A madaraknál a gének döntik el, hogyan udvarolnak

A mocsaras területeket kedvelő pajzsos cankó hímje jóval nagyobb a tojónál. Nászidőszakban színes tollak nőnek a fején, begye megfeketedik, pofája narancssárga lesz, nyaka körül fekete gallér alakul ki. A hímek egy dürgőhelyen versengenek a tojók kegyeiért. A tojó a fészekhagyó fiókákat egyedül költi ki és neveli fel. Van azonban a cankóhímeknek két másik típusa is. A fehér gallérú „szatellitek” fő célja az, hogy elcsábítsák a tojókat a dürgő, szaporodási helyüket védő hímektől. Még meglepőbb, hogy van olyan, ritkább változat is, aminek színe megegyezik a tojóéval. Természetesen ugyanabban mesterkednek, mint a szatellitek, de őket sokkal nehezebb észrevenni a tojók között.

Egy új genetikai vizsgálat szerint a hímek közötti jelentős különbségért egy „szupergén” felel: egy olyan kromoszómarész, ami száznál több gént tartalmaz. A szupergén több millió éve alakult ki egy kromoszómarész 180 fokos fordulatával. A fordulat miatt ez a régió nem vesz részt az ivarsejtek kialakulásakor lezajló géncserében, így a génvariációk együtt maradtak, és az általuk kódolt sajátosságok közösen öröklődnek.

Később a szupergén egyes szakaszai ismét megfordultak, így alakult ki a tojót elcsábító fehérgalléros típus. A kutatók szerint a fajok és a nemek kialakulásában is szerepet játszhattak hasonló genetikai folyamatok.

Küpper és mtsai, 2015, Nature Genetics

Kép

Magukra hagyatva

A fiatal gulyajáró madarak szürkületkor megszöknek a nevelőszüleiktől, és az éjszakát a közeli földeken töltik. Csak pirkadatkor térnek vissza. Ez a viselkedés valószínűleg szerepet játszik abban, hogy a kakukkhoz hasonlóan fészekparazita gulyajárók ne a nevelőszülőikre hasonlító madarak közt keressenek párt maguknak később.

Ez létező veszély egyébként. Ha például két cinegefaj fiókáit felcserélik a kutatók, akkor a fiókák nem csak a nevelőszülő énekét veszik át, hanem a viselkedését is, ivaréretten pedig szívesebben párosodnak a nevelőszülő fajához tartozó madarakkal, mint a sajátjukéval. Fogságban a gulyajárókkal is ez történik, rejtély volt eddig, hogy szabadban miért nem.

A nevelőszülőknek sokszor teljesen mások a szokásaik és az élőhelyük, mint a fészekparazitáké. A poszáták például erdőben élnek, rovarokat, hernyókat fogyasztanak. A fészkükbe csempészett tojásból kikelő gulyajárók viszont a nyílt, füves területeket kedvelik, és a rovaroknál sokkal több magot esznek. A kutatók feltételezték, hogy talán a gulyajárók anyja tanítja meg a fiókákat arra, mit kell enni, mert az egyértelmű, hogy sokszor látható a környéken, és olykor hanggal is felel a fiókák csivitelésére. 

A fiókákra és a felnőtt gulyajárókra is rádiós jeladókat helyeztek, valamint vért vettek tőlük, hogy megállapítsák a rokonsági viszonyaikat. Kiderült, hogy a fiókák nem az anyjukat követik, hanem teljesen egyedül hagyják el éjszakára a fészket. Ebből még nem derül ki, hogyan sajátítják el a fajukra jellemző viselkedést felnőttkorukra, de az igen, hogy sokkal különlegesebb a viselkedésük, mint ahogy azt eddig sejtettük.

Louder és mtsai, 2015. Out on their own: a test of adult-assisted dispersal in fledgling brood parasites reveals solitary departures from hosts. Animal Behaviour

Kép

Újabb verzió a kutyák eredetére

Szabadon élő kutyák örökítőanyagának elemzése alapján első háziállatunk őshazája Közép-Ázsia, pontosabban India vagy Nepál. A vizsgálat pikantériáját az adja, hogy ez volt eddig nagyjából az egyetlen régió Eurázsiában, amint még nem hoztak hírbe a kutya háziasításával kapcsolatban. A korábbi genetikai vizsgálatok szerint őshaza lehetett Európa, Közel-Kelet, Szibéria és Kína is.

