A mexikói vaklazac (Astyanax mexicanus) fejlődésbiológiája illetve evolúciója a kezdetek óta a blog kedvelt, visszatérő témái közé tartoznak.
A mexikói tavakban élő, alapvetően jellegtelen Astyanax faj egyes populációi, a történelem során többször is, a felszín alatti hatalmas mészkőbarlangokba keveredtek, és ott, a felszíntől izolálva, egymástól függetlenül nagyon hasonló változásokon estek át: színtelenek lettek és elvesztették a szemüket (a konvergens (mikro)evolúció szép példájaként). Mindez persze nem véletlenül következett be, hanem mert az említett szemcsökevényesedést okozó változások, a jelek szerint, együtt jártak olyan jellegek megjelenésével, amelyeknek köszönhetően a sötét barlangi környezetben a halak jobban tudnak tájékozódni.
Egy érdekes kérdés természetesen, hogy az a genetikai változatosság, ami lehetővé tette, hogy a szemméret lecsökkenjen mikor jelent meg: ott volt-e már a felszíni populációkban, vagy csak később, már a föld alatt jelent meg?
Cliff Tabin csoportja most ennek járt utána. Azt feltételezték, hogy a változatosság már létezett a felszíni populációkban, csak mindenféle chaperon-fehérjék hatásának köszönhetően nem tud megnyilvánulni. (Kicsit bővebben, arról lenne itt szó, hogy a szem kialakításában részt vevő fehérjéknek létezhetnek olyan variánsai, alléljai, amelyek olyan mutációt hordoznak, amely miatt a szerkezetük egy kicsit más lenne, mint a vad típusú allél esetében. Ez viszont működésbeli változást okozna, s így a szemméret, más lenne, mint normális esetben. A sejtben levő chaperon fehérjék felismerik ezeket a rosszul csavarodott fehérjéket, és átalakítják őket, kvázi normál szerkezetűvé. Ha a chaperon fehérjék nincsenek jelen, vagy annyi dolguk van, hogy nem tudnak a rosszul tekeredett szem-fehérjékkel foglalkozni, akkor a rossz térszerkezet hatásai már észlelhetővé válnak.)
Ezt tesztelendő, egy olyan reagenst (radicicol) adtak a növekvő halaknak, amely képes a chaperonok működését meggátolni. S valóban: a létrejövő utódpopulációban, sokkal nagyobb szem-méret variációt lehet megfigyelni, mint a kezeletlen halak esetében. (Hogy ez genetikai okok miatt van, azt az bizonyítja a legjobban, hogy ha elkedzjük kiválogatni a kisszemű halakat és azokat egymás közt ívatjuk, akkor az utódpopulációban már mindenféle kezelés nélkül is kisebb szemméretet fogunk tapasztalni, lásd a fenti ábrán.)
Az persze nem triviális, hogy honnan akadt a mexikói vidéken valami, ami a radicicollal hasonló hatást váltana ki. Itt a barlangi vizek pontos fizikokémiai jellemzése segített: ezeknek a tavaknak a konduktanciája lényegesen alacsonyabb (közer ötször), mint a felszíni vizeké. Az alacsony konduktancia viszont olyan stresszhelyzetet okoz, aminek következtében a chaperon-fehérjék extrém igénybevételnek vannak kitéve. Nem véletlen tehát, hogy alacsony konduktanciájú közegben nevelt halak hasonló szemméret-varianciát mutatnak, mint a radicicollal kezelt kísérleti populációk.
Vagyis a különböző vaklazac populációk szemcsökkenését okozó genetikai variációk nem újonnan keletkeztek, hanem már jelen voltak a felszíni, szülői populációkban, a barlangok vize csak olyan közeget biztosított, ahol ez a variancia fenotipikus szinten is meg tudott nyilvánulni.
Rohner N, Jarosz DF, Kowalko JE, Yoshizawa M, Jeffery WR, Borowsky RL, Lindquist S, Tabin CJ (2013) Cryptic variation in morphological evolution: HSP90 as a capacitor for loss of eyes in cavefish. Science 342:1372-5.
