Párhuzamok a halak és az emberek bevándorlási politikájában

Az akvaristák bizonyára jól ismerik a sárga porcelánsügért.  A Tanganyika tóból származó bölcsőszájú hal nem csak tetszetős külsejéről, de együttműködésen alapuló szaporodásáról is nevezetes: a domináns szaporodó párnak több, alárendelt dajka is segít az ivadékok nevelésében. (Sok madár- és emlősfajnál is hasonló rendszer működik. A szurikáták segítőinél például olyan erős a gondoskodási hajlam, hogy egy friss kutatás szerint jóval több – számukra veszélyes – őrködésre szánják el magukat, amikor a kölykök előbújnak az üregekből.)  A sügér segítőtársak akár húszan is lehetnek, és bár főleg a pár régebbi utódjai közül kerülnek ki, olykor idegeneket is maguk közé fogadnak. Közösen tisztogatják, legyezgetik az ikrákat, és elriasztják a ragadozókat.  Titokban valószínűleg arra várnak, hogy a terület egyszer majd az övék legyen, de addig is előnyt húznak a csoportéletből, hiszen közös erővel könnyebben megvédik magukat a ragadozóktól. A szaporodó párnak jól jön a kegyeiket kereső csapat, de a túl nagy népesség terhet is jelent, hiszen nem biztos, hogy mindenkinek jut elegendő ennivaló, és a betegségek is könnyebben terjedhetnek közöttük. Így azután jól megfontolják, hogy kit és mikor engednek be a csapatba. A Berni Egyetem kutatói évtizedek óta vizsgálják, milyen tényezők befolyásolják a halak együttműködését. Legutóbbi tanulmányukban arra keresték a választ, vajon mi alapján dönti el a domináns pár, hogy megadja-e a letelepedési engedélyt a bevándorlóknak. A pár akváriumához olyan tartályt csatoltak, amiben vagy egy ragadozó, egy ikrarabló, egy növényevő vagy semmilyen hal sem úszkált. Egy másik csatlakozó tartályba pedig egy addig ismeretlen porcelánsügért tettek a kutatók. Ha a harmadik tartály üres volt vagy csak egy békés növényevő úszkált benne, a pár mindent megtett, hogy a betolakodót elűzzék. Viszont ha ragadozó vagy egy ikrarabló került a közelükbe, máris visszavettek a támadásokból.  A ragadozó közvetlen fenyegetést jelentett, az ikrarabló jövőbenit – de mindkét esetben úgy vélték, elkél a segítség a ragadozó elűzéséhez.  A kutatók szerint ez nagyon hasonlít az emberi társadalmak eljárására, ahol a bevándorlókat csak akkor látják szívesen, ha hiányszakmát űznek, amit a helyi munkaerővel nem lehet feltölteni.  

Zöttl et al., 2013, Proc R Soc B

Az egérlyuk evolúciója

Biológiaórán mindannyian megismerkedhettünk azzal, hogy a borsószem kerek vagy szögletes formáját, vagy a csodatölcsér virágjának színét hogyan befolyásolja azt kódoló génváltozatok száma, öröklésmenete. A viselkedés öröklődéséről jóval kevesebbet tudunk, pedig a növényeknél bevált keresztezési manőverekkel ugyanúgy megbecsülhető, hogy hány gén eltérő működése áll a háttérben. Az amerikaiegerek két közeli rokon faja kereszteződhet egymással, de nem igazán szoktak találkozni, mert a magyar nevet nélkülözni kénytelen Peromyscus polionotus a nyílt mezőkön él, az őzegér viszont az erdős területeket is kedveli. Hiába a közeli rokonság, mégis másféle üreget ásnak maguknak. A polionotus keres egy buckát, amibe hosszú vízszintes alagutat fúr, ezt a végén kitágítja fészekkamrának, és ehhez a felszínhez tartó, vakon végződő menekülőalagutat is csatol. Az őzegér bejárati alagútja jóval rövidebb, az üreg kisebb, és nincs menekülőjárata. Mivel ez az üreg egyszerűbb, feltételezhető, hogy ez az ősibb forma, és a polionotusban a nyíltabb területre költözéssel párhuzamosan alakult ki az összetettebb üreg építését szabályozó viselkedés.
A két egérfaj keresztezésével ki lehet deríteni, hogy mekkora genetikai változásra van szükség ilyen jelentős viselkedésbeli különbségekhez. Nos, a keresztezéssel létrejött hibridek bejárati alagútja hosszabb lett, mint az őzegéré, és menekülőalagutat is építettek, ami a polionotus alagútásási stílusának dominanciájára utal. Az utódokat ezután visszakeresztezték az őzegér szülői törzshöz. Az így született egereknek körülbelül fele fúrt menekülőalagutat, a bejárati alagút hossza viszont igen változatos lett, az utódok mindössze nyolcada épített őzegérszerűt. Mindez azt jelzi, hogy a menekülőalagút készítését egyetlen gén szabályozza, a bejárati alagútét több.
Ennyivel akár meg is elégedhetnénk, de a molekuláris genetikai technikák ma már lehetővé teszik azt is, hogy a kutatók pontosan beazonosítsák a viselkedés hátterében álló géneket. Úgy találták, hogy mindössze egyetlen génhely szabályozza a menekülő alagút ásását, három a bejárati alagútét, és mindezek egymástól függetlenül öröklődnek. Az eredmény arra utal, hogy felettébb bonyolult viselkedésformák is kialakulhatnak egyszerű genetikai modulokból, amik egymástól függetlenül változnak az evolúció során.

