Györgyi, Irén2021. május 05., szerda
Tudomány

Melyek lehetnek az öregedés evolúciós előnyei?

2021.03.12.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Mauro Santos, a Barcelonai Autonóm Egyetem evolúcióbiológusa Szathmáry Eörs akadémikus, igazgató meghívására, az MTA Vendégkutatói program keretében 2020-ban az ELKH Ökológiai Kutatóközpontban (MTA Kiváló Kutatóhely) töltött néhány hónapot, ahol az evolúcióbiológia néhány kiemelt, megoldatlan problémájával foglalkozott, a kromoszómák kialakulásától az öregedés evolúciós hatásáig.

Forrás: Getty Images

 

Mauro Santos 2020 márciusában, a koronavírus-járvány kezdetén érkezett Magyarországra, hogy megkezdje kutatásait az Ökológiai Kutatóközpont Evolúciótudományi Intézetében. A professzorral készült beszélgetés az mta.hu oldalán jelent meg.
Amikor arról esett szó, hogy járvány időszaka mennyiben hátráltatta a munkát, meglepő választ adott:
„Bizonyos értelemben a járvány hasznunkra volt. Nem tudtunk mást csinálni, így kutattunk. Tihanyban és Budapesten dolgoztam, hetente egyszer-kétszer találkoztunk egymással, hogy megbeszéljük a munka előrehaladását. Az idő nagy részét a szállásomon töltöttem, miközben folyamatos volt a kommunikáció köztem és az intézet kutatói között. Tulajdonképpen a lezárásnak is köze volt ahhoz, hogy ilyen rövid idő alatt ilyen sokat haladtunk, és ennyi tanulmányt írtunk. Szerencsére a tihanyi vendégház körül sok a nyílt tér, ami nagyon jó volt a lezárások idején.”

Az Ökológiai Kutatóintézetben folytatott kutatásairól az evolúcióbiológus elmondta, hogy azok számos evolúciós problémát érintettek. Voltak közöttük elméleti jellegűek, de a gyakorlati ökológia számára jelentősek is. Utóbbiakra jó példa a globális felmelegedés állati közösségekre gyakorolt hatása, ami közvetlenül érinti a fajok hőtűrő képességét.
„Gyakran szükséges megtudnunk, hogy mekkora az egyes fajok hőtűrése, tehát mi az a maximális hőmérséklet, amit még képesek elviselni. Ennek meghatározására számos módszert használnak a kutatók. Mi egyazon modellben egyesítettük e módszerek predikcióit, és kimutattuk, hogy a gyakran használt maximális kritikus hőhatár nevű változó megbízhatatlan. Sokkal megbízhatóbb eredményre juthatunk, ha szimulációkat végzünk.”

A kromoszómák eredete
„Ahogy magyarországi vendéglátóm, Szathmáry Eörs akadémikus kimutatta, az evolúció egyik legfontosabb átmenete az volt, amikor a gének kromoszómákká rendeződtek. De ennek a folyamatnak a mechanizmusait még ma sem ismerjük részleteiben. Most meghatároztuk azokat a tényezőket, amelyek szükségesek voltak a kromoszómák kialakulásához – mondta el Mauro Santos. – Kimutattuk, hogy a kromoszómák evolúciójával egy időben megjelentek bennük a géntöbbszöröződések. Ezáltal egy-egy kromoszómán már géncsaládok tudtak elhelyezkedni, ami segítette az evolúciójukat és a hatékony működésüket.”

A kromoszómák kialakulásának idejét Santos szerint nagyon nehéz megbecsülni. A jelenleg is létező élőlények kialakulásának időpontját a leszármazási vonaluk rokonaiktól történt elszakadásának időpontjától számítjuk. Vagyis meg kell határoznunk, hogy mikor létezett az utolsó közös ősük. De hogy mi történt a közös ős – amely, ha az élet keletkezését kutatjuk, akkor az összes mai élőlény közös őse volt – előtt, és e történések mikor zajlottak, azt már sokkal nehezebb meghatározni. A kutató szerint közelebb vihet minket a rejtély megoldásához, ha rájövünk, hogy milyen környezeti feltételek voltak szükségesek ahhoz, hogy létrejöjjenek az élet előfutárai, a protosejtek és bennük a gének, majd a kromoszómák.