A legrégibb, biztosan kutyaként azonosítható régészeti leletek tizenötezer évesek, Nyugat-Európából és Szibériából származnak. A genetikai elemzések viszont annyiféle eredményt adnak, ahány megközelítést alkalmaznak. A DNS ̶ anyagi okok és kapcsolati háló mentén ̶ begyűjthető élő állatokból, fosszíliákból, különböző területekről, elemezhető a teljes genom, csak bizonyos részei, esetleg kizárólag az apától örökölhető Y kromoszóma vagy az anyától származó mitokondrális DNS. Minden kutatói döntés és lehetőség befolyásolja az eredményt. Emiatt az utóbbi két évtizedben számos lehetőség felmerült a kutyák eredetével kapcsolatban, és még messze vagyunk attól, hogy megegyezés szülessen a kérdésben.

Az új vizsgálat előnye a korábbiakkal szemben az, hogy 5392 alanya között 549 falusi, gazdátlan, szaporodásában nem korlátozott eb is szerepelt 38 országból. Így lehetőség nyílt egy, a kutyás eredetvizsgálatokban eddig nem alkalmazott módszerre, amely génváltozatok együttes vagy független öröklődéséből következtet a populáció korára. Ez a módszer fajtatiszta kutyáknál nem alkalmazható, mert a genetikai elszigeteltség és a beltenyésztés erősen befolyásolja a génváltozatok kapcsolt öröklődését.

Shannon és mtsai, 2015, PNAS

Kép: Wikimedia Commons

Az öregedés kezdete

Az öregedés apró eseményekből álló hosszú folyamat vagy hirtelen bekövetkező, nagy lépéshez köthető? A C. elegans nevű 1 mm-es, talajlakó fonalféreg sejtjeinek tanulmányozása alapján a második válasz a helyes: egy genetikai váltással indul az öregedés fiatal felnőttkorban. Miután az állat szaporodóképes lesz, tehát petesejtek és hímivarsejtek termelésével biztosítja a faj fennmaradását, ivari őssejtjei küldenek egy jelet a test szöveteinek arról, hogy kapcsolják ki a sejtvédő mechanizmusokat. A C. elegansban ezután mindössze négy óra alatt jelentősen hanyatlik a védő funkciójú hősokk-válasz, ami nélkülözhetetlen a fehérjék megfelelő előállításához és a sejtek egészségéhez. Az állat viselkedése továbbra is változatlan, de a sejtekben zajló molekuláris változások egyértelműek.

Noha a fonalféreg törzsfejlődéstanilag távol áll az embertől, a mechanizmus egyetemleges. Így egy napon az is kiderülhet, hogyan lehetne jobb formában tartani saját sejtjeinket, és késleltetni az öregedéshez kapcsolódó degeneratív folyamatokat. A genetikai váltás visszafelé is működhetne, és így az idősödő sejtek is könnyebben megbirkóznának a stresszel.

Egy kísérletben a kutatók megakadályozták az ősivarsejtek öregedést beindító jelének kibocsátását. Ekkor a testi sejtek hibás fehérjéket kijavító mechanizmusa a felnőtt állatokban is megmaradt. Máris sikerült olyan célpontot találniuk, ami biztató kilátásokat nyújt az egészséges öregedés eléréséhez.

Labbadia és Morimoto, 2015. Molecular Cell

Kép

A vérfertőzés elkerülése

Fotó: Martha M. Robbins, MPI-EVAN

A nőstény hegyi gorillák olykor a szülőcsaládjuknál maradnak ivarérés után is. Nem ritka, hogy még ekkor is apjuk a domináns hím. A gorilláknál általában az övé, az ezüsthátú hímé a szaporodás joga, lányainak mégis sikerül elkerülniük, hogy apjuk párosodjon velük.

A ruandai Karisoke Kutatóközpont által megfigyelt fiatal nőstény gorillák fele nem hagyja el apja csapatát. Itt szülik meg utódjaikat is. Ahhoz, hogy a kutatók kiderítsék, a domináns vagy a szintén a csapatban élő egy-két alárendelt hím-e a kölykök apja, ürülékmintákból DNS-t különítettek el, és összevetették az egyedi jellegzetességeket. Megállapították, hogy tíz gorillakölyökből körülbelül hét a domináns hímtől származik. Viszont egyetlen olyan esetet sem találtak, amikor egy nőstény kölykét a saját apja nemzette volna.

A többhímes csoportokban ennek ellenére azért előfordul a beltenyésztés. 79 utód közül kilenc szülei féltestvérek voltak, összhangban annak a friss kutatásnak az eredményeivel, amely szerint a hegyi gorilláknál alacsony a genetikai változatosság.

A nőstény gorillák – annak ellenére, hogy sokkal kisebbek, mint a hímek – képesek válogatni a lehetséges szaporodási partnerek között. Kérdés, honnan tudják a nőstények, hogy ki az apjuk. Talán ténylegesen kikövetkeztetik felnövekedésük során, ezt nem tudhatjuk. Az viszont biztos, hogy a domináns hím lányai az apjuknál jelentősen fiatalabb hímekkel szaporodnak, a relatív kor tehát fontos támpont. A domináns hímek viszont az idősebb, kölyöknevelésben tapasztaltabb nőstényeket termékenyítik meg legszívesebben.

Vigilant és mtsai, 2015, Behavioral Ecology and Sociobiology

Kit szeretnek a szúnyogok?

A szúnyogok nem válogatás nélkül csapnak le áldozatukra. Régóta ismert, hogy a nőstények, amelyeknek madarak vagy emlősök vérére van szükségük ahhoz, hogy a petéik kifejlődhessenek, kifejezetten kedvelnek egyes embereket, másokat viszont elkerülnek. A terhes nők például nagyon vonzóak számukra, és a maláriás betegek is, főként akkor, amikor leginkább fertőzőképesek. Egy brit-amerikai vizsgálat alapján egyértelmű, hogy a géneknek is fontos szerepe van abban, kit támadnak meg a vérszívók. A kutatók ikerpárokat kértek meg arra, hogy egy Y-alakú cső száraiba tegyék be az egyik alkarjukat. A csőben húsz kiéhezett nőstény szúnyog dönthetett arról, hogy az Y melyik szárába repül. Az azonos génkészlettel rendelkező egypetéjű ikreket egyforma valószínűséggel választották a szúnyogok, a kétpetéjű ikrek között – akik genetikailag nem egyformák – viszont különbséget tettek. A szúnyogokat tehát olyan szagok vonzzák áldozatukhoz, amelyek kialakulását gének is jelentősen befolyásolják. A kutatók abban bíznak, hogy hamarosan sikerül azonosítaniuk ezeket a géneket.

A vizsgálatban a sárgaláz és a dengue-láz vírusok legfőbb terjesztője, az egyiptomi csípőszúnyog preferenciáit vizsgálták. Ha sikerül beazonosítani, mi alapján találnak rá a szúnyogok az emberekre, akkor könnyebb lesz védekezni e súlyos betegségek ellen is.

Fernández-Grandon és mtsai, 2015, PLoS One

Mi okozza a háziállatok hasonló tulajdonságait?

Szelídebbek, gyakran lóg a fülük, rövidebb az arcorri részük, fehér foltok jelennek meg a bundájukban – szinte minden háziasított (domesztikált) gerinces állatra jellemzők ezek a jegyek. Régóta foglalkoztatja a kutatókat, milyen gének változása áll a háttérben, de leggyakrabban csak egy-egy tulajdonságra koncentrálnak. Pedig a jegyek valószínűleg összefüggenek. A híres szovjet ezüstróka-háziasítási kísérletben a csak szelídségre – emberrel szemben lecsökkent félelemre – szelektált rókák 45 generáció után nem csak barátságosak, hanem kutyaszerűen ugatnak, csóválják a farkukat, sokuknak lóg a füle, foltos a bundája, kunkorodik a farka. Hormonálisan is megváltoztak: évi egy helyett kétszer tüzelnek, stresszhormon-szintjük a vad típushoz képest alacsonyabb.

Egy új elmélet szerint ez a sokféle jellegzetesség azért függ össze, mert a háziasítás az embrió velőlécének fejlődését, az onnan eredő sejtek vándorlását szabályozó génekben okozott változást, amikből az egyedfejlődés során a koponya egyes részei, fogak, fül, idegek, mellékvese és a kültakaró színezetét adó pigmentsejtek képződnek. A háziasítás során a továbbtenyésztésre kiválasztott szelídebb állatok valószínűleg enyhe velőléc-rendellenességet hordoztak, ami többek között kisebb vagy rosszabbul fejlődő mellékvesével járt. Emiatt a vad ősökhöz képest kevésbé reagáltak veszélyhelyzetekre, például az ember jelenlétére, illetve a lassúbb fejlődés miatt hosszabbá vált a szocializációs periódusuk, így több idejük maradt megtanulni, hogy az embertől nem érdemes félni. A velőléc rendellenessége miatt melléktermékként a szelídebb állatoknak kisebb az állkapcsa, a fogai, helyenként elégtelenül működnek a pigmentsejtjei, a fül porcsejtjei. Az elmélet egy nagyon régi, még Darwin által felvetett kérdésre adhat választ, és új irányt mutat a domesztikáció kutatásának.

Wilkins et al., 2014, Genetics