Cukrok a világűrben

Mindig nagy öröm számomra, ha valami újdonság jelenik meg szűkebb szakterületemen, főleg, ha az egy neves lapban történik. Az örömbe egy kis üröm is vegyül, mert a cikk nem túl érdekes. Lényegében azt mutatták ki, hogy ha vizet, metanolt és ammóniát összekeverünk alacsony nyomáson jégként, majd UV besugárzást követően felmelegítjük szobahőmérsékletre, akkor cukrok (is) keletkeznek. A címmel ellentétben ez nem jelenti, hogy cukrok kialakulnak az űrben is, csak annyit, hogy ha ezek a jegek valahogy elérik a Földet (szobahőmérséklet!), akkor ott akár cukrok is keletkezhetnek. A Földi élet keletkezéséhez sok szerves molekulára volt szükség, cukrokra is. Ez akár lehetett egy forrás, bár a cikk nem tér arra, hogy mi marad a jégből az atmoszférába való behatoláskor.

Mivel a RNS-t alkotó nukelotidok egyik építőköve a ribóz (egyfajta 5 szénatomos cukor), így annak jelenléte mindig izgalomba tudja hozni a tudósokat. Bár egy ideje már tudjuk, hogy a ribóz kimondottan nehezen reagál a nukleobázissal, s egyre inkább olyan szintetikus utat keresnek a vegyészek, amelyben a nukleotid nem cukorból, nukelobázisból és foszfátból áll össze, hanem egyéb úton, de azonos végeredménnyel keletkezik. Azért a cukrok jelenléte fontos.

A szimulált környezet az űrben keringő apró jegek, amelyek még a Naprendszer kialakulásakor keletkeztek, s azóta bolyonganak az űrben. Összetételükben a víz dominál, de mellette széndioxid, szénmonoxid, ammónia, metanol (metil-alkohol) és metán is található bennük. Ezek tapadnak kisebb porokra (szilikátok), s alkothatnak egyre nagyobb jégdarabokat. Az ilyen jégdarabokat mindenféle sugárzás éri, például UV sugárzás. A sugárzás érdekes kémiai reakciókat indíthat be. A Földi körülmények között zömében gáznemű anyagokat az irdatlan hideg tartja szilárd állapotban (78K, azaz -195 ºC), illetve a nyomás is nagyon alacsony (p = 10⁻⁷ mbar).

A reakciók akár lejátszódhatnak a szilárd fázisban, azaz a jégben. Nehéz megmondani, mert maguk a szerzők is bevallják, hogy ebben a fázisban nem képesek detektálni az anyagokat, azt előbb fel kell melegíteniük. A hő azért sokat segíthet mindenféle reakciókban (ez a szerzők sem zárják ki, sőt a reakcióik egyes lépéséről úgy gondolják, hogy a felmelegítéskor mentek végbe). Igazából mindegy is, hiszen a Földetéréskor amúgy is fel fognak melegedni.

Korábbi kísérletek igen sok biológiailag is fontos molekulát mutattak ki ilyen alacsony nyomáson szilárd jégben valamilyen sugárzás hatására, de cukrok még nem tudtak kimutatni. A kutatócsoportnak tavaly sikerült aldehideket kimutatni, amelyek egyes szerkezeti elemeikben hasonlítanak a cukrokra (a ribózra és a glükózra), illetve belőlük cukrok előállíthatóak az ősi Föld körülményei között.

Űrjegekhez hasonló körülmények között előállíthatók ilyen aldehidek. A glikolaldehid fontos szerepet játszhatott az élet keletkezésében.

A kutatócsoport idén (2016-ban) viszont már cukrok kialakulását is kimutatta! A két kísérletben az alapvető különbség a kezdeti anyagok arányában van. Korábban 12:3,5:1 arányban volt a víz:metanol:ammónia, míg most 10:3,5:1 arányban. A tavalyi tanulmányban már utaltak rá, hogy például az ammónia elhagyásával a glikolaldehid nem is keletkezik (bár nitrogén benne nincs, tehát nem lenne szükséges hozzá).