„Úgy képzeljük, hogy a protosejteknek nevezett vezikulák az élet kezdetén különálló gének csomagjai voltak. De ez számos problémával is járt. Az egyik legfontosabb probléma, hogy hogyan biztosítsuk, hogy az utódok az összes esszenciális gént örököljék, méghozzá a kellő arányban. Ha e gének kromoszómákká kapcsolódnak össze, az garantálhatja, hogy minden gén azonos ütemben öröklődjön tovább. Ez tehát csökkenti annak a valószínűségét, hogy az egyik utódból hiányozni fog egy vagy több életfontosságú gén.”

A szabályozott génátadás tehát egyike volt a kromoszómák legfontosabb előnyeinek. Az evolúcióbiológusok ezért is gondolják azt, hogy a kromoszómák kialakulása volt az egyik alapfeltétele annak, hogy az élőlények összetettsége (komplexitása) növekedjen. Máskülönben nem lehetne biztosítani, hogy az összetett élőlények működéséhez szükséges valamennyi gén átjusson az utódba.

A kromoszómák kialakulásának kutatása lassan átlép a kísérletes tudományterületek közé, ugyanis a mikrofluidikának köszönhetően már kísérletesen is modellezni lehet a folyamatot. Néhány mikroliteres cseppecskékbe különböző RNS-molekulákat helyeznek (amelyek e kísérlet replikátorai), majd szimulálják az akkoriban valószínű körülményeket.

A genetikailag programozott öregedés
Az öregedés legalább akkora rejtélye az evolúciónak, mint az első sejtek és kromoszómák kialakulása. Miért öregszünk? Lehetséges-e az öregedés kiküszöbölése? Van-e előnye az öregedésnek? E kérdések már évezredekkel az evolúció felfedezése előtt is foglalkoztatták az embereket. Az utóbbi évtizedekben egyre közelebb jutunk ahhoz, hogy e kérdések némelyikére válaszolni tudjunk.

„A legáltalánosabban elfogadott elmélet szerint az öregedés egy mellékhatás, így nem is hat rá a szelekció. Csakhogy a legújabb adatok arra utalnak, hogy az öregedés igenis lehet genetikailag programozott, ami a standard evolúciós elméletben gondolkodók számára szinte hihetetlen – érvel Mauro Santos. – Ez egyúttal azt is jelenti, hogy az öregedésnek lehetnek előnyei is. Az egyik legfontosabb előny, hogy ha az élőlény változékony környezetben él, akkor az öregedő, majd elpusztuló egyedek alkotta generációk gyorsabban alkalmazkodnak a változásokhoz.

Ennek megértéséhez képzeljünk el két élőlénycsoportot: az egyik nem öregszik, a másik öregszik, és néhány generációnyi utód létrejötte után az öregek elpusztulnak. A nem öregedő egyedek az adott pillanatban ható környezeti tényezőkhöz tudnak ugyan alkalmazkodni, de a jövőben megváltozó környezethez már nem. A korlátozott élettartamú élőlényekből viszont adott idő alatt több generáció nő fel, és mindegyiknek megvan a lehetősége az evolúciós alkalmazkodásra. Ilyen esetekben az öregedő élőlényeknek kedvezhet a szelekció. „Az öregedőknek ugyan demográfiai hátrányuk van, de az alkalmazkodásnak köszönhetően fitneszelőnyük mégis lehet” – mondja Santos.

Hozzászólások

Tényleg 150 emberrel lehet közeli kapcsolatunk?

Tényleg 150 emberrel lehet közeli kapcsolatunk?

Robin Dunbar brit antropológus az 1990-es években az agy szerkezetéből kiindulva arra jutott, hogy egy ember kényelmesen nagyjából 150 közvetlen kapcsolatot képes fenntartani – ez az úgynevezett Dunbar-szám.

Nyolc hónapig tart a Naprendszer leghosszabb napja

Nyolc hónapig tart a Naprendszer leghosszabb napja

Bár a Vénusz a legközelebbi bolygó, viszonylag keveset tudunk róla.

A villámok légtisztító hatásúak

A villámok légtisztító hatásúak

Villámlások során rengeteg olyan molekula jön létre, amelyek csökkentik a légszennyező anyagok, például a metán mennyiségét.

Bibliai időkből származó pálmákat támasztottak fel

Bibliai időkből származó pálmákat támasztottak fel

A közönséges datolyapálma régóta fontos szerepet tölt be Levante lakóinak életében.

Kozmikus nyakláncot fotózott a Hubble

Kozmikus nyakláncot fotózott a Hubble

A látványos nebulát egy pusztító esemény alakította ki.

National Geographic 2021. áprilisi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

10 560 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket