2012. október 7., vasárnap

Paley órája és a célszerűség

A kreácionizmus különféle vonulataihoz (vallás, intelligens tervezettség, stb.) tartozó emberek a mai napig használják érvelésükben az angol teológus és filozófus, William Paley óra-órásmester hasonlatát az evolúciós elmélet ellen. Ennek lényege a következő:

„Tegyük fel, hogy egy pusztaságon áthaladva belebotlok egy kőbe, és valaki megkérdezi, hogyan került oda az a kő. Alkalmasint azt válaszolom, hogy a legjobb tudomásom szerint, mindig is ott volt. … De tegyük fel, hogy egy órát találok a földön, és valaki ismét megkérdezi, hogy ez hogyan került arra a helyre. Aligha gondolnék arra a válaszra, amit az előbb adtam. … Működésének precizitása és bonyolultsága arra a következtetésre kényszerítene minket, hogy az órát meg kellett alkotnia valakinek. Valamikor, valahol léteznie kellett egy mesternek (vagy mestereknek), aki megalkotta egy bizonyos célra… aki kitalálta a szerkezetét, és megtervezte a használatát.”

Tehát, mondja Paley és a kreácionisták, a természetben és az élővilágban megfigyelhető komplex, működőképes struktúrák egy teremtő létét feltételezik. Ma már –Darwinnak köszönhetően – tudjuk, hogy egy vakon működő természeti folyamat, a természetes szelekció, tudományos magyarázatot ad komplex struktúrák létrejöttére teremtő nélkül is. Most azonban azt nézzük meg, hogy általános érvényű-e Paley hatásosnak tűnő érvelése. Szerintem nem, mert cél és célszerűség önmagukban nemlétező fogalmak, így az időmérés megszületése előtt, ezen az alapon nem lehetséges különbségtétel egy kődarab és egy zsebóra között.

A Paley érvelésében szereplő óra feltételez egy ma már jól ismert célt, az idő mérését. Azonban az idő meghatározása ismeretlen, és ezért értelmetlen volt még a kőkorszakban is. Az utolsó néhány ezer évet leszámítva az ember nem volt képes olyan bonyolult szerkezet létrehozására, mint egy óra, sőt elképzelése sem volt ennek felépítéséről és működési elvéről. Szembekerülve egy órával, őseink nem ismerték volna fel bonyolultságát, tervezettségét és célját sem. A cél NEM a priori fogalom, azaz nem előre adott, és ennek fontos következményei vannak. De erről majd máskor…

2012. szeptember 24., hétfő

Centrális dogma

Centrális dogma
A lom DNS-nél (junk DNS) csak egyvalamit akartak többször megölni: a genetika és molekuláris biológia centrális dogmáját. Gyilkos szerszámként az adott időben legújabb felfedezéseket igyekeztek felhasználni. Ezek (a teljesség igénye nélkül) a következők voltak: reverz transzkriptáz és/vagy RNS vírusok, alternatív splicing, transzpozonok, epigenetika és legújabban a prionok. A kivégzés a mai napig nem sikerült, ami jelzi az elmélet (pardon, dogma) és szerzője zsenialitását. Történeti érdekesség, hogy a kilövés tervezői a legalapvetőbb feladatukról feledkeztek meg: a célpont azonosításáról. Így aztán szinte mindig téves célpontra, egy hasonmásra lőttek. Voltak, vannak, akik  azt hiszik, találtak és győzelemittas közleményekben mutatják be a hamis trófeát.
A centrális dogmát Francis Crick fogalmazta meg először egy tudományos konferencián 1957-ben, az erről készült közleménye 1958-ban jelent meg. Crick ezen a konferencián a fehérjeszintézissel kapcsolatosan két elképzelést ismertetett. Az egyiket szekvencia hipotézisnek, a másikat pedig centrális dogmának nevezte. A szekvencia hipotézis szerint a DNS specifitása bázisszekvenciájában nyilvánul meg, és ez a szekvencia kódként határozza meg a fehérjék aminosav sorrendjét. Ez tehát a szekvencia-információ lehetséges áramlási irányát adja meg. A centrális dogma a szekvencia-információ részletes, betűről-betűre történő átadásával foglalkozik. Ha ez az információ eljutott a fehérjéig, akkor onnan már nem juthat ki, azaz nem terjedhet fehérjéről fehérjére, vagy fehérjéről nukleinsavra.
A két hipotézis közötti különbséget Crick a következőképp foglalta össze: A szekvencia hipotézis egy pozitív állítás, amely kimondja, hogy a nukleinsav " fehérje irányú információáramlás létezik, míg a centrális dogma egy negatív állítás, amely szerint a fehérje " nukleinsav irányú információáramlás nem lehetséges. Más szóval, a nukleinsav " fehérje információáramlás egyirányú/irreverzibilis.
Szekvencia hipotézis
Némiképp bonyolódott a helyzet, amikor "A gén molekuláris biológiája" című könyvében James Watson az itt látható folyamatábrát nevezte tévesen centrális dogmának. Ebben az információáramlást leegyszerűsítve, kizárólag a DNS " RNS " fehérje útvonalon adja meg, ami így tulajdonképpen a szekvencia hipotézis sematikus formája, majd kifejti:
"A nyilak a genetikai információ szállításának irányát jelölik. A DNS körüli nyíl azt mutatja, hogy a DNS saját lemásolódásához szolgál mintaként; a DNS és RNS közötti nyíl pedig azt fejezi ki, hogy az összes sejtbeli RNS-molekula DNS-templáton készül. Ennek megfelelően az összes fehérje sorrendjét RNS-templát határozza meg. A leglényegesebb az, hogy mindkét nyíl egyirányú, azaz RNS-sorrend sohasem másolódik le fehérjemintáról; az RNS viszont sohasem lehet DNS mintája."
Ez a Watson-féle változat az, amelyre hivatkoznak azok, akik évi rendszerességgel megdöntik a centrális dogmát, noha minimális utánajárással kideríthető lenne az eredeti, helyes verzió. Sajnos ez a helytelen változat került be a legtöbb tankönyvbe, szakkönyvbe és lexikonba is, zavart okozva, vagy félrevezetve diákokat, hallgatókat, tanárokat és kutatókat is. Crick tisztában volt a felmerült félreértésekkel, és amikor az első támadások megjelentek a centrális dogma ellen, a Nature folyóiratban megjelent közleményében ismét kifejtette a centrális dogma lényegét, valamint felsorolta az evvel kapcsolatos leggyakoribb félreértéseket is.
Az 1960-as, 70-es és 80-as években a centrális dogma elméleti keretet adott a fejlődő genetikának és molekuláris biológiának. Mára szerepe megváltozott, inkább az említett tudományágak ikonjává vált. A Crick-féle eredeti verzióját a mai napig sem sikerült megcáfolni. Jó lenne, ha ez az információ eljutna minden tanárhoz, oktatóhoz, és szakóráikon a centrális dogma helyes definícióját oktatnák. Lehet, hogy ez már meg is történt? Kedves olvasó, végezzünk közösen egy felmérést: mindenki írja meg, hogy tanulmányai során melyik verzióval találkozott.

