Az elmúlt év legvisszatérőbb témája az állati szőrszínezet, vagyis pigmentáció evolúciója volt, így talán stílszerű, hogy az év utolsó postjának tervezett, de persze az új évbe átcsúszó beírás is ezzel a témával foglalkozzon.

Mondjuk a pigmentációs posztok közt talán meglepő módon ez alkalommal egy nem-emlős gerincesről lesz szó. Ugyanakkor a rendszeresebb olvasók számára nem lesz meglepő utóbbi kiléte, hiszen az evodevo kutatások egyik új sztárjáról lesz szó, a tüskéspikóról. Az új eredményt ugyanaz a David Kingsley (illetve csoportja) követte el, aki korábban a pikók tengeri és édesvízi változatai közt megjelenő csontozatbeli különbségek molekuláris okait kutatta.

Ezúttal is az említett két populációhoz nyúltak vissza, de ez alkalommal nem a hasúszók jelenlétére és csontlemezek számára koncentráltak, hanem a halak színére. Ugyanis felfigyeltek arra, hogy az édesvízi tüskéspikók lényegesen világosabbak, mint tengeri társaik. Ráadásul ez nemcsak egy helyen figyelhető meg, hanem számos, földrajzilag egymástól távol levő tóban, valószínűvé téve, hogy a halak "kivilágosodása" többször, párhuzamosan végbement.

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.

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.

Haesler S, Rochefort C, Georgi B, Licznerski P, Osten P, et al. (2007) Incomplete and Inaccurate Vocal Imitation after Knockdown of FoxP2 in Songbird Basal Ganglia Nucleus Area X. PLoS Biol 5(12): e321 doi:10.1371/journal.pbio.0050321

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.

Húsevő gombák a dinoszauruszok korából. Ha épp nem sztrájkolnának, nyilván minden hollywoodi, B-film forgatókönyv író fantáziája beindulna ennek hallatán.

Pedig nem óriás gombákra kell gondolni, amelyek hifái között T-rexek vívják haláltusájukat. A valóság némileg eltér ettől a sablonos képtől (méretben mindenképpen). A 100 millió éves borostyánban rögzült lelet a mikroszkópikus tartományban vizsgálható, és ezek a gombák apró hurkok segítségével vadásztak (szintén mikroszkópikus) áldozatakra: fonalférgekre. "Csapdáik" logikája alapján nem is nagyon különböztek mai is élő rokonaiktól, még ha morfológiailag nem is teljesen azonosak velük.   

A fehér ló regék és mítoszok visszatérő szereplője, mesebeli királyfik és valódi kormányzók választott hátasa. Pedig a fehér ló is csak ló, egyetlen különlegessége színében rejlik.

Hogy mi okozza ezt a színt, pontosabban színtelenséget, eddig kicsit rejtélyes volt, bár ahogy egyre többet tudtunk meg a pigmentáció biológiájáról, egyre közelebb kerültünk a megoldáshoz (na, meg persze az sem ártott, hogy a genom szekvenálás elterjedésével egyre egyszerűbb és gyorsabb lett viszonylag nagyméretű gének megszekvenálása is). Rendszeres olvasóimban már biztos felébredt a sanda gyanú, hogy a poszt csak egy újabb apropót kínál arra, hogy újabb bőrt húzzak le a testszín-meghatározásban kulcsfontosságú Mc1r receptorról, így gyorsan megnyugtatnék mindenkit, hogy (kivételesen) nem erről lesz szó ;-).

Nem akarunk valamiféle nekrológ-bloggá válni, de a múlt héten elhunyt Seymour Benzer munkássága mindenképpen megérdemel (minimum) egy néhány soros megemlékezést.

Annál is inkább, mert Benzer személye a legjobb bizonyítéka annak, hogy a Nobel díj nem az egyetlen mérce a tudományban és lehet valaki úgy híres, ill. minden létező szakmai körben elismert, hogy közben sosem kezezett frakkban és fehér kesztyűben a svéd uralkodóval. Persze akad biológia szerte erre más jó példa is, de például Ernst Mayr-rel, vagy Stephen Jay Gould-al ellentétben Benzer kifejezetten olyan területein tevékenykedett a molekuláris biológiának, amit egyébként a Nobel bizottság előszeretettel díjaz.

