Európa Tanács Kulturális, Tudományos és Oktatási Bizottságának tagjai. A kemény (de korrekt) szövegű ajánlat-tervezetet a Pharyngulán szúrták ki, remélhetőleg minimális változással fut majd végig az Európa Parlamenten is. (Érdemes lesz figyelni, ki próbálja majd felhígítani és milyen sikerrel.) Oh, és rossz hír az magyar kreacionID-sek számára, hogy az ÉRTEM sajnos még nem érte el azt az ingerküszöböt, hogy megemlítést nyerjenek a dokumentum európai kreacionista szervezeteket és próbálkozásokat összesítő felsorolásában ;-).

Michael Brecht cucc klasszikus idegelettani kiserlet: elektrodat allat fejebe, allat csinal valamit, megnezzuk mit csinal az idegsejt korrelaciokon alapul, keves hard proof forditsuk meg: elektrodat allat fejebe, csinaljunk valamit az idegsejttel, mit csinal az allat? Brocca mar csinalta, de ma mar egy sejtet is tudunk kezelni jel/zaj arany nagyon rossz (sok idegsejt, egy allat) whisker/barrel cikk - al jazeera link :)

REM es slow wave alvas REM funkcio - memória konszolidációja, őskövület elmélet Slow wave sleep - uncsi, nagy feszültségű, lassú EEG hullámok - Shaker nem tanuln, nem alszik - Tononi elmélet - synaptic downscaling - Siegel denouncing REM theory

A (kémiai) szinapszis azon kevés biológiai fogalmak egyike, amely feltehetőleg mindenki számára valamilyen minimum homályos jelentéssel bír. A kifejezés azt a struktúrát takarja, amely két idegsejt (neuron) találkozásánál jön létre, és ahol az egyik (preszinaptikus) neuronból érkező elektromos jel kémiai jellé alakulva a sejtek közötti téren áthatol, majd stimulálja vagy gátolja a másik (posztszinaptikus) sejtet. Ahhoz, hogy a dolog működjön mind két sejt oldalán bonyolult molekuláris komplexekre van szükség: a preszinaptikus partnernél apró kis hólyagocskákban (vezikulákban) levő ingerületátvivő anyagok (neurotranszmitterek), amelyek az elektromos impulzus érkezésekor a sejtközti térbe ürülnek, majd a posztszinaptikus partner megfelelő receptoraihoz kötődve fejtik ki hatásukat. Itt (a "túloldalon") egy mikroszkópos képeken sötét vonalként megjelenő struktúra kapcsolódik a receptorok sejten belüli részeihez. Ez posztszinaptikus denzitás néven fut a tudományos irodalomban, és mindazon fehérjék gyűjtőneve, amelyek itt elhelyezkedve és együttműködve, a neurotranszmitterek által közvetített jel feldolgozásáért felelősek.

A szinapszis az idegrendszer egyik alapvető működési eleme és ennek megfelelően igencsak konzervált a felépítése az állatvilágban: gyakorlatilag a legősibb szövetes állatcsoportnak tartott csalánozóktól kezdve, ecetmuslicákon át, az emberig ugyanazon fehérjékkel futunk össze a szinapszisokban. Még úgy is, hogy a csalánozóknak csak egy primitív ideghálójuk van, a rovarok és gerincesek központi idegrendszere, pedig szintén radikálisan eltérő felépítésű.

Pont ez a fajta fokozott működésbeli konzerváció, azonban érdekes kérdést vet fel: miképpen jöhetett létre egy ilyen struktúra, az evolúció során? Hiszen, ha egy elemet elveszünk egy ilyen molekuláris komplexumból, az könnyen működésképtelenséghez vezet.

A válaszhoz (pontosabban a részleges válaszhoz, lásd később, hogy miért) az összes szövetes állat rokonaihoz, a szivacsokhoz kell fordulnunk. A szivacsoknak semmilyen idegrendszerük nincs, hiszen (jelen tudásunk szerint) idegsejtjeik sincsenek, vagyis nincs is értelme szinapszist keresni bennük. Ha tehát megnézzük, hogy a szinapszis két oldalát alkotó fehérjék jelen vannak-e, illetve, ha igen milyen funkcióval rendelkeznek, akkor egy képet kaphatunk arról, hogy milyen szerepük lehetett a szivacsok és szövetes többsejtű állatok őseiben, a kémiai szinapszis kialakulását megelősző időkben.

