iPon Cikkek

Hogyan gyártsunk új fajokat?

Dátum | 2015. 01. 07.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A szakértők évente nagyjából 17 ezer újonnan felfedezett fajt írnak le, egy, a Breviora nevű folyóirat oldalain megjelent tanulmány azonban egy olyan új gyíkfajról számol be, amely egy kicsit más, mint a többi. Az Aspidoscelis neavesi látszólag nem sokban különbözik rokonaitól: kicsiny, vékony testű, hátán és kékes farkán foltos teremtmény. A legtöbb fajtól eltérően azonban ez a gyík nem a vadon szülötte, hanem egy laboratóriumban hozták létre két másik faj keresztezése révén, vagyis az új gyíkocska alapvetően átírhatja mindazt, amit eddig az új fajok keletkezésével kapcsolatban igaznak véltünk. Az élet színpadán újonnan megjelenő fajok kialakulása általában egy elnyújtott, hosszadalmas folyamat. Általában úgy kezdődik a történet, hogy egy populáció valamilyen okból több részre szakad, és az új közösségek izoláltan, egymás közt kezdenek párosodni. Több mint ezer generáció leforgása alatt az eredetileg egy közösséghez tartozó, de később külön fejlődő élőlények leszármazottai genetikailag olyannyira különbözővé válnak, hogy többé nem lesznek képesek egymással párosodva életképes utódot nemzeni. A faj definíciójának ezen megfogalmazásával kapcsolatban persze kezdettől akadtak problémák, hiszen számos olyan fajt ismerünk, amely képes egymással párosodni, és utód is születhet ezen találkozásokból. A hasonló kereszteződések többsége azonban evolúciós zsákutcának bizonyul, mivel a létrejövő utód nem lesz képes szaporodni. Ilyen steril hibrid például a ló és a szamár párosításából születő öszvér. Az utóbbi évtizedek során azonban több olyan fajpárosításra is ráakadtak a szakértők, amelyek szaporodóképes utódokat, vagyis egy új fajt eredményezhetnek. A leglenyűgözőbb ilyen hibridek a gyíkok alrendjébe tartozó tejufélék közt keletkeznek. A szakértők az 1960-as években észlelték először, hogy az Egyesült Államok délnyugati részén honos gyíkfajok közt némelyiknek igen furcsa a genetikai állománya. Minden kromoszóma két példányban van jelen sejtjeikben, ahogy nekünk is, a párosok egyes darabjai azonban nagyon eltérnek egymástól. Olyan, mintha nem egy fajon belüli, de különböző szülőktől, hanem különböző fajoktól származnának.
Aspidoscelis neavesi
Ami még furcsább, több olyan tejufaj is létezik, amely kizárólag nőstényekből áll. Az anyák lerakják tojásaikat, és azokból egészséges nőstény klónok kelnek ki, vagyis az állatok aszexuálisan, megtermékenyítés nélkül, úgynevezett partenogenezis (szűznemzés) révén szaporodnak. A legtöbb ismert állatfaj megtermékenyítetlen petesejtjei egyetlen kromoszómakészletet hordoznak, a szűznemzéssel szaporodó tejuk azonban képesek megduplázni petesejtjeik kromoszómáit. Ez a felfedezés vezette a kutatókat azon hipotézis kidolgozásához, amelynek végeredményeként megalkotásra került a bevezetőben említett új faj. Úgy tűnik, hogy a tejufélék eltérő fajokba tartozó példányai időnként párosodnak egymással, és a két faj kromoszómakészletét hordozó utódban beindul a szűznemzés folyamata. A nőstény hibridek saját magukkal egyező, a szülőfajoktól eltérő genetikájú utódokat hoznak a világra, vagyis egyetlen lépésben új fajjá válnak. A bizarr történet azonban nem ér véget