2012. szeptember 19., szerda

A százéletű „junk DNS” jól van, és MARAD!!!

Az elmúlt héten, az ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements) nemzetközi genomvizsgáló konzorcium, a tudományra eddig nem jellemző elképesztő médiacirkusz keretében tárta nyilvánosságra legújabb eredményeit. A konzorcium egy igazi megatudományos vállalkozás, amelyben több mint 400 kutató fogott össze, hogy feltérképezze azokat a jellegzetességeket, jelszekvenciákat, amelyek segítségével értelmes(ebb) olvasmánnyá válhat az emberi genomszekvencia. Ezek a jelszekvenciák utalhatnak fontos funkciókra, azonban önmagukban nem bizonyítják ezeknek a funkcióknak a meglétét. A bizonyításhoz további kísérletes munkára van szükség.
Sajnos a médiacirkusznak köszönhetően a valóban hasznos eredmények háttérbe szorultak. Helyettük harsány közleményekben olvashatunk (például itt és itt) állítólag paradigma-rengető felfedezésekről. Ezek közös eleme a következő: a humán genom analíziséből kiderült, hogy a fehérjekódoló régiók aránya a DNS teljes mennyiségéhez viszonyítva mindössze egy százalék. Naiv kutatók ebből arra következtettek, hogy a génállománynak csaknem 99 százaléka csupán „szemét” (junk) DNS, és munkájukban kizárólag arra az 1%-ra koncentráltak. Szerencsére jött ENCODE, ahol a hulladéknak hitt 99 százalékot vizsgálták, és lám-lám, bebizonyították, hogy az emberi DNS legalább 80 százaléka funkcionális. Tehát megdőlt a naiv kutatók „junk DNS” elképzelése, mert a „szemét nem szemét”, így hát „a szemét DNS” kifejezés szemétbe dobható.
Ha a szóvivők, vagy spin doktorok csak erre képesek, akkor szerintem nincs szükség rájuk a tudományban. Most mindent elrontottak, mert a tudományra jellemző objektivitást feladva, téves és félrevezető információt közöltek a múltról és a jelenről is. A helyzet tisztázásához először a „junk DNS” jelentését kell egyértelművé tenni. Ezt a szerencsétlen elnevezést Comings és Ohno vezette be 1972-ben. Számukra, és a témával foglalkozó kutatók számára a „junk” nem szemetet jelentett (akkor a garbage, vagy trash kifejezést használták volna), hanem felesleges, limlom, ócska, vagy roncs DNS-t. Evvel a kifejezéssel azt a DNS-t illették, amely igen nagy mennyiségben található növényi és állati genomokban, de tulajdonsága és viselkedése alapján nem rendelhető egyértelműen biológiai funkció hozzá. A „szemét DNS” kifejezés egy torzított, köznyelvi változata a „junk DNS”-nek, és tovább nehezíti az eredeti elképzelés megértését. Mivel a megértés szempontjából fontos a különbségtétel, ennek szemléltetésére álljanak itt a Nobel-díjas Sydney Brenner szavai: „"Everyone knows that you throw away trash. But junk we keep in the attic until there may be some need for it".
Most menjünk vissza a „junk DNS” fogalom megszületéséhez. Már jóval a humán genom projekt előtt (az 1960-as években) ismert volt, hogy a különböző fajok genommérete hatalmas eltéréseket mutat, és ez nem arányos az élőlények bonyolultságával. Például egy tücsök genommérete több mint ötszöröse, az egysejtű amőba genommérete pedig nagyjából 200-szorosa az ember genomjának. Mivel a fajokra jellemző genomméret (C-érték) változatosságát kezdetben semmivel sem lehetett magyarázni, ezért ezt C-érték paradoxonnak nevezték. A következő lényeges megfigyelés az volt, hogy közel rokon fajoknak is nagyon eltérő a genommérete, akár 5-10-szeres különbséget is kimutattak. Ilyen esetekben nem lehetett ésszerű magyarázatot adni arra, hogy az egyik fajnak miért lenne szüksége 5-10-szer több funkcionális DNS-re, mint a másiknak. Tehát a közel rokon fajok között tapasztalható nagyfokú genomméret eltéréseknek kellett, hogy legyen nem funkcióval összefüggő magyarázata. Elképzelések születtek olyan neutrális folyamatok létezéséről, amelyek lehetővé teszik a genom kiterjedését, és az extra, közvetlen funkció nélküli DNS megtűrését és fenntartását a sejtekben. Ekkor jött Comings és Ohno, akik bedobták a „junk DNS” kifejezést az extra DNS jelölésére.
Persze hamarosan magyarázatot kaptunk a fenti jelenségre, és megoldódott a C-érték paradoxon is, az önsokszorozódásra képes mobilis genetikai elemek, a transzpozonok felfedezésével. Kiderült, hogy a növényi és állati genomok hatalmas mennyiségű mobilis genetikai elemet tartalmaznak. A mobilis elemek képesek bejutni a genomba, sokszorozódni és terjedni, majd pedig mutációk felszedésével elvesztik aktivitásukat, és hátrahagyják működésképtelen roncsaikat. A transzpozon roncsok mintapéldányai a lom DNS-nek, vagy roncs DNS-nek. Ezek teszik ki az emberi genom mintegy 50%-át. Ehhez jön még az inaktív víruseredetű szekvenciák tömege, és meghibásodott, és működésképtelen gének (pszeudogének) ezrei. Ez persze nem csak az emberi genomra érvényes. Minden esetben, amikor megvizsgálták az eltérő genomméretű organizmusokat, akkor a jelentős méretbeli eltérések magyarázata az eltérő roncsrakomány volt. Ezek erősen, vagy közepesen repetitív szekvenciák, amelyeknek tipikusan nincs biológiai funkciójuk. Persze, a lom, vagy roncs egyedi darabjai felhasználhatók meglévő, vagy új biológiai funkciók ellátására, mint ahogy a roncstelepen is található sok használható alkatrész. Ez az élőlények esetében sem meglepő, hisz ismert, hogy az evolúció „hozott anyagból” dolgozik, azaz azt használja fel, ami éppen rendelkezésre áll. Tucatszám tudunk olyan példákat, ahol ilyen újrafelhasználás megtörtént, azonban ezek a kivételt képezik és nem a szabályt.
Korábban, ha leírták a lom DNS egy-egy darabjának biológiai funkcióját, a média menetrendszerűen ugrott, és megjelent a szenzáció: lám-lám, a „junk” mégsem „junk”. Sajnos a jelenlegi médiacirkuszt nem lehet kizárólag az újságírók számlájára írni, mivel most kutatók is hozzájárultak az újabb mítoszteremtéshez. A Nature folyóirat ENCODE eredményeket magyarázó cikkében többek között ez olvasható: "One of the more remarkable findings described in the consortium's 'entrée' paper is that 80% of the genome contains elements linked to biochemical functions, dispatching the widely held view that the human genome is mostly 'junk DNA'." Ez bizony téves kijelentés, és félrevezető is, mert azt sugallja, hogy a „junk DNS”-nek eddig nem tulajdonítottak biokémiai funkciót. Valójában rendelkezik a legtöbb olyan biokémiai tulajdonsággal, mint amivel a genom többi része rendelkezik és amelyeket az ENCODE projektben vizsgáltak: átíródhatnak, módosulhatnak, kölcsönhatásba léphetnek DNS-kötő fehérjékkel, stb. Bármelyik biokémiai funkció léte azonban nem jelenti automatikusan azt, hogy egy adott DNS szekvenciának biológiai funkciója is lenne. Soha, senki sem állította, hogy a „junk DNS”-nek nincs biokémiai funkciója, csupán azt, hogy jelentős részének (a kooptált darabok kivételével) nincs közvetlen biológiai funkciója: nincs direkt hatása az organizmus fenotípusára, vagy rátermettségére.
Véleményem szerint a „junk DNS” elképzelés továbbra is, még az ENCODE eredmények ismeretében is, biztos lábakon áll. Az ENCODE funkció-meghatározása olyan tág, hogy magába foglalja a genom nem kódoló részét, a szabályozó szekvenciákat és … a „junk DNS”-t is. Ilyen befogadó funkció-meghatározás mellett a "80% funkcionális" érték alacsonynak tűnik, mivel legalább egy biokémiai funkció – a replikáció – alapján ez 100%. A „junk DNS” marad!

