Kulturált legyek?

A gerincesek körében több fajnál kimutatható a kultúra megléte. Az állati kultúra egy szociálisan öröklődő viselkedési mintázat, preferencia vagy állati tevékenység eredménye, amely egy csoportra jellemző és nem univerzális az azonos környezetben élő csoportok között. A kultúra nem genetikailag öröklődik, a viselkedést a társaktól és/vagy a szülőktől tanulják el az állatok.

Mindeddig gerinctelenek körében nem volt kimutatható ilyen kultúra. Egy friss tanulmány azt állítja, hogy ilyen kultúrát kimutatott az ecetmuslincák (Drosophila melanogaster) párválasztásával kapcsolatban. A kérdőjelet azért raktam a címbe, mert engem nem győzött meg a cikk, hogy ez egy jó példa a kultúrára.

A viselkedés egy fontos komponense a párválasztás. Mi emberek ezt elég jól tudjuk. Az ecetmuslinca hölgyeknek sem mindegy, hogy milyen hímekkel állnak össze. A gyerekeik "értéke" függ ettől. Az ecetmuslincák magukban elég okosak, hogy jól döntsenek. Amennyiben alultáplál vagy normálisan táplált hímek között kell dönteniük, akkor a jól tápláltak választják (az biztosan sikeresebb az élelemszerzésben) (Mery et al. 2009).

Érdekes viszont, hogy ha a rosszabbul táplált hím nővel van, ami jelzi, hogy valaki őt választotta, akkor a muslincalányok gondolkodóba esnek és hajlamosak az amúgy kevésbé vonzó hímet választani. Ez is ismerős?

A kísérlet további részében zöldre vagy rózsaszínre festették a hímeket, ami alapból nem befolyásolja a kívánatosságukat. Amennyiben sohasem láttak ilyen hímeket vagy azokat mással hetyegni, akkor 1:1 arányban választják az egyik vagy a másik színt. Ellenben ha valamelyik színű úrral látják, hogy egy másik nőstény "szerelembe esett", akkor azt a szín hajlamosabbak választani más hímeknél is.

Egy elképzelt megfigyelés, ahol a megfigyelő nőstény (observing female) azt látja, hogy a rózsaszín hím (rejected pink male) helyett a zöldet (copulating green male) engedi a nőstény párosodni.

A rátermettséget csökkentő választásra viszont teljesen hajlamosak a muslincák. Egy további kísérletben normál és felkunkorodó szárnyú (Cy mutáció) hímek között lehetett választani. A felkunkorodó szárnnyal nem lehet repülni, így a való életben nem egy életbiztosítás ilyen génekkel rendelkezni. Alapesetben a nőstények – saját genotípusoktól függetlenül – 80%-ban a vad típusú (normál szárnyú) hímet választják. Ez nem változik attól, hogy vad típusú hímekkel látnak párosodni más nőstényeket. Továbbra is ezt választják. Viszont, ha felkunkorodó szárnyú hímet látnak sikeresen párosodni a vad típussal szemben, akkor 55%-ban maguk is később egy ilyen fenotípusú hímet fognak választani. (Nöbel et al. 2018) Tehát egyértelműen az is befolyásolja az esetmuslinca nőstények döntését, hogy mások milyen hímet választanak.

Drosophila felkunkorodó szárnyú változata

A kísérletekkel viszont lehetnek módszertani problémák. Egyrészt, ha nincs más, akkor akárkivel hajlandóak habozás nélkül párosodni a nőstények. Ez egy igen erős késztetés, tehát például jobb partnerre nem várakoznak. Továbbá, és ez a természetben talán gyakoribb, egyszerre több párocskát nem tudnak megfigyelni a legyek (vannak mentális korlátaik) (Germain et al. 2016).