ezen a ponton, a tejufélék némelyike ugyanis nem két, hanem három különböző kromoszómakészletet hordoz. A szakértők szerint ez úgy lehetséges, hogy az első generációs hibrid (vagy annak egy klón leszármazottja) egy olyan hímmel párosodik, amely valamelyik szülőjének fajtársa. Nem mindig ugyan, de előfordul, hogy a hím egyik ivarsejtje sikerrel termékenyíti meg a nőstény szűznemzés útján elindult, tehát eleve dupla kromoszómakészlettel rendelkező petesejtjét. A fejlődő embrió így már három sorozat kromoszómát hordoz, vagyis ismét egy újabb faj jött létre. A furcsaságoknak még ezzel sincs vége. 1967-ben a Harvard egyik doktorandusza, William B. Neaves ráakadt egy olyan tejufélére, amely négy teljes kromoszómakészlettel rendelkezett. A gyík egyértelműen hibrid volt, kromoszómáinak háromnegyede az Aspidoscelis exsanguis nevű fajtól eredt, egynegyedük pedig a szintén a felfedezés helyén szintén honos Aspidoscelis inornatához. Neaves végül nem ásta magát bele különösebben a témába, hanem helyette a termékenységet és az őssejteket kezdte kutatni. 2002-ben azonban egy vacsora alkalmával lefolytatott beszélgetés során újra felemlegette egykori felfedezését Peter Baumann molekuláris biológusnak, a Stower Orvosi Kutatási Intézet munkatársának. (Neaves a kérdéses időszakban az intézet igazgatója volt.) Baumann érdekesnek találta Neaves történetét, és úgy döntött, hogy alaposabban is utánajár a tejufélék különös genetikájának. Többször is Új-Mexikóba utazott, hogy példányokat gyűjtsön be a különböző fajokból, majd kollégáival érdekes kísérletsorozatba kezdett. A befogott gyíkokat párosával összezárta, hogy megtudja, az adott fajok együttesen képesek-e utódot létrehozni. A keresztezési kísérlet a legtöbb esetben kudarcba fulladt.
2008-ban aztán a kutatók megpróbáltak létrehozni egy négy kromoszómakészlettel rendelkező hibridet. Ennek érdekében egy Aspidoscelis exsanguist (egy szűznemzéssel szaporodó, három kromoszómakészlettel rendelkező nőstényt) és egy hím Aspidoscelis inornatát zártak össze. A gyíkok sikeres párosodása után a nőstény lerakta tojásait, amelyekből rövidesen élő gyíkocskák bújtak elő. Amikor a kutatók megvizsgálták az utódok génállományát, kiderült, hogy azok valóban négy kromoszómakészletet hordoznak. Az új hibridek közül négy nőstény volt, amelyek a kutatók legnagyobb örömére felnőve képessé váltak a szűznemzésre, és utódaik is tudták magukat klónozni. Napjainkra a labor egy 200 fős hibridkolóniának ad otthont. A szakértők egyre inkább úgy gondolták, hogy tulajdonképpen egy új fajt hoztak létre, és felvetették ennek lehetőségét Charles J. Cole-nak is, aki az Amerikai Természettudományi Múzeum kétéltűekkel és hüllőkkel foglalkozó szakértőjeként a hatvanas évek óta kutatja a tejuféléket. „Amint elmesélték, hogy mit csináltak, tudtam, hogy egy új fajt hoztak létre” – mondja Cole. A hibrid gyík mind genetikailag, mind külső megjelenésében egyértelműen eltért az eredeti szülőfajok példányaitól, az a tény pedig, hogy az állat egy laborban keletkezett, a szakértő szerint rendszertani szempontból egyáltalán nem releváns. Nem valamiféle Frankensteinhez hasonló génmanipulációról van szó, hanem ketrecekbe összezárt gyíkokról, amelyek mindent úgy csinálnak, ahogy a természetben is tennék, mondja Cole.