2012. augusztus 22., szerda

Az első mesterségesen létrehozott faj – a GMO háború vége?

Drosophila melanogaster (felül)
Drosophila synthetica (alul)
Eduardo Moreno, a Berni Egyetem kutatója laboratóriumában létrehozta az első mesterséges fajt, amelyet Drosophila synthetica-nak nevezett el. Munkáját a PLoS ONE tudományos internetes folyóiratban közölte. Az új faj létrehozásához a jól ismert és alaposan tanulmányozott ecetmuslica faj, a Drosophila melanogaster két mutáns törzsét és három transzgenikus vonalát használta fel. Ezek ügyes kombinációjával egy olyan transzgenikus populációt hozott létre, amely egyedei már nem képesek szaporodni a kiindulási faj egyedeivel, csak kizárólag a velük teljesen megegyező genotípusú transzgenikus egyedekkel fertilisek. E tulajdonságukkal teljesítik a biológiai fajfogalom által meghatározott, új fajjal szemben állított követelményeket. A mesterséges faj egyedei megjelenésükben is eltérnek a kiindulási fajtól, mivel kisebb szemük van és szárnyaikon extra vérerek találhatók.
Eduardo Moreno eredményének elméleti és gyakorlati jelentősége is van. Elméleti jelentősége abban rejlik, hogy az ehhez hasonló mesterséges fajok létrehozása segíthet megismerni és megérteni a fajkeletkezés természetes folyamatát. Gyakorlati szempontból azért fontos ez a munka, mert a genetikai manipulációs technika (GMO technika) még biztonságosabb alkalmazását teszi lehetővé: ha a GMO technikát mesterséges fajokon alkalmazzák, akkor kizárható lesz, hogy a GMO növények vagy állatok esetleg keveredjenek a természetes populációkkal. Így talán megnyugodhatnak azok, akik a jelenleg dúló "GMO háborúban" a biodiverzitást féltik a modern, génmanipulációs technikákkal szemben.

2012. július 25., szerda

Vak emberek zoknivásárlási dilemmája

Két vak ember, akik közel élnek egymáshoz és jó barátok is, elhatározzák, hogy elmennek együtt zoknit vásárolni. A boltban mindketten hat pár különböző színű zoknit kérnek. Az eladót annyira meglepi a két világtalan vevő egyidejű megjelenése és azonos kérése, hogy a kétszer hat pár zoknit egy zacskóba csomagolja, majd a 12 pár zoknit tartalmazó zacskót az egyik vak vevő bevásárló kosarába teszi, a másik kosarába pedig egy üres zacskót helyez. A két vevő csak a pénztártól való távozás után veszi észre, hogy egyetlen zacskó tartalmazza mindkettőjük zoknijait.
Hogyan tudja a két vak ember – külső segítség nélkül – szétválogatni úgy a zoknikat, hogy mindketten hat pár különböző színű zoknival térjenek haza?

Hólyagpáfrány sejt 126 pár kromoszómával
Érdekes egybeesés, hogy az élőlények sejtjei hasonló dilemmával néznek szembe minden sejtosztódás alkalmával. Örökítő anyaguk fajra jellemző számú kromoszómákban található, és a legtöbb élőlény kettős kromoszóma-készlettel rendelkezik, amelyek egyik fele az egyik, másik fele a másik szülőtől öröklődik. Sejtosztódás előtt az örökítő anyag megduplázódik, és a sejtekben leánykromatida-párokként válik láthatóvá. Életbevágóan fontos, hogy sejtosztódások során képződő új sejtek teljes kromoszóma-készlethez jussanak, különben nem lenne fenntartható a fajra jellemző kromoszómaszám.