A University of California egyik kutatócsoportja épp valami ilyesmibe kezdett vele, és elkezdték megvizsgálni a posztszinaptikus denzitást alkotó fehérjék szivacs-megfelelőit (homológjait). Az első meglepetés az volt, hogy majdnem mind jelen voltak (ez azért nem triviális, mert elképzehető lett volna, az is, hogy a közös ősben egyszerűen még nem is jött létre sok szinaptikus fehérje), lásd kék színnel jelölve az alsó ábrán - a kivételt egy neurotranszmitter-receptor család, az ún. ionotróp glutamát receptorok képezték. A második, ha lehet még nagyobb meglepetés pedig az volt, hogy a fehérjék azon részei, amelyek az emberi idegekben a fehérjék összekapcsolódását segítik elő, esetenként (az ún. PDZ-domének esetén) 90%-ban azonosak voltak! Ez pedig erősen azt sugallja, hogy a szivacs sejtjeiben is összekapcsolódnak, különösen mert az összes ilyen homológ gén kifejeződik a szivacslárvák egy speciális sejttípusában, a flaska-sejtekben (flask cells). (Mivel csak génkifejeződést néztek, ez még nem végleges bizonyíték a kapcsolódásra, utóbbit értelemszerűen csak fehérjeszinten lehet vizsgálni.)

Hogy milyen szerepük lehetett ezeknek a ősi "posztszinaptikus denzitásoknak", az most még rejtély. A flaska sejtek feltehetően a szivacs-lárva környezetét érzékelik valamiképpen - így kis jóindulattak az idegsejtek őseinek vélhetjük őket -, s feltételezhetően a proto-szinapszisnak ebben lehet valamilyen szerepe. De ennek pontos ismerete nélkül is jól látható, hogy a szinapszis nem a semmiből jött létre. Sőt, a folyamat nagyon jól szemlélteti az exaptáció folyamatát: azt, hogy az evolúció "hozott anyagból" dolgozik, és már meglevő struktúrákat használ fel új funkciók elvégzésére. Gondoljunk például egy denevér szárnyára, amely mai tulajdonosát akrobatikus repülési képességekkel ruházza fel, de eredeti funkciója jóval parlagibb volt: a szárazföldön való helyváltoztatást volt hivatott elősegíteni. A proto-szinapszis - szinapszis és mellső láb - szárny átalakulás ugyanazt a folyamatot szemlélteti (és akkor még nem is említettem a kreacionisták kedvenc témáját, a bakteriális flagellumot, ami hasonló "logika" mentén jöhetett létre a baktériumok membránjában levő szekréciós készülékből).

Persze, ha igazán kritikusak és objektívek akarunk lenni, megjegyzendő, hogy a mai adataink birtokában egy másik lehetőség sem zárható ki teljesen: hogy a szivacsok és szövetes állatok közös ősének igenis volt valamilyen egyszerű idegrendszere, tokkal, szinapszissal vonóval, csak a szivacsok valamiért degenerálódtak. (Szerintem sokkal kisebb az esélye, de tény, hogy elképzelhető.) Ez pedig azt jelentené, hogy amit most proto-szinapszisnak vélünk, az valójában egy ősi szinapszis maradványa. A dolog tisztázásához segítséget nyújthat még egyszerűbb élőlények tüzetes vizsgálata a többsejtűség határán levő Volvox éppen ideálisnak látszik a feladatra, különösen, mert ezekben a különleges élőlényekben is találkozhatunk flaska-sejtekkel (bár megjegyzendő, hogy arról gőzöm sincs, a két élőlény flaska sejtjei valóban homológok, vagy csak valamilyen más okból hasonlít a formájuk - kicsit a hasamra ütöttem most ;-)). Mivel a proto-szinapszis legtöbb eleme hiányzik a növényekből és gombákból, mindenképpen érdekes lesz megérteni, hogy mi is volt az eredeti funkciója ennek a molekuláris struktúrának.

(A szinapszis ábra a University of Colorado egyik honlapjáról származik, a szivacsos fotó pedig Richard Seaman munkáját dicséri.)