A kutyák alkalmazkodtak az emberi táplálékhoz

A kutya az első háziállatunk, és kialakulása alighanem jelentősen befolyásolta az emberi civilizáció fejlődését. A háziasítás pontos helyszíne és ideje kapcsán élénk vita zajlik, és arról is keveset tudunk, milyen genetikai változások vezettek ahhoz, hogy a farkasból kialakult a kutya. Az Uppsalai Egyetem kutatói által vezetett csoport most ennek feltárására tett kísérletet. 12 farkas és 60 kutya genetikai anyagának összehasonlításával 122 olyan gént fedeztek fel, amelyek valószínűleg a kutya házasítása során változtak meg. Ebből 19 az agyi működésekkel kapcsolatos, tíz pedig a keményítő és a zsír emésztésével. A viselkedést szabályozó gének valószínűleg a szelídebb, kevésbé agresszív viselkedésért felelnek. Az emésztésben szerepet játszó gének viszont a hatékonyabb keményítőbontást segítik. A géntermékek funkcionális elemzése szerint a keményítőt bontó amiláz enzim – amit kutyákban a hasnyálmirigy termel – 28-szor aktívabb a kutyában, mint a farkasban, ezért a kutyák körülbelül ötször hatékonyabban emésztik a keményítőt, mint vadon élő rokonaik. (A sok szénhidrátot fogyasztó kultúrában élő emberek – például a japánok – is a kutyáéhoz hasonló génváltozatot hordoznak, míg a vadászó afrikai törzseké a farkasokéhoz hasonlít). Emellett a maltáz, ami a keményítő lebomlásakor keletkező maltózt bontó enzim, a növényevőkhöz hasonlóan hosszabb a kutyákban. Mindez arra utal, hogy a kutyák tápanyagigénye nem azonos a farkasokéval.
 A hatékony keményítőemésztés már valószínűleg a háziasítás kezdeti szakaszában megjelent, amikor a farkasfalkáktól elszakadt egyedek az emberi települések körül felhalmozódó, szénhidrátban gazdag, de fehérjében szegény hulladékkal igyekeztek fenntartani magukat. Ez azoknak sikerülhetett a leginkább, akikben az emésztést kódoló gének megváltoztak. A háziasítást tehát feltehetően az emberi letelepedés, a földművelés megjelenése serkentette, és nem a vadonból befogott állatok megszelídítésével kezdődött – bár ezt az elméletet többen vitatják, megjegyezve, hogy bizonyos régészeti leletek szerint a kutya háziasítása jóval a mezőgazdaság megjelenése előtt, körülbelül harmincezer évvel ezelőttre vezethető vissza.
Annyi mindenesetre bizonyos, hogy az új eredmény feladja a leckét a kutyatápgyártóknak, mivel nagyon sok, kifejezetten drága tápot előállító cég alapozta a stratégiáját arra az állításra, hogy a kutyáknak ugyanolyan arányban kell fehérjét fogyasztaniuk, mint a vadon élő, főként húst evő farkasoknak. Most kiderült, hogy ezt a falusi nénikék, akik házi koszttal etették a házőrző kutyát, talán jobban tudták.