Hogyan tudják a sejtek milliárdjai milliárdnyi osztódásaik során nagyon gyorsan, és szinte mindig precízen végrehajtani ezt a feladatot? Hogyan lehet akár több száz, felépítésre és kinézetre nagyon hasonló kromoszómát hiba nélkül szétosztani az utódsejtekbe?

A vak emberek zoknivásárlási dilemmájának megoldása, mint ahogy azt Kovács Levente hozzászólása is tükrözi, elég egyszerű. A zoknikat párokban árulják, és egy pár két tagját néhány cérnaöltés, vagy műanyag kapocs tartja össze. Ez a lényegtelennek tűnő körülmény vakon is követhető megoldást kínál: páronként kiveszik a zacskóból a zoknikat, majd mindketten egy-egy zoknit ellentétes irányba húznak, és egy ollóval, vagy késsel elvágják az összetartó kapcsot, és a kezükben lévő zoknit a saját zacskójukba teszik. Ezt a műveletet mind a 12 pár zoknival elvégezve, mindkettőjüknek hat pár különböző színű zoknija lesz, egy pár zöld, egy pár barna, egy pár kék, egy pár piros, egy pár sárga és egy pár lila.

kromoszómák szétválási mechanizmusa
Rendkívüli módon, a sejtek ugyanezt a megoldást használják kromoszómáik szétosztására az utódsejtekbe. A leánykromatida párok – amelyeket a zokni párokhoz hasonlóan egy (molekuláris) kapocs tart össze – a sejtosztódás folyamán felsorakoznak a sejtek középvonalában, ahol molekuláris kezek (húzófonalak) ragadják meg, és ellentétes irányba húzzák őket. Ezt követően molekuláris ollócskák elvágják a leánykromatida párokat összetartó kapcsokat, így a facérrá vált kromatidák ellentétes irányban eltávolodnak egymástól, és a képződő utódsejtekbe kerülnek. Ez az egyszerű megoldás biztosítja, hogy a sejtek mindig teljes kromoszóma-készlethez jutnak.                             (Az analógia Kim Nasmythtől származik.)

2012. július 23., hétfő

Tisztázzuk!

Egy internetes közösségi oldalon találtam ezt a képet, az emberi faj eredetével kapcsolatosan:


Noha ez egy humoros és leegyszerűsített összeállítás, hasonló ábrázolást és kijelentéseket gyakran lehet találni folyóiratokban, könyvekben és különböző médiákban is. Az elképzelés tehát elég népszerű és elfogadottnak tűnik a közvéleményben, de vajon helyes-e?

Valóban ezt gondolják a biológusok, paleontológusok, genetikusok és archeológusok az emberi faj evolúciójáról? Ki gondolja, hogy a fenti, vagy ehhez hasonló elképzelés/ábrázolás helyes? Kinek van esetleg más véleménye?

2012. július 19., csütörtök

A fogcsenő manó meséje

Daninak vasárnap délután ismét kiesett egy tejfoga. Kicsit vérzett és kicsit fájt is neki, de bajait feledve lelkesen rohant szobájába, hogy párnája alá rejtse a kis fehér gyöngyszemet. Örömmel újságolta Kata nővérének, hogy holnap reggel ismét lesz zsebpénze a fogcsenő manótól. Kata közölte vele, hogy most már elég nagy ahhoz, hogy megtudja, fogcsenő manók nem léteznek. Apa és anya tesznek pénzt a kiesett fogért cserébe.

Dani nem hitt nővérének, hisz biztos volt abban, hogy fogcsenő manók léteznek. Minden alkalommal, amikor egy kihullott fogat tett a párnája alá, a következő reggel pénzt talált ott. Barátai is azt mondták, hogy nekik is fogcsenő manó adott pénzt fogaikért cserébe. Elmagyarázta nővérének, hogy ő biztosan felébredne, ha apa vagy anya bejönne szobájába, és pénzt akarna tenni a párnája alá. Különben is apa és anya azt mondták, hogy fogcsenő manó létezik és ők biztosan nem hazudnak.

Kata megkérdezte tőle, hogy elgondolkodott-e azon, hogy hogyan tudhatná meg a fogcsenő manó, hogy kiesett egy foga, hogy kerülhetne a bezárt lakásba, honnan szereznék a manók a pénzt, és hogy mit tesz a manó a fogakkal. Dani nem tudott válaszolni, de csodálatos rejtélyeknek tartotta ezeket. Kata megjegyezte, hogy nagyobb gyerekek már nem hisznek a fogcsenő manók létezésében, és pénzt sem kapnak kiesett fogaikért. Daninak ez csak azt bizonyította, hogy a fogcsenő manók azokat jutalmazzák, akik hisznek bennük.

Néhány szomszéd gyerek bevonásával, Kata kísérletekkel próbálta rávezetni Danit az igazságra. Valahányszor egy gyereknek kiesett egy foga, és elmondták szüleiknek, akkor pénzt találtak a párnájuk alatt, viszont ha a szülők nem tudtak róla, akkor minden esetben csak a kiesett fogra találtak rá másnap reggel. Dani válasza erre az volt, hogy a fogcsenő manó utálja, ha ellenőrzik, és olyankor szándékosan nem úgy cselekszik, mint ahogy általában szokott.

Kata előkereste ifjú detektív játékát, és ujjlenyomatokat keresett Dani fogcsenő manós pénzén. Mint az várható volt, megtalálta rajtuk szüleik ujjlenyomatait. Azonban Dani reakciója az volt, hogy ez semmit sem bizonyít, hisz a fogcsenő manónak sok lehetősége lehet pénzhez jutni, akár olyanokhoz is, amelyeket korábban szüleik érintettek. Sőt – mondta – az is lehetséges, hogy fogcsenő manó szándékosan helyezett szülői ujjlenyomatokat a pénzre, hogy megtévesszen bennünket. Természetesen, a fogcsenő manónak nincs saját ujjlenyomata, mert ő természetfeletti lény.

Amikor Daninak ismét kiesett egy foga, Kata lisztet szórt Dani szobájának padlójára. Másnap reggel megmutatta Daninak szüleik lábnyomait, amelyek az ajtótól Dani ágyáig vezettek oda-vissza. Más nyom nem volt látható. Danit ez sem győzte meg, mert szerinte szülei csupán megnézték, hogy alszik-e és a fogcsenő manó később jött. Természetesen, a fogcsenő manónak nincs saját lábnyoma, mert ő olyan természetfeletti lény, aki nem hagy maga után ilyeneket.