Munkásságának első szakasza (és tegyük hozzá, mivel Benzer végzettsége szerint fizikus volt, csak a doktorija megszerzése után kezdett biológiával foglalkozni) nem kisebb eredménnyel járt, mint hogy bebizonyította, hogy a gén nem az öröklődés "oszthatatlan egysége". Ez ma triviálisan hangzik, de akkor még egyáltalán nem az volt és jelentőségében sokan az atom oszthatóságának felfedezéséhez hasonlították. Hab a tortán, hogy mindezt egy rendkívül elegáns kísérletsorozat keretében mutatták ki. A genetikusok akkori kedvenc "háziállatának" tartott Escherichia coli baktérium speciális vírusait, ún. fágokat használták, azok közül is olyanokat, amelyek bizonyos mutációik miatt nem voltak képesek megfertőzni egyes E. coli törzseket. Benzer rájött, hogy ha két olyan fággal fertőz meg egy baktériumot, amelyek ugyanabban a génben különböző mutációt hordoznak, akkor a baktériumban létrejövő új (hibrid) fág-nemzedékben jó eséllyel lesznek olyanok is, amelyek a jó gént hordozzák majd magukban. Ezért a jelenségért, ma már tudjuk, a rekombináció felelős. (Kvázi arról van szó, hogy ha az egyik fagban a FERTOZES gen a FERTOZKL formában, a másikban pedig HJRTOZES formában van jelen, akkor a baktériumban replikálódó fág DNS-ek képesek lesznek egymással információt csere-berélni, és a hibrid nemzedékben lesz működőképes FERTOZES gén (na meg persze működésképtelen HJRTOZKL is).)

Ez már önmagában is szép teljesítmény lett volna, biztosítva, hogy Benzer neve Avery, Griffith vagy épp Watson és Crick mellett legyen jegyezve a tankönyvek lapjain. De ekkor még csak a hatvanas évek közepén járt az idő, Benzer nem akart karrierje derekán hátradőlni. Váltott, nemcsak témát, de modelt is (a genetika azért maradt). A tanulás és memória biológiáját kezdte tanulmányozni ecetmuslicákon és az ő laborjában izoláltak sokat az első rövidtávú memória mutánsok közül. Ehhez a témához aztán hű maradt, és gyakorlatilag haláláig ezzel foglalkozott. Hiányozni fog.

Már lassan két év is eltelt, hogy az Ampulex compressa nevű darázsfaj egészen különleges szaporodásáról írtam, de egy aktuális cikk kapcsán nem árt feleveníteni az alapokat. Az Ampulex nőstény gondos szülő és érezvén, hogy hamarosan anyai örömöknek néz elébe, igyekszik megfelelő táplálékforrást találni leendő utódjának. Ez azonban nem egy kis nektár, vagy valami hasonló édesség, hanem egy jól kifejlett csótány.

A darázs egy kettős szúráskombinációval előbb rövid időre lebénítja áldozatát, majd ezt követően sebészi pontosággal az agyába fecskendez valami különleges méreg-koktélt, aminek következtében a csótány kvázi zombivá változik. Engedékenyen követi az Ampulex nőstényt, annak odújába, ahol az a csótány hasára helyezi tojását, majd angolosan távozik. A kikelő darázslárva egy lyukat fúr a élő éléskamrája oldalába, és azon bemászik, majd a következő néhány hét alatt elfogyasztja a csótány belsőségeit, hogy végül Ridley Scott-ot megszégyenítő ügyességgel kimásszon onnan (egy Discovery Channel videó minderről).

Mindeddig nem sokat lehett tudni a darázs különleges csótány kombinációjának összetételéről, most azonban úgy tűnik, hogy az egyik kulcsösszetevőjéről sikerült lerántani (egy kicsit) a leplet. Ugyan nem tudjuk pontosan mi ez, de azt igen, hogy mit csinál: az octopamin nevű neurotranszmitter molekulát gátolja. Az octopamin az idegsejtek közti kommunikációban játszik szerepet, egész pontosan az akaratlagos mozgásokat szabályozza. Ha egy antagonistával gátoljuk a működését egy-egy csótányban, akkor az említett "zombikkal" kvázi identikus viselkedésmintát gyárthatunk. Sőt, ami még inkább bizonyító erejű: ha egy octopamin hatását hűen lemásoló ún. agonista molekulát juttatunk a zombicsótányok agyába, akkor azok hirtelen újra életre kelnek és lelkesen odébb másznak.

Bár kétségtelen, hogy a májusban elhunyt Stanley Miller volt az abiogenezis "arca" a szélesebb publikum számára, a tudományos fegyvertényeket tekintve Leslie Orgel mindenképpen Millerrel egy lapon említhető és említendő.

Orgel (aki a képen jobb oldalon, hátul látható, az "RNA Tie Club" egyik összejövetelén Francis Crick, James Watson és Alexander Rich társaságában) vetette fel először hogy a mai DNS-alapú életet egy RNS-alapú előzte meg. Ez az ún. RNS világ hipotézis és Orgel erről szóló 1997-es Scientific American esszéje mindmáig az egyik legjobb bevezetőnek számít a témába.

Béke poraira.

Csak a felszíni számokat nézve, a WHO 2007-es AIDS jelentése zavarbejtőnek tűnhet: a tavaly nyilvántartott 39.5 millió HIV pozitív esethez viszonyítva, az idei 33.2 millió meglepően kevés. S mivel egy-egy betegség hordozóinak köréből elvileg csak a gyógyulás vagy az elmúlás a lehetséges két kiút, az egyszeri hírolvasó arra gondolhat, hogy valahogy az év egyik legnagyobb sztoriját rejtették a rideg számok mögé: vagy valahol, valakik felfedezték a HIV ellenszerét, vagy a vírus virulenciája durván megugrott és jobban pusztít, mint korábban bármikor.

A valóság prózaibb: a korábbi indiai és afrikai becsléseket értékeltek át, jobb adatok fényében, így jutittak az alacsonyabb értékhez. Ami persze ettől függetlenül üdvözlendő, hiszen nem mindegy, hogy világszerte plusz 6 millió ember küzd-e a gyilkos korral vagy sem (már csak a védekezésre fordított anyagiak miatt is).

"Abszolút" értékben a betegség hordozóinak száma közel félmillióval emelekedett, ám ez, együttesen azzal a ténnyel, hogy 2005 óta enyhén csökken az évente AIDS-ben elpusztulókelhalálozók száma, arra az enyhén örömteli következtetésre enged jutni, hogy ha a kór gyógyítására még nem is, de kordában tartására már képesek vagyunk.

Képesek, mindaddig, amíg józan racionalitást igyekszünk a betegség ellen hadrendbe állítani és nem ezotériát, kuruzslást, vagy éppen homeopátiát. A placebo hatás ugyanis egy ilyen hatékony és kíméletlen kis gyilkos ellen gyaníthatóan kevés...

Mivel több mértéktartó becslés szerint is, az év folyamán Kína átvette az Egyesült Államoktól a kétes elismeréssel járó "legnagyobb szennyező" címet (ha pedig esetleg mégsem, akkor hónapok kérdése a dolog), mélázzunk el egy kicsit azon, hogy hol is tart ma a kínai környezetvédelem (kvázi sehol, bár papíron legalább létezik). A NYTimes több részes sorozatot futtat "Chocking on Growth" címmel, amit mindenkinek ajánlanék, aki a témához szeretne valahol, valamikor kibicelni.

• Part I - As China Roars, Pollution Reaches Deadly Extremes
• Part II - Beneath Booming Cities, China's Future Is Drying Up
• Part III - In China, a Lake's Champion Imperils Himself
• Part IV - Chinese Dam Projects Criticized for Human Cost
• Part V - Far From Beijing's Reach, Officials Bend Energy Rules
• Part VI - China's Endangered Turtles, Emblems of a Crisis
• Part VII - Trucks Power China's Economy, at a Suffocating Cost