A kísérleti berendezés. Az egyszerű megfigyelési tesztben (A) a cső egyik végében van a megfigyelő nőstény, a másikban a demonstráló nőstény a hímekkel. A középen levő lapocska, ha átlátszó, akkor lehet megfigyelés, ha átlátszatlan, akkor nem (ez a kontroll). A többszörös megfigyelés kísérlethez (B) egy hatszögletes arénához csatlakozó szobákban történik az akció.

A kultúrát vélő tanulmányban (Danchin et al. 2018) a muslincák zöldre és rózsaszínre festésével érték el, hogy a hímek különbözzenek. Ahogy fentebb is, a színpreferencia "átörökíthető" egy megfigyelő nőstényre. Sőt, itt egy hatszögletű arénában sikerült azt is kimutatni, hogy a nőstények a többségi preferenciát választják inkább. Az arénában minden oldalon egy átlátszó panel mögött egy párocska és a hoppon maradt harmadik volt. Így lehetett olyan beállítás, hogy 4 helyen zöld és 2 helyen a rózsaszín hím volt a nyerő. Ebből levonhatta a megfigyelő, hogy a zöld éppen a sikeres szín. Fele-fele beállításnál lényegében véletlenszerűen döntöttek. Ez egy kicsit ellentmond a korábbi cikknek, ahol a több párocska egyszerre való megfigyelésének eredményességét nem tudták kimutatni. Az érdekes, és a fenntartható kultúrára utaló jel az lenne, hogy hosszú időn keresztül megmaradna a preferencia. Ezt úgy vizsgálták, hogy a választók lettek a következő nőstények számára a bemutatók. Tehát a viselkedés szempontjából generációk teltek el, és adódhatott tovább a párválasztási preferencia. A legtöbb, amit ki lehetett mutatni, hogy volt olyan a párhuzamos 36 leszármazási (megfigyelési) vonalból, amelyben a 8. "generációban" még megvolt az elején megtanult preferencia. A kilencedik generációra minden esetben elveszett ez. Ez önmagában nem meglepő, hiszen a preferencia elég zajos, elég valószínű, hogy egy nőstény rosszul választ. A populáció is elég apró (6 nőstényt lehet megfigyelni), tehát egyfajta sodródás lehet.


Az állati kultúra ismertebb példái a természetből jönnek, ott figyelték meg. Némelyekhez, mint a japán makákók egy csoportjának érdekes étkezési szokásaihoz van közük az embereknek. Például rizst szórtak ki nekik és maguktól megtanulták, hogy a vízbe szórva azt, a rizsszemek fent maradnak, a homok pedig leülepszik, így tiszta élelemhez jutnak. Ez a viselkedés elterjedt az egész populációban.


Ebben a kísérletben viszont nincs populáció. Megfigyelők és megfigyeltek vannak. Érdekes lenne populációban megmutatni ugyanezt, ahol kezdetben vannak tanuláson átesett nőstények, de később elég kéne legyen újabb színes hímek hozzáadása a populációhoz és vigyázni, hogy mindig legyen megfigyelhető nőstény az új nőstények számára. Szóval e nélkül én nem vagyok meggyőzve.

Hivatkozott irodalom

• Mery F, et al. (2009) Public versus personal information for mate copying in an invertebrate. Curr. Biol. 19(9):730–734.
• Germain M, Blanchet S, Loyau A, & Danchin É (2016) Mate-choice copying in Drosophila melanogaster: Impact of demonstration conditions and male–male competition. Behav. Processes 125:76–84.
• Nöbel S, Danchin E, & Isabel G (2018) Mate-copying for a costly variant in Drosophila melanogaster females. Behav. Ecol. 29(5):1150–1156.
• Danchin E, et al. (2018) Cultural flies: Conformist social learning in fruitflies predicts long-lasting mate-choice traditions. Science 362(6418):1025–1030.
   