Egy másik alkalommal, amikor Daninak újabb foga esett ki, Kata rejtett videokamerát szerelt fel Dani szobájában, amellyel tetten érte szüleiket, amint lopakodva az alvó Dani ágyához léptek, majd a párnája alatt talált fogat elvették, és pénzt tettek helyére. Danit ez sem rendítette meg hitében. Szerinte a fogcsenő manó nem jelenik meg saját lényében, ha kamera van jelen. Vagy szándékosan szüleikre hasonlítva jelent meg, vagy, elfoglaltsága miatt – most az egyszer – szüleiket kérte meg, hogy helyettesítsék. Kizárólag most az egyszer.

Kata kézenfogta Danit, és szüleik hálószobájába vezette. Kinyitotta a ruhásszekrényt, és megmutatta Daninak azt a dobozt, amely valamennyi, eddig kiesett fogát tartalmazta, pontosan jelölve és dátumozva. Remélte, ez egyértelmű bizonyíték arra, hogy a szülők veszik el Dani fogait, és ők hagynak pénzt helyette. Dani makacs ellenkezéssel rázta fejét. Szerinte vagy a fogcsenő manó adta szüleinek a fogait megőrzésre, vagy eladta nekik, így jutva ahhoz a pénzhez, amit a párna alá tesz. Ez utóbbi lehetőség magyarázza a pénzen talált ujjlenyomatokat is.

Kata ezután Dani jelenlétében szembesítette szüleiket, akik bevallották, hogy valóban ők vették el Dani fogait párnája alól, és ők hagytak pénzt helyette. Ezt hallva, Dani kifakadt, hogy ezek szerint szülei vagy korábban, vagy most nem mondtak igazat. Biztos volt abban, hogy most hazudtak, ezért már nem hitt senkinek. Semmiről sem vett tudomást saját meggyőződésén kívül: a párna-alá-tett-fog dolog igenis működik! A fogcsenő manó létezik!

Lefekvés után, Kata ordított csalódottságában, és haját tépkedte, amit a párnája alatt hagyott. Reggel ugyanott találta.
(Harriet Hall írása alapján)

2012. május 25., péntek

Javasolj egy témát!

Kedves rendszeres és rendszertelen olvasók, és blogtársak! Minden blogjegyzet után reménykedve várom, hogy megélénkül a hozzászólások, vélemények száma, de ez eddig ritkán következett be, noha a blog napi látogatóinak száma folyamatosan emelkedik. A remélt nagyobb aktivitás érdekében most eggyel magasabb szintre emelem kapcsolatotokat a bloggal, ezért a következő kérés MINDENKIHEZ szól: javasoljatok olyan témákat, amelyekről olvasni szeretnének itt.

Az irányelv nagyon egyszerű:
- Javaslatod kapcsolódjon a genetikához, vagy a biológiai evolúcióhoz (legyen a blog témájához közelálló)!
- Javaslatod ne legyen nagyon kellemetlen, vagy másokat indokolatlanul bántó!

Ígérem, hogy a kapott témákat igyekszem majd figyelembe venni, és feldolgozni a jövőbeni jegyzetek elkészítésekor.

Evolúciós fa

Darwin  első törzsfája 1837-ből
Darwin fő művében egyetlen ábra található, egy evolúciós fa. Ez biztosan nem véletlen, és talán így akarta jelezni, hogy milyen fontosnak tartotta a fajok közötti rokonsági viszonyok és leszármazásuk szemléltetésére az ilyen elágazásokat tartalmazó vonalas vázlatrajzokat. Mára már egy egész tudományág, a filogenetika fejlődött ki avval a céllal, hogy feltárja az élőlények közötti evolúciós viszonyokat, az élőlények evolúciós történetét. Egy filogenetikai analízis eredménye az evolúciós fa, amelyet szoktak még filogenetikai fának, vagy törzsfának is nevezni. Mivel az evolúciós rokonság ábrázolásának megértése elengedhetetlen magának az evolúciós elméletnek a megértéséhez, talán hasznos lesz részleteiben megismerni, hogy mi valójában az evolúciós fa, mit lehet, és mit nem lehet kiolvasni belőle.
Egyszerűen fogalmazva, az evolúciós fa biológiai csoportok rokonsági kapcsolatainak vázlatos ábrázolása. A biológiai csoport lehet faj, vagy más rendszertani kategória is. Minden törzsfa ugyanazokat az alapvető információkat adja a biológiai egységek kölcsönös kapcsolatáról, leszármazásuk történelmi mintázatáról és a különbözőség, vagy divergencia megjelenéséről. A csoportok leszármazását egy-egy ág jelzi, amelyek egyesülése közös őst reprezentál. A közös ősök maguk is összekapcsolhatók még távolabbi ősökkel. Egy tipikus evolúciós fa felépítését szemlélteti a mellékelt ábra, amely öt csoport (A-tól E-ig) evolúciós kapcsolatát mutatja.
Minden csoport egy-egy ágvégen, vagy ágcsúcson helyezkedik el. Ezek a végek jelölik a jelent, és minél inkább lefelé haladunk az ábrán, annál inkább távolodunk a jelentől. A csúcsokban elhelyezkedő A, B, C, D és E ma is élő, kortárs csoportok. A hozzájuk vezető ágak önálló evolúciós utakat jelölnek. Két ág múltbeli találkozási pontja reprezentálja két csoport közös ősét. Végül mind az öt csoport összeköthető egy közös őssel, a legalsó elágazási pontban, azaz az evolúciós fa gyökerénél. Minél több kizárólagos közös ősön osztozik két csoport, annál közelebbi rokonságban vannak. Például az ábrán látható evolúciós fa csúcsától a gyökeréig az A és B csoport három, A és C kettő, míg A és E egyetlen közös ősön osztozik. Az A és B csoportokat egy-egy közelmúltbeli közös ős köti össze, ezért ezek testvércsoportjai egymásnak. Hasonló kapcsolat van a C és D csoportok között is, és ezek ketten állnak a következő legközelebbi rokonságban A-val és B-vel, mivel létezik egy olyan közös ős, amelyen csak ők osztoznak. Az E csoport csak egyetlen távoli őssel hozható kapcsolatba a többi csoporttal, avval, amelyik az evolúciós fa gyökerénél található, ezért az E csoport jelenti a külső referencia csoportot, amely összehasonlítási alapként szolgál a többi csoport evolúciós viszonyainak meghatározásában.
Nem biológus olvasóknak talán érdemes megemlíteni azt a tényt, hogy egyfajta hasonlóság létezik az evolúciós fák és az emberi családfák között. Mivel egy családfa könnyebben felismerhető rokonsági viszonyokat ábrázol, ezért segíthet a biológiai csoportok közti kapcsolat megértésében, ha az evolúciós fákat családfaként „képzeljük el”. Ezt az elképzelést szemlélteti a következő ábra. Ezen az olvasó (te) egy ágvégi csoportot reprezentál, amely másik három csoporttal (testvér és unokatestvérek) mai, kortárs csoportokat alkot. Az olvasó legközelebbi rokona a testvére, akivel egy kizárólagos közös ősben (szülő) osztoznak. A szülőnek is van testvére (az olvasó nagybácsija, vagy nagynénije), mindketten az olvasó nagyszülőjétől származnak. Az olvasó nagybácsijának, vagy nagynénijének utódai az olvasó unokatestvérei. Hasonló rokonsági kapcsolatok érvényesülnek az evolúciós fák biológiai csoportjai között is.