Az űrjéghez hasonló körülmények között kialakuló cukrok.

 Az így keletkezett cukrok a rendszer teljes tömegének 3,5%-át teszik ki. Ez nem túl kevés, de nem is borzasztóan sok. Az jó, hogy keletkeznek cukrok, de igen sokféle keletkezik, míg a szervezetben ennél sokkal kevesebbre van szükség. Az RNS építőköveihez pedig egyre a ribózra (a DNS dezoxiribózt tartalmaz, az magától nem keletkezik). A cukrok minden bizonnyal a formózreakció útján keletkeztek, amely reakcióról ismert, hogy igen változatos végeredményt ad. A kezdeti feltételek és a rendelkezésre álló egyéb anyagok (pl. ásványi felszínek) megválasztásával a cukrok diverzitása csökkenthető, de az már egy másik tanulmány.

Mit is tudtunk meg? Azt, hogy ha mindenféle dolog hull az űrből a Földre, akkor abban bőven lehettek akár fontos szerves anyagok is. Ez amúgy egy ideje már tudjuk. Nem vitatom a cikk eredményét, de átütő érdekességét igen. Márpedig ugye a Science-ben elvárható lenne, hogy nagyon érdekes cikkek legyenek (sokszor nincsenek).

Hivatkozott irodalom

• Meinert, C., Myrgorodska, I., de Marcellus, P., Buhse, T., Nahon, L., Hoffmann, S. V., d’Hendecourt, L. L. S. és Meierhenrich, U. J. 2016. Ribose and related sugars from ultraviolet irradiation of interstellar ice analogs. Science 352(6282): 208-212
• de Marcellus, P., Meinert, C., Myrgorodska, I., Nahon, L., Buhse, T., d’Hendecourt, L. L. S. és Meierhenrich, U. J. 2015. Aldehydes and sugars from evolved precometary ice analogs: Importance of ices in astrochemical and prebiotic evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112(4): 965-970

ps. Tudom ez unalmas volt, de a cikkek is! Akkor persze miért írtam róluk? Mert attól még mégis valamelyest a szakmámról szóltak.

 

A közös hitvilág tartja össze a nagy társadalmakat

Mikor és miért alakultak ki azok az Istenek, akik az emberek cselekedeteit állandóan megfigyelik, a rosszakat büntetik és a jókat jutalmazzák? Miért érdekli az Isteneket, hogy mit is csinálunk?

Tegyük ezt ellentétbe azokkal a helyi természetfeletti lényekkel, akik hozhatnak jó időt, de rosszat is, szerencsét és szerencsétlenséget, ki lehet esetleg engesztelni őket, de akik alapvetően nem határozzák meg, hogy hogyan kell a mindennapokban viselkedni. Azt régen még az emberek mondták meg, s mivel mindenki mindenkit ismert egy közösségen belül, így a normák betartása is a közösség feladata volt. A megfigyelést és büntetést nem szerveztük még ki (vagy esetünkben föl).

Az emberi közösségek egyre nagyobbak lettek, s messze túlnőttek azon a méreten, amit egy-egy ember át tud látni. Már a közösségünk nagy részét nem ismerjük, nem tudjuk mit csinál vagy mit nem csinál. S valamikor ekkor alakultak ki a moralizáló Istenek (vagy mondjuk inkább úgy a moralizáló Istenkép, maguk az Istenek persze sokkal régebbiek, mint az emberek).

A közös vallás is egyfajta együvé tartozás jelzés. Ahogy a közös nyelv, a közös szokások, úgy a közös vallás is azt jelzi, hogy "egy csoportban vagyunk, megbízhatsz bennem". Az együttműködés rendkívül fontos az emberi társadalmakban!

Vegyünk egy nagyon egyszerű játékot. Egy ember beül egyedül egy szobába. Van előtte két csupor, egy dobókocka és 30 pénz. A kocka három oldala egyféle színű, a másik három oldala másfajta színű. Megkérjük az illetőt, hogy dobjon, döntse el, hogy az adott szín melyik csuprot fogja jelenteni, s ennek megfelelően a 30 dobás alapján ossza el a pénzt. A csuprok, amely tartalmát végül valaki meg fogja kapni, a kísérleti felállástól függően máshoz és máshoz tartoznak.