Kis dinókönyv nagyoknak - Az oktatás mindig évtizedekkel le van maradva

Ez a bejegyzés egy könyvméltatás lesz. A címben is jelzett "Kis dinókönyv nagyoknak" David Norman őslénytanász tollából. A magyar cím találóbb az angolnál, ami egyszerűen "Dinoszauruszok: Egy nagyon rövid bevezető" (Dinosaurs: A very short intorduction). A dinoszaurusz téma olyan, ami minden óvodás és kisiskolás fantáziáját nagyon megmozgatja, miközben nem nagyon találkozunk a közoktatásban velük. Sőt biológusként egyetemen sem igazán volt róluk szó, mert az őslénytan a földtudományokhoz tartozik. Így aztán a gyerekeim több dínót ismerhetnek, mint én.


Egy felnőtteknek szánt dinoszauruszkönyvben viszont nem biztos, hogy a kiejthetetlen nevű szörnyek sorolása a legfőbb cél. Nem mintha – ahogy a könyv elején megtudjuk – nem ez lett volna a XX. század első felében a dínókutatásának központi kérdése. Rengeteg új leletet írtak le, így darabra nőt az ismert dinoszauruszok száma, de ez bélyeggyűjtéshez hasonló cselekedet volt, nem kerültünk közelebb a letűnt kor megismeréséhez. A könyv ennek a megismerésnek villantja fel a kérdéseit és a rájuk adott rövid válaszokat.


A könyvet lényegében ajándékba kaptam, és kellemes apró mérete nem tántorított el az elolvasástól. Jó döntést volt: kellemes és érdekes olvasmány. Nem ismerek több dinót, mert alapvetően nem dinoszauruszismeretről szól. Sokkal inkább az egész dinoszaurusz történet alakulásáról, az ősmaradványos értelmezésének nehézségeiről, a dinoszauruszok rendszertani helyzetéről és arról, hogy mit tudhatunk az életükről annak ellenére, hogy lényegében csak csontokból ismerjük őket.


Az egyik kérdés, amit alaposan körbejár a könyv a dinoszauruszok és a madarak kapcsolata. A medencecsont formája alapján már a 1970-es évektől ismert  hogy a dinoszauruszok és a madarak együtt alkotják a hüllők egy csoportját. Sőt, az Archaeopteryx felfedezését követően Thomas Huxley 1870-ben (!) felveti, hogy átmenet van a dinoszauruszok és a madarak között. Mára egyértelmű, hogy a madarak a dinoszauruszok (Dinosauria) megmaradt utódai. Nagyon erős azonban az a berögzülés, hogy a madarak nagyon mások a hüllőkhöz képest. Pikkelyes vagy tollas bőr, változó vagy állandó testhőmérséklet. És pont a testhőmérséklet és a toll/pikkely kérdés az, ami a csontokból nehezen olvasható ki. Szerencsére vannak lenyomatok, amelyek mutatják, hogy a tollak elég régen kialakultak és a hideg/melegvérűséggel kapcsolatban is vannak elképzelések.


Ahhoz képest, hogy maga az ötlet lassan 150 éves, és a tudományos élet is a születésem előtt lezárta a madár – dinó kapcsolat vitáját, nagyon lassan terjed el ez az elképzelés. Azt szoktam mondani, hogy a közoktatásba az terjed el, amit már 40–50 éve ismerünk, és bizony a felsőoktatásban is eltelhet 10–20 év, amire elkezdünk egy eredmény tanítani. Nemrég kérdeztek rá gimisek, hogy akkor most tényleg igaz a dinók és a madarak kapcsolata, ahogy azt a Jurassic World filmben állítják? Igen, igaz.


Persze biológusként ne nagyon panaszkodjak. Fizikából a XX. századi fizika (pl. relativitáselmélet) alig létezik az gimis tananyagban. Jobbára a fizika oktatása valahol a XIX. század végének, XX. század elejének felfedezéseivel befejeződik. Ehhez képest a kémia egy kicsit jobban járt (az atommodellek finomítása már a XX. századra esik). Mi biológusok, a magunk nagyon fiatal tudományával pedig szinte a közelmúlt felfedezéseit oktatjuk, hiszen például a DNS felfedezése (1953) nagyjából egykorú a mai gyerekek nagyszüleivel.