2012. május 15., kedd

A rovarbeporzás kezdetei

A virágos növények és az azokat beporzó rovarok együttes fejlődése egy csodálatos evolúciós sikertörténet, amit az bizonyít, hogy a mai virágos növények több mint 80%-ának szaporodását rovarok biztosítják. A rovarbeporzás kezdeteit a kutatók eddig, elsősorban indirekt bizonyítékok alapján, 100-200 millió évvel ezelőtti időszakra tették. Egy nemzetközi kutatócsoportnak most sikerült direkt bizonyítékokat találni rovarok pollenszállítására 105-110 millió éves ősmaradványokban. Vizsgálataikról a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) tudományos folyóirat május 14.-i számában számoltak be. Ezek az eredmények jelentik az eddigi legkorábbi bizonyítékokat rovarbeporzásra.
A kutatók Észak-Spanyolországban talált borostyánkövekben fennmaradt apró rojtosszárnyú rovarokat (Thysanoptera), tripszeket vizsgáltak. Az áttetsző borostyán kiváló konzerváló tuajdonságának köszönhetően, időben befagyasztva, rendkívüli részletességgel őrizte meg ezeket az alig kétmilliméteres rovarokat. A rovarok testéhez jól kivehetően többszáz pollenszem tapad, elsősorban a háti részen található szőrök közelében. A pollenszemcsék több jellegzetességét is meghatározták a kutatók, és ezek együttesen azt sugallják, hogy a pollenszemek cikász- vagy páfrányfenyőtől származnak.
Mivel a virágos növények változatosságának ugrásszerű növekedése és térhódításuk is mintegy 100 millió évvel ezelőtti időszakra tehető, ezért elképzelhető, hogy a rojtosszárnyú rovarok a földtörténet első beporzó rovarcsoportjainak egyikét képviselik. Ezek közül némelyik - a növények és rovarok koevolúciójának köszönhetően - az évmilliók során, virágbeporzásra specialzálódott fajjá fejlődött.

2012. május 14., hétfő

Papa, ő mondta, hogy gekkó vagyok!

Szenzációhajhász média – Gázos ügy!

A Current Biology tudományos folyóirat május 8.-i száma közöl egy érdekes cikket, amelyben angol kutatók, összetett számításokkal, a növényevő dinoszauruszok (szauropodák) metánkibocsátását becsülték meg. A metán, amely a növényi táplálék emésztése során képződik, mint bélgáz, az egyik legjelentősebb üvegházhatást okozó gáz. A kutatók számításai szerint a növényevő dinók metántermelése összevethető mai, modern korunk teljes metánkibocsátásával, és reális az a feltételezés, hogy hozzájárulhatott a mezozoikumra jellemző meleg és nedves klíma kialakulásához.  
Ez a cikk mondandójának rövid összefoglalása Ehhez képest megdöbbentő az amerikai Fox News TV csatorna híradása, amely az alábbi harsány címmel adja tudtunkra az „új tudományos felfedezést”: Dinosaurs 'gassed' themselves into extinction, British scientists say” (Angol kutatók szerint a dinoszauruszok halálra szellentették magukat.)
Fox News ebben az esetben többet tett egy tudományos eredmény közlésénél: valótlan állítást közölt, amit semmivel sem támasztott alá. Ez egy tipikus példája a félrevezető tájékoztatásnak.

2012. április 20., péntek

Az orchideák ingyen szexet ígérnek – nekik megéri!

Míg nagyon sok virágos növény finom nektárral jutalmazza a beporzásukat végző rovarokat, néhány orchideafaj más módszert alkalmaz: szexuális trükkel becsapják jótevőiket. Olyan virágokat produkálnak, amelyek alakja és illata a beporzást végző faj nőstényeire hasonlít. A közelben járőröző hímeket vonzzák a szexi célpontok, és párosodni próbálnak velük. Eközben pollenszemek tapadnak testükhöz, amelyeket átvisznek más virágokra, és elvégzik azok beporzását.


Evolúciós szempontból azonban ez a trükk rejtélyesnek tűnik. Azok az orchideák, amelyek hagyományos módon produkálnak nektárt, számos faj egyedeit használhatják beporzásra – darazsakat, méheket, hangyákat, legyeket, stb. A szex-trükköt bevetők viszont csupán egyetlen faj egyik neme számára attraktívak, így jelentősen korlátozzák a lehetséges beporzó egyedek számát, ami szaporodási hátrányt kellene, hogy jelentsen. Ennek ellenére ez a szex-trükk egymástól függetlenül több orchideafajban is kialakult, ami arra utal, hogy szelektív előnnyel kell rendelkeznie. Vajon mi lehet ez a szelektív előny?

Kedves Olvasóim! Itt a lehetőség, hogy mindenki elgondolkodjon eme érdekes evolúciós probléma lehetséges magyarázatán. Azok között, akik reális, és/vagy logikus magyarázatot adnak a fenti kérdésre, egy evolúcióval kapcsolatos könyvet sorsolok ki. A sorsolás április 25-én este 8 órakor lesz.

2012. április 18., szerda

Majomtörvény

Az amerikai Tennessee állam törvényhozása elfogadott egy új törvényt, amely lehetővé teszi olyan sokoldalúan megalapozott tudományos témák megkérdőjelezését általános és középiskolákban, mint a biológiai evolúció, globális felmelegedés, az élet kémiai eredete és humán klónozás. Az új törvény lehetővé teszi, és védelmezi vallási hiten alapuló kreácionista elképzelések becsempészését biológia órákra, és azok megalapozott tudományos elméletként való tálalását.
Az evolúciót tudományosan nem megalapozottnak beállítani a tanulók félrevezetését jelenti. Az evolúció a biológiai megismerés alapkövévé vált az utóbbi 150 évben, amelyet megfigyelések és vizsgálati eredmények milliói támasztanak alá a genetika, fejlődésbiológia, biokémia, molekuláris biológia, anatómia, élettan és a paleontológia területéről. Ezen bizonyítékok nyomasztó túlsúlyának köszönhetően a tudományos közvélemény szinte egyhangúan tudományos tényként kezeli az evolúciót.
Éppen a bizonyítékok ellenállhatatlansága miatt az evolúcióval szemben nem létezik alternatív tudományos elmélet. Kizárólag politikai és/vagy vallási dogmák alapján vitatják, ezek az elképzelések azonban nem tudományosak (hanem áltudományosak), ezért nincs helyük tudományos ismereteket nyújtó órákon. 
Miért a „majomtörvény” elnevezés? Ugyancsak Tennessee állam (Dayton városa) volt a helyszíne az 1925-ben lefolytatott, majomper néven elhíresült, bírósági tárgyalásnak. A perben egy 24 éves biológiatanár, John Thomas Scopes volt a vádlott, akinek az volt a bűne, hogy az evolúcióelméletet is megismertette tanítványaival. Az eljárást egy Tennessee államban hozott törvény (Butler Act) alapján indították meg, amely szerint tilos volt a Biblia tanításaival ellenkező elméleteket tanítani állami iskolákban.

2012. április 5., csütörtök

Az ember evolúciós tényezővé vált

Az evolúciós elmélet szerint a környezetváltozás az egyik legfőbb oka az élőlények evolúciójának. Sajnos az ipari forradalom óta egyre inkább az emberi beavatkozás eredményeként következnek be a legnagyobb környezeti változások.  Hatalmas természetes rétek és erdők szűnnek meg, emberi települések jelennek meg a helyükön, miközben szennyeződik a levegő és vizeink. Számos faj halászása és vadászása szinte a teljes kipusztulásukig folytatódik, máshol pedig új kártevők és betegségek terjednek el. Ezeken túlmenően jelentősen változik Földünk klímája is.
Noha az evolúció általában egy nagyon lassú folyamat, környezetváltozás hatására azonban jelentősen felgyorsulhat. Avval, hogy egyre gyakoribb és drasztikusabb változást hozunk létre a természetben, egyre jelentősebb evolúciós tényezővé válunk. A leggyorsabb evolúció azoknál a fajoknál mérhető, amelyek az emberi vadászatnak, halászatnak és gyűjtésnek vannak kitéve. Ezek átlagosan háromszor olyan gyorsan evolválódnak, szemben azokkal a fajokkal, amelyekre csak a természetes szelekció hat.
Az ember által kiváltott evolúciós változásoknak egy része pozitív, mint például a környezeti szennyeződésekhez való alkalmazkodás. Mások azonban kifejezetten károsak. Ilyenek a kártevők rezisztenciájának kialakulása az ellenük alkalmazott vegyszerekkel szemben, vagy a halászott és vadászott fajok populációiban éppen azoknak a tulajdonságoknak a romlása, amiért értékesek az ember számára. A lényeg, hogy jelentős faktorrá váltunk a természeti folyamatok alakításában, amit nem hagyhatunk figyelmen kívül a jövőben.

2012. március 28., szerda

Szokatlan kuruttyolás New York Cityben

Északi leopárdbéka
Jeremy Feinberg, a Rutgers Egyetem PhD hallgatója gyakran tett kirándulásokat New York legkisebb kerületében, a Staten Island sziget elhagyatott részein. Pihenés közben a környéken alaposan elszaporodó leopárdbékák jellegzetes, ismétlődő kuncogásra emlékeztető kuruttyolását hallgatta. 2009-ben felfigyelt egy szokványostól eltérő brekegésre, amely kuncogás-sorozatok helyett csupán egy-egy kuncogásból állt. Ezt elég különösnek találta, és elhatározta, hogy megvizsgálja a megváltozott magatartás hátterét.

Az ezt követő részletes filogenetikai vizsgálatok eredményeit tartalmazó közlemény most jelent meg a Molecular Phylogenetics and Evolution című folyóiratban. A három évet igénylő vizsgálatok kimutatták, hogy Jeremy bizony egy új leopárdbéka fajra figyelt fel, amely genetikailag lényegesen különbözik az USA-ban honos északi és déli leopárdbéka fajoktól. Az új faj további érdekessége, hogy elterjedési területe magában foglalja New York legurbanizáltabb részeit is. Ez a tény azt jelenti, hogy az új fajt egyből a veszélyeztetett fajok közé kell sorolni.
Az új fajnak jelenleg még nincs neve. A névadási jog és megtiszteltetés a felfedezőre, Jeremy Feinberg PhD hallgatóra vár. Kedves biológus szakdolgozó, MSc és PhD hallgatók és érdeklődők: lám-lám, néha különleges hangokra érzékeny fül is elégséges tudományos felfedezéshez.

2012. március 4., vasárnap

32000 éves tetszhalottat keltettek életre

32000 évvel ezelőtt elpusztult keskenylevelű habszegfű (Silene stenophylla) terméséből sikerült orosz kutatóknak növényt létrehozniuk. A termések folyamatosan fagyott talajrétegekben talált földalatti üregekből származnak, amelyeket hajdanán élt földimókusok ástak táplálékuk elrejtésére. A képen látható növények regenerációjához, kutatók a még éretlen termésekből embrionális szövetet vettek és laboratóriumi körülmények között palántákat neveltek belőlük, majd ezeket elültették. A munkáról szóló tudományos közlemény a PNAS amerikai szakfolyóiratban jelent meg.
Jelenleg tehát a keskenylevelű habszegfű a legősibb életre kelt növény. Ez a munka nem mellékesen felhívja a figyelmet a Föld tartós fagy állapotában lévő területeinek jelentőségére.