Axelsson et al., 2013, Nature

Kiabáló hangyabábok

Évtizedek óta ismert, hogy a hangyák feromonokkal kommunikálnak: ha egy dolgozó felfedez egy nagy méretű táplálékforrást, gyorsan visszasiet a bolyhoz, és közben szagösvényt hagy maga után. A többiek csápjaikkal érzékelik a feromonokat, a zsákmányhoz futnak, amit együttesen már haza tudnak cipelni.  Más hangyák élősködő legyek közeledése esetén olyan feromont bocsátanak ki, amitől az egész boly mozdulatlanná dermed, így az élősködő nem talál rájuk. (Erre a pillanatra vár egy katicafaj, ami ilyenkor zavartalanul teheti le petéit a hangyák által gondozott levéltetvek közé. Máskülönben a hangyák megtámadnák a katicát.) A sérült hangyák által kibocsátott feromonok hívó jelként működnek, és támadó hangulatba lovallják az összesereglőket. Még azt is a királynő által termelt feromon szabályozza, hogy a boly mikor nevel újabb királynőket.
Kevesebben tudják, hogy sok hangyafaj ciripel is. A Myrmica nemzetség potrohán egy speciális tüskesor található. Ha ezt megdörzsöli a hangya a hátsó lábával, olyasféle hang képződik, mint amikor egy fésű fogait végighúzzuk egy asztal sarkán. Úgy tűnik, a hangot riadóként használják a hangyák, segítséget kérnek vele, ha ragadozó fenyegeti őket.
A kifejletlen hangyák – lárvák, fiatal bábok – kültakarója még puha, ezért alkalmatlan a hangképzésre. Az idősebb báboké viszont már elég kemény. Miért maradnának csöndben, ha már kifejlődtek a tüskéik? Egy rendkívül érzékeny mikrofon segítségével kiderült, hogy az idősebb bábok valóban kibocsátanak gyenge, pulzáló, a felnőtt hangyákéhoz hasonló, de annál egyszerűbb hangokat. Emberi nyelvre lefordítva azt kiabálják: „Segítség! Segítség!”, felnőtt társaik viszont bonyolultabban fogalmaznak: „Hahó, itt vagyok! Kérlek, segíts! A barátod vagyok!”. Amikor a kutatók egy bábot megfosztottak tüskéitől, a dolgozók akkor sem törődtek vele többé, ha kikerült a bolyból, és valóban segítségre volt szüksége. A feromonok tehát önmagukban nem elegendők a gondoskodás kiváltására – a hangadás képessége életbevágó a bábok esetében.

Casacci et al., 2013, Current Biology


Hangtérkép alapján navigálnak a galambok

A galambot a tyúkkal, a tevével és a lúddal egyidőben, körülbelül ötezer évvel ezelőtt háziasította az ember. A galambot nem csak tápláléknak tartották: ürüléke kiváló bőrcserzéshez, az e-mailek előtt pedig gyorspostai küldemények kézbesítésében jeleskedett. A II. világháborúban számos galambot ki is tüntettek e szolgálatuk miatt. Közülük a leghíresebb G. I.  Joe, akinek maga London polgármestere adományozott érdemrendet egy teljes olasz falu és az azt elfoglaló brit katonák megmentéséért. Hősnek kijáró körülmények között élhetett 18 éves korában bekövetkezett haláláig.
A házigalamb – pontosabban egy dán fajta – teljes genetikai anyagának kódját idén januárban hozták nyilvánosságra.  36 más fajtájú és két elvadult, városi galamb genetikai anyagának vizsgálatával kiderült, hogy az, amit Darwin csak sejtett, egészen biztosan igaz: a házigalamb őse a szirti galamb. A városi példányok sem térnek el jelentősen a nemesített fajtáktól – azért is lehet olyan változatos a küllemük, mert gyakran keverednek a tenyészetekből megszökött és elvadult példányokkal. Kiderült az is, hogy egyes fajták jellegzetességét, a csinos tolltaréjt egyetlen gén mutációja okozza.
Azt egyelőre nem tudjuk, milyen gének felelősek a galambok navigációs képességeiért, de azt régóta sejtjük, hogy a tájra jellemző infrahangok segítik a tájékozódást. Ez az elképzelés akkor nyert némi bizonyosságot, amikor 1997-ben egy versenyen 60.000 galamb tévedt el annak hatására, hogy repülési útvonalukon áthaladt egy Concorde. A repülő eltorzította az atmoszféra infrahangjait – hullámok, földmozgások, szél, emberi tevékenység zajából származó, a tájra jellemző, emberi fül által nem érzékelhető alacsony frekvenciájú hangokat. A sejtést – ami szerint a galambok infrahang-térkép alapján tájékozódnak – megerősítette egy friss amerikai kutatás. A Cornell Egyetem galambdúcának tíz évnyi feljegyzése és a környező tájra jellemző hangterjedési viszonyok modellezése alapján kiderült, hogy vannak olyan területek, ahol a domborzat megzavarja a hang terjedését, és emiatt a madarak ott minduntalan eltévednek. Tíz év alatt mindössze egyszer, 1969. augusztus 13-án találtak vissza erről a helyről a dúcba a madarak, amikor egy hőmérsékleti inverzió miatt (ilyenkor a meleg légtömeg a hidegebb fölé kerül) a hangok visszapattantak a kibocsátási helyre. 

Shapiro et al., 2013, Science
Hagstrum, 2012, J Exp Biol