Szóval, akkor mondjuk ki megint: a madarak dinoszauruszok. Ezen belül az úgynevezett Theropoda csoporton belüli dinoszauruszok. Ezek a dinók két lábon jártak, mellső végtagjuk kisebb. Lábaikon három ujj található. A zsarnokgyík avagy manapság ismertebb nevén a Tyrannosaurus rex is ebben a csoportba tartozik.

A festmény megjelent az egyik szakcikkben is: Benton MJ (2010) Studying function and behavior in the fossil record. PLoS Biol. 8(3):e1000321.

A dinoszauruszok egyik újítása a medencecsont megváltozása volt, ami lehetővé tette, hogy lábuk sokkal inkább a testük alatt és nem a testüktől elfele álljon. Gondoljunk egy krokodilra vagy egy zöld gyíkra. Úgy néznek ki, mint akik folyamatosan széles fekvőtámaszt nyomnának. A dinóknak a lábuk sokkal inkább a testük alatt van. Ez segítette a gyors mozgást.


A medencecsont alapján hüllőmedencéjűekre (Saurischia) és madármedencéjűekre (Ornithischia) osztjuk fel a dinoszauruszokat. Az utóbbiba olyan ismertebb dinoszauruszok tartoznak, mint a Stegosaurus vagy a Triceratops. A könyv hosszan tárgyalja az Iguanodon felfedezését és vizsgálatát. Ez a nagytestű növényevő a legelső elképzelések szerint egyfajta óriásira nőt gyík volt, de ezt az elképzelést már a XIX. században elvetették. Felmerült, hogy két lábon állt, farkát támasztéknak használva, mint a ma élő kenguruk. Ez az elképzelés sem állta ki az idők próbáját. Bár két lábon is tudott járni, ahogy idősödött egyre inkább négy lábon járt, mellső végtagjait is a földre helyezve. Honnan tudhatjuk ezt? Itt jön az a szintű anatómiai ismeret, ami nekem nincs meg. A csontok alakja, az izomtapadások helye utal azok erősségére. A csont keménységének változása pedig a rá ható erőkre. Ezek alapján – feltéve, hogy minél teljesebb csontváz áll rendelkezésre – lehetséges a rég élt élőlény izomzatának és így testtartásának rekonstrukciója. A testtartást bizony újra kell értékelni többnél, ahogy tették ezt a hüllőmedencéjű Spinosaurus-nál.

A ma élő madarak az elnevezés ellenére nem a madármedencéjű dinoszauruszok közé tartoznak.

A hüllőmedencéjűek két nagy csoportja a Sauropodomorpha és a korábban már említett Theropoda. Bár ősileg két lábon járnak, a nagy testű Sauropodomorpha dinoszauruszok egy része  biztosan újból négy lábon járt. Hosszú nyak és apró fej jellemzi ezt a növényevőnek gondolt csoportot. Ilyen például a Brontosaurus vagy a legnagyobb ismert dinoszaurusz az Argentinosaurus. A Theropodák közé tartozik a T. rex és a ma élő madarak is. Megtartották a két lábon járást, illetve a madarak fejlettebb csoportjai jól repülnek (azért az ősinek vélt futómadár-szabásúak zöme röpképtelen).


Úgy tűnik mostanság a rendszertan köt le. A könyvben persze messze nem csak ezzel foglalkozik az író, hanem bemutatja például, hogy a legújabb képalkotó technikák hogyan segítenek a csontok vizsgálatában azok szétvágása nélkül (amit a muzeológusok nem szeretnek engedni). De szó van olyan modellekről is, amelyekkel azt számolják, hogy milyen erők hathattak az egyes csontokra. Ebből lehet olyasmit kiszámolni, hogy milyen gyors lehetett egy T. rex.  Elég lomha volt, mert különben az egész dög egy óriási lábizom lett volna.

Jó olvasást a "Kis dónókönyv nagyoknak" könyvhöz!