2012. február 14., kedd

Génkövületek

Jelenleg már néhány százra tehető azoknak a fajoknak a száma, amelyeknek teljes genomszekvenciája ismert. Ezek általános jellemzője, hogy sok ún. PSZEUDOGÉN-t tartalmaznak, azaz olyan géneket, amelyek szekvenciájuk alapján könnyen azonosíthatóak, azonban a szekvenciájukban évmilliók alatt felgyülemlett mutációk miatt működésképtelenek. Tulajdonképpen gén-kövületeknek is tekinthetjük őket. A pszeudogének nyilván működőképesek voltak valamikor, a mai élőlények távoli őseiben, de az evolúció folyamán feleslegessé váltak, így a természetes szelekció nem védte őket a mutációs inaktiválódástól.

Jól ismert példa a pszeudogének evolúciójára az L-gulonolakton oxidáz, vagy GULO gén esete. Ez a gén sok emlősben szerepet játszik a C-vitamin gyártásában. Az ember és a többi főemlős azonban nem képes saját C vitamint készíteni, mivel GULO génjük működésképtelenné, azaz pszeudogénné vált. Érdekes, hogy nemcsak a gén azonos a főemlősökben, hanem pszeudogénné válást előidéző mutációk jelentős része is.

A pszeudogének puszta léte egy nagyon fontos dolgot bizonyít: az élőlények közös őstől való származását. Mivel a pszeudogének génváltozatok, evolúciós elmélet nélkül nagyon nehéz lenne megmagyarázni, hogyan kerülhettek azonos pszeudogének különböző fajokba.

2012. február 12., vasárnap

Február 12.

1809-ben, ezen a napon született a valaha élt legnagyobb tudós, Charles Darwin.

Darwin éleselméjűsége gyökeresen változtatta meg szemléletünket a világról. Neki köszönhetően ma értjük, hogy miért létezhet sok, egymástól eltérő életforma körülöttünk, és ezek hogyan jöttek létre. Darwin munkásságának tanulsága, hogy nem vagyunk elkülöníthetők a természettől, és nem vagyunk a természet urai sem. Az összes élőlényhez hasonlóan, mi is a természeti törvények és folyamatok alanyi vagyunk, és az élőlényekkel leszármazási kapcsolatban állunk.


2012. február 7., kedd

Komplexitás


Biztosan mindenki hallott már ilyen, vagy hasonló kijelentést: az élőlények túl komplexek ahhoz, hogy véletlenül jöjjenek létre, ezért az élővilágban megfigyelhető komplexitás egy tudatos, természetfeletti tervezőt vagy teremtőt feltételez. Evvel szemben, az evolúciós elmélet szerint az élőlények és szerveik komplexek ugyan, de nem tervezettek, és mindnek kialakulási története van.
Azt hiszem, az ilyen kijelentések hamis feltételezésen alapulnak. Az élőlények nem egyszerűen komplexek, hanem irracionálisan komplexek – hülyeségig komplexek. Éppen elképesztő komplexitásuk bizonyítja, hogy nem lehetnek tervezettek. Mire gondolok? Az alábbi képeken két olyan képződmény látható, amelyek kerítésként funkcionálnak.












1. Ki mit gondol: melyik tervezett és melyik nem tervezett?
2. Ki mit gondol: a tervezett, vagy a nem tervezett látszik komplexebbnek?
3. Ki mit gondol: melyiket lehetne könnyebben leírni matematikailag? (Nem érdemes számolni: a nem tervezett néhány cm-ének leírása is bonyolultabb, mint a tervezett sokezer, sokmillió km-e) 

Az élővilágban a fenti példához hasonló a helyzet. Alaposan megismerve az élőlényeket, bárki rádöbbenhet, hogy tulajdonképpen TÁKOLMÁNYOK, amelyeket történelmük során ért hatások alakítottak úgy, ahogy tudtak, és ez a mindenkori túléléshez volt elég. Ezért, ennek köszönhető az pl., hogy minden érzékszervünk becsapható, vagy az alsó gégeideg evolúciós kalandozása is. Tehát ellentétben a fenti, sokat hallott  kijelentéssel, minél komplexebb valami, annál valószínűtlenebb, hogy tervezett.

2012. február 5., vasárnap

Evolúció = Tény



Az evolúció éppen olyan tény, mint a legutóbbi bakteriális fertőzés, amely ellen már nem hatott az az antibiotikum, ami egy-két évtizeddel ezelőtti hasonló fertőzés esetén még hatékony volt. A régi antibiotikum nem hat ma már, mert a baktériumok evolválódtak.

2012. február 4., szombat

Tetvek evolúciója utal az emberi ruházkodás kezdetére

A szárazföldi emlősökön élősködő tetvek egy-egy fajra specializálódtak, ezért tudományosan obligát ektoparazitáknak nevezik őket. Általános tulajdonságuk, hogy a bőrön keresztül, vérszívással táplálkoznak. Érdekes, hogy míg a legtöbb emlősön egyetlen tetűféleség található, addig az emberen háromféle, és ezek eltérő testtájakon élnek: a fejtetű a hajzatban, ruhatetű a ruházat belső felületén és a lapostetű, az ágyékszőrzetben.

Örökítő anyaguk vizsgálatából kiderült, hogy az emberi ruhatetű a fejtetűből alakult ki 83-170 ezer évvel ezelőtt, tehát ebben az időszakban már általános volt a ruházkodás, mert a ruhatetvek kizárólag a ruházathoz adaptálódtak. A fejtetű legközelebbi rokona csimpánzokon él, ezért feltételezhető, hogy fajunk kialakulása óta együtt él velünk.
Ennél kínosabb a lapostetű misztikus eredete az emberi evolúció folyamán. Úgy tűnik, hogy ez a faj nem őshonos az emberen, és elsősorban szexuális úton szerezhető be, gyakran egyéb nemi úton terjedő fertőzésekkel együtt. A lapostetű legközelebbi rokona a gorillatetű (Bele se gondolj!)
A vizsgálati eredményekből arra is következtetni lehet, hogy az emberek jóval azt követően kezdtek el ruházkodni, hogy elvesztették testszőrzetüket. Ez utóbbit, más jellegű vizsgálatok alapján, kb. egy millió évvel ezelőttre teszik.