Az anyai rokonság: Aspidoscelis exsanguis
A szakértő abba is beleegyezett, hogy segítséget nyújt Baumann csapatának az új faj formális leírásában. Ennek során katalogizálták a hibrid gyíkok mindazon vonásait, amelyek elkülönítik az új faj tagjait a többi tejufélétől. A laborban született fajt William B. Neaves után Aspidoscelis neavesi néven jegyeztették be. A szakmai közösség egy része egyetért Cole véleményével, és úgy véli, hogy a gyíkok valóban egy új fajt alkotnak, akadnak azonban olyanok is, akik szerint a hibridek nem tekinthetők önálló fajnak. Hagyományosan a szakértők egy új faj vagy alfaj elkülönítésekor a szaporodás eredményét vizsgálják, és az állatok azon csoportjait nevezik egy fajnak, amelyek egymás közt élet- és szaporodóképes utódokat tudnak létrehozni. A gyíkok kapcsán valóban problémás lehet ez a fajta fajmeghatározás, hiszen az Aspidoscelis neavesi egyáltalán nem párosodik, így genetikai állománya sem keveredik fajtársaiéval. Az anyaállat genomjában bekövetkező mutációk kizárólag annak leszármazottainak adódnak tovább, és a vérvonalak sosem keverednek egymással. A másik probléma, hogy Baumann és kollégái többször is létrehozták az új fajt. Több tucatnyi alkalommal pároztatták sikeresen az Aspidoscelis inornata and az Aspidoscelis exsanguis egy-egy példányát. Mivel minden ilyen keresztezésnek eltérő genetikai állományú hibridvonal lett az eredménye, amellett is lehetne érvelni, hogy ezek az eltérő szülőktől származó hibridek nem alkotnak-e különböző fajokat.
Az apai rokonság: Aspidoscelis inornata
David Hillis, a Texasi Egyetem evolúciós biológusa szerint viszont a gyíkok kapcsán újfajta fogalmi rendszert kellene bevezetni. Szerinte a faj helyett helyesebb lenne rájuk a hibrid klónok kifejezést alkalmazni, hiszen ez pontosabban leírja, hogy hol is helyezkednek el az élet fáján. Baumann szerint ugyanakkor az új fajnév már csak praktikus szempontból is hasznos lehet, hiszen egyértelművé teszi, hogy miről beszélnek a szakértők. Márpedig bőven van miről társalogni a furcsa származású gyíkok kapcsán. Baumann és kollégái jelenleg például azt vizsgálják, hogyan boldogulnak az egyedek négy kromoszómakészlettel. Az emberekben nagyritkán felbukkanó extra kromoszómák általában súlyos rendellenességekhez vezetnek, a Down-szindrómát például a 21-es kromoszóma egy fölösleges másolata okozza, amely egy hibás sejtosztódás eredményeként jön létre. Az Aspidoscelis neavesi példányai azonban tökéletesen egészségesek. Ennek kapcsán felmerülhet még egy érdekes kérdés. Ha a két szülőfaj egészséges utódokat tud nemzeni, miért nem léteznek a vadonban is az Aspidoscelis neavesi példányai? A szakértők szerint elképzelhető, hogy időről időre világra jönnek ilyen hibridek, az alacsony létszámú fajok azonban nagyon könnyen kihalnak, mivel bármilyen apróbb balszerencse eltörölheti példányaikat a Föld színéről. Az is lehetséges persze, hogy a faj létezik a természetben is, csak mindeddig nem találtak rá a kutatók. Cole reményei szerint a hivatalos leírás abban is segíthet, hogy az esetlegesen létező vadon élő példányokat beazonosítsák.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

2. okumura
2015.01.07. 23:19
Erről ez jut eszembe.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. gombabacsi
2015.01.08. 00:18
nekem mindig az az érzésem, hogy a gének, dns sokkal többet "tud" mint mi sejtjük
prométeusz film jut eszembe meg a the thing
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!