Az egyik kísérletben maguk és egy távoli, de azonos vallású személy között osztottak (azonos ország és nemzetiség). A másik esetben pedig egy helyi azonos vallású személy és egy távoli, azonos vallású személy csupra között kellett osztogatni a pénzt. A kockadobások alapján átlagosan 15-15 pénznek kéne lenni a két csuporban. Ha ettől jelentősen eltér a kapott végeredmény, akkor a kockadobó nem biztos, hogy teljesen őszintén hajtotta végre a kocka utasítását.

(a) A kísérleti felállás. A két csupor, a 30 pénz, a kocka és a személy, aki dobálni fog. (b) a két csupor tartalma kihez fog kerülni a két elrendezésben.

A kísérletben keresztény, buddhista, hindu és helyi vallású személyek vettek részt  a világ eldugottabb részeiről (Tuva köztársaság, Vanuatu, Fiji, Mauritius, Brazil őserdő, Hadzaföld (Tanzánia)). Erre azért volt szükség, hogy ne a szokásos fehér, keresztény népességet mérjék föl, akik esetleg máshogy viselkednek, mint a világ többi része. A kísérlet kimenetele nem függött az emberek nemzetiségétől.

A kísérletben résztvevő személyektől megkérdezték (egy kérdőíven keresztül), hogy szerintük mennyire büntet az ő Istenük. Akik úgy feleltek, hogy nagyon, azok bizony minkét kísérleti elrendezésben, átlagosan az elméletileg elvárt 15 pénzt rakták a csuprokba (átlagban, ha teljesen őszintén dob az ember, akkor is kijöhet nem pont 15-15). Minél kevésbé ítélték büntetőnek Istenüket az emberek, annál kevesebbszer "jelezte" a kocka, hogy a távoli azonos vallású személyt jelző csuporba kéne pénzt helyezni (azaz kissé csaltak a pénzosztáson). Azért jegyezzük meg, hogy itt is átlagosan 13 pénz landolt abban a csuporban, még akkor is, ha a másik csupor tartalmát maga a játékos kapta meg. Az eredmények szóra sem túl nagy: 4 pénzegység körül van (az elméletileg várt szórás 1,936).

A mindent látó és büntető Isten sikeresen megakadályozza, hogy csaljunk az azonos vallásúakkal szemben.

Hivatkozott irodalom

• Purzycki, B. G., Apicella, C., Atkinson, Q. D., Cohen, E., McNamara, R. A., Willard, A. K., Xygalatas, D., Norenzayan, A. és Henrich, J. 2016. Moralistic gods, supernatural punishment and the expansion of human sociality. Nature 530(7590): 327-330

A becstelenséget a társadalom örökíti ránk

A társadalom hozzáállása a szabályok "kreatív értelmezéséhez" meghatározza, hogy mennyire vagyunk úgy általában őszinték. Mennyire vagyunk hajlandóak vagy képesek hazudni, hogy a saját előrejutásunkat egyengessük. S a társadalom egészének morális állapota a fiatalok viselkedését is megpecsételi.

Az emberek alapvetően nem szeretnek hazudni. Ez valahogy rombolja a saját magukról alkotott pozitív képet. No de van az a pénz, amiért a szabályok egy kicsit módosíthatóak, s a dolgokat megoldjuk "okosba". Ismerős?

Mindig azzal vigasztaljuk magunkat, hogy csak a politikusaink ilyenek, s mi egyszerű földi halandók minta állampolgárok vagyunk. Rossz hírem van: nem. A társadalmi szinten mérhető korrupció, adóelkerülés és demokratikus deficit (vö. illiberális állam) jól korrelál az egyének viselkedésével. Ezen értékeket, amelyek 2003-as értékét vették alapul, amelybe a most kb. 21 éves diákok cselekedete még biztosan nincs benne, összegyúrták egy szabályszegés prevalencia (PRV) értékbe. Magas értéknél szabályszegők, míg alacsonynál szabálytartó a társadalom.

Legyen egy egyszerű kísérlet. Egy diák maga egy fülkében dob 2 kockával. Az első dobásának az értékét kell bemondania. Ez alapján kap pénzt. Az 1-es dobás 1 egység pénzt ér, a 2 kettőt, s így tovább 5-ig. A 6-os dobás 0-át ér. A tényleges dobást nem ismeri a kísérleti alanyon kívül senki. Amit tudunk, hogy hogyan működik a kocka. 1/6 valószínűséggel dobja a különböző értékeket. Ha mindenki pontosan azt mondja be, amit dobott, akkor átlagosan 2,5 egység pénzt fizetnek ki. Na ennyire jó emberek sehol nem voltak a vizsgált 23 országban.

A fülke, a kocka, a számítógép és egy pohár, amibe a kockát a végén bele kell helyezni. Senki más nem látja a tényleges dobást. A lelkiismeretünk felé kell csak elszámolni.

Ha velejéig romlott egy társadalom, s mindenkit csak a kinyerhető haszon érdekel, akkor 5-öt mond be mindenki. Na ennyire rossz sem volt egyetlen népesség sem (huh!). Ez ugye direkt hazugság lenne. S nem szeretünk hazudni. De a szabályokat lehet kreatívan alkalmazni. Végül is ki tudja melyik kockadobás volt az első (amit be kell mondani), s melyik a második (amit nem kell bemondani). Ha így nézzük a dobások várható kimenetét, akkor egy másfajta átlagos pénzmennyiséghez (3,47) jutunk. Ez már közelebb van ahhoz, amit ténylegesen kaptak.

Az egyes kifizetett összegek kumulált gyakorisága (tehát annak a valószínűsége, hogy annyit vagy kevesebbet fizetnek ki). A 6-os 0 kifizetésű dobás valószínűsége 1/6. Az 1 egységnyi pénz kapásának a valószínűsége is, s így a kumulált valószínűsége az 1 pénznek 2/6. A felső folytonos fekete vonal adja meg, hogy mit várunk, ha mindenki teljesen őszinte. A szaggatott vonalat várjuk, ha mindenki a két dobásból a kedvezőbbet mondja be. Az alsó pontozott, 5-nél felcsapó vonalat várnánk, ha mindenki teljesen becstelen lenne. A kevésbé korrupt / anti-demokratikus / adócsaló országok (alacsony PRV érték, zöld vonal) a szabály kreatív értelmezése görbe felett vannak, míg az alacsony PRV-vel rendelkező országok diákjai alatta (piros vonalak).

A szabálytartó országok diákjai szignifikánsabban becsületesebbek, mint a szabályszegő államok diákjai.

A szabályszegés prevalencia (PRV) érték összefüggése a kimenettel. (a) Az átlagos kifizetés. 2,5 lenne a teljesen becsületes átlag, 3,47 a szabályszegő és 5 a teljesen becstelen. Nagyon szépen korrelál a PRV az átlagos kifizetéssel. (b) Hányan "dobtak" 3-4-5 értéket. 50% a várható érték. Ennél többeknek sikerült nagyot dobni. (c) Hányan mondhattak be becstelenül 5-öt. (d) Hány (százalék) becsületes diák volt.

Tanzánia, Marokkó és Kína kellemetlenül kilóg. Nem is várunk mást az ismert társadalmi berendezkedőzésük alapján. Azért Kelet-Európa egyes államainak sem kell a szomszédba menni egy kis szabályszegésért (bár az országos számok nem rosszak): lengyel és cseh sorstársaink közül sokaknak sikerült magasat dobni, s bizony sokan 5-öt mondtak be pusztán a pénzért. Viszont ha megnézzük a teljesen becsületesek becsült arányát, ott jól szerepelnek ezek az országok. Érdekes a közepesen jó intézményrendszerrel rendelkező Guatemala, Malajzia és Grúzia, akik értékei nem rosszabbak, mint sok Európai(bb) országé. Bár a cikk az egyes országokat nem elemezte, van ott érdekesség bőven. Főleg a c-d ábra összevetése. Például Ausztria esetében 70%+ körüli becsületes ember és 20% körüli becstelent jósolnak, azaz a társadalom teljesen ketté vált. Hasonló igaz Németországra, Malajziára és Szlovákiára is. Litvániában viszont a 60% becsületes mellett a többi inkább a szabályokat hajlítja, de nem becstelen.

A társadalom egészét jellemző szabálykövetési kultúra a fiatalok viselkedését is meghatározza. Ahol a társadalom nagy része betartja a szabályokat ott az egyes emberek is (a társadalom belőlünk áll). A kísérlet tanulsága - szerintem -, hogy a társadalom függ az emberektől. Nem igaz, hogy az egyes viselkedések nem számítanak, mert minél többen követik a szabályokat, annál többen követik a példájukat. Sajnos fordítva is igaz.

Érdekes lenne ezt a kísérletet itthon is végigcsinálni. Nem tűnik nehéznek, bár a pénzosztogató kísérletek lepapírozása itthon egy rémálom. Ami sajnálatos, mert ezekkel a kísérletekkel nagyon fontos dolgokat tudhatunk meg az emberek viselkedéséről és az eltérő kultúrákról is!

Hivatkozott irodalom

Gächter, S. és Schulz, J. F. 2016. Intrinsic honesty and the prevalence of rule violations across societies. Nature 531(7595): 496-499

A magunkfajták nem is annyira büdösek

Egy jól teleizzadt póló az büdös. De, hogy mennyire undorodunk ettől az undorító szagtól függ attól, hogy kié az a póló. Ha valamilyen csoporttársé, akkor nem viszolygunk tőle annyira.

Régóta ismert tény, hogy az idegeneket büdösnek tartjuk. Ennek két oka van. Az egyik valamellyest objektív: a földrajzilag nagyon távol élők bőrbaktériumai nagyon mások, s így a szaguk is, amit kellemetlennek tartunk. A másik viszont alapvetően a fejekben dől el. Az idegeneket mindig egyfajta távolságtartással érdemes kezelni. Például betegséget terjeszthetnek. S ezért a viszolygás. Ehhez nem kell, hogy az az idegen tényleg büdös legyen (vagy büdösebb, mint az ismerősök), egyszerű jó rasszista beidegződéseink kapcsolnak be.

Vegyünk egy összeizzadt pólót. A kísérlet szempontjából teljesen mindegy, hogy ki izzadta össze. Szagoltassuk meg diákokkal. Mind büdösnek fogja tartani. No de, hogy mennyire tartja visszataszítónak az ismeretlen illetőt? (például találkozna vele?)

Mondhatnám, hogy az egész attól függ, hogy mi van a pólóra nyomtatva. Az első kísérletet Sussex-i Egyetemen végezték és a pólóra Brighton-i Egyetem emblémáját nyomtatták. Nem mondták ki, hogy kié a póló, de az embléma ugye látszik, s erről arra következtethetnek a diákok, hogy a másik egyetem egyik diákjáé. A másik kísérletben a St. Andrew Egyetem diákja szimatoltak saját, embléma nélküli és a rivális, Dundee Egyetem logójával ellátott pólót.

Nem meglepő módon a másik egyetem pólója büdösebb volt, mint a saját egyetem logójával ellátott póló. A logó nélküli bóló "büdössége" olyan, mint a rivális egyetemé. Azaz alapvetően az undorunkat a saját csoport tagjaival szemben visszatartjuk.

Felmerülhet a kérdés, hogy egyfajta önbevallás mennyire mutathatja a tényleges undort. Ennek kiderítéséért a második kísérletben nemcsak megkérdezték a hallgatókat, hogy mennyire büdös a póló, hanem figyelték, hogy utána milyen gyorsan mennek kezet mosni, mennyi szappant használnak és milyen sokáig mossák a kezüket. Ezt sokkal inkább a tudat alatti irányítja, s mivel a diákok nem tudták, hogy a kísérlet a saját csoporttól vagy a másik csoporttól való viszolygást méri (azt állították, hogy feromon érzékelés képességét mérik), így nem volt miért kontrollálniuk viselkedésüket. Amennyiben másik csoport pólóját kellett szagolniuk, akkor gyorsabban siettek a kézmosóhoz, s többen használtak több szappant (pumpás folyékony szappan adagolóból 2 vagy több adagot), mint akik a saját csoport pólóját szagolták. A kézmosás hosszában nem volt eltérés.

Minden ilyen kísérlet (s hasonló csoporttudatról szólóról már írtam itt, itt és itt) azt mutatja, hogy bizony nagyon erős bennünk a csoporttudat. E mellett nem szabad elmenni, mert sajnos ebből erednek azok a parttalan viták, hogy a rasszizmus az csak valami elhajlás, s mi amúgy nagyon szeretnénk mindenkit.

A helyzet viszont nem reménytelen. S a megoldás nem az egyre durvuló szabályozás, hanem a csoporttudat manipulálása. S ezt is vizsgálták a kísérletben! A feromonos álvizsgálatot leíró lap szövegét ugyanis többféleképpen kezdték. Volt ahol az egyéni feromon érzékelő képesség volt kiemelve a vizsgálat céljaként, volt ahol az adott egyetem tagjainak képességei más egyetem tagjaival összemérve, s volt, ahol hallgatók (diákok) vs. nem-diákok volt a megkülönböztetés. Tehát előkészítették a terepet, hogy a vizsgálat alanyai valamilyen csoporttudatukat vegyék elő. Amikor egyénekként szerepeltek, akkor a csoporttudat visszaszorul, amikor diákokként, akkor a csoporttudat kiszélesedik. S bizony a csoporttudat kiszélesítése az undort is vissza tudta szorítani. Amikor az egész diákságot képviselték a diákok, akkor nem tűnt olyan büdösnek a másik egyetem diákja.

Két fontos tanulsága van a kutatásnak:

(1) A csoporttudat és a viszolygás fejben dől el. Az eredmények szempontjából nem volt érdekes, hogy ki is izzadta össze azt a pólót! Lehetett volna ez egy másik kontinensről való ember, a szomszéd, egy diáktárs vagy az egyik oktató. Igazából nem tudjuk megmondani ennyiből, hogy az a másik tényleg idegen vagy sem. Márpedig ne feledjük, hogy az etnikai villongások zöme nem fekete-fehér ellentét, hanem egy helyen élő, kinézetre elég hasonló, de kulturálisan kicsit más csoportok között történik (itt Európában is hosszan lehetne sorolni a példákat).

(2) A csoporttudat az embernél nagyon egyszerűen manipulálható. Természetesen pontosan ezt használják ki azok, akik erre apellálva óhajtják maguk mögé terelni a "nemzetet" (vö. migránskérdés itthon vagy Szlovákiában, egész választásokat lehet felfűzni erre a kérdésre, ami például a szlovákokat közvetlenül nem is érintette). DE. S ez a lényeg. A csoporttudat manipulációjával, kiterjesztésével egyre több emberről fogadhatjuk el, hogy hozzánk tartozik. Végeredményben az egész emberiség egy csoportba tartozhat.

Legutóbb Bill Clinton hozakodott elő azzal gondolattal, hogy az idegenek támadása összehozná az emberiséget (s nem ő volt az első).

"Ez lehet az egyetlen módja, hogy az egyre megosztottabb világunkat egyesítsük ... gondoljunk bele, hogy minden különbség, ami a Föld népei között ma fellelhető, milyen aprónak tűnne, ha egy űrinvázió fenyegetne."

“It may be the only way to unite this increasingly divided world of ours … think about all the differences among people of Earth would seem small if we feel threatened by a space invader.” - Bill Clinton

A korábbi amerikai elnök a Függetlenség Napja című filmet emeli ki, mint ennek képi feldolgozása. Én a Watchmen: Az őrzők című filmet jobb referenciának tartom. Ott ugyanis ki is van ez mondva, sőt az egész bonyodalom pont arra megy ki, hogy hogyan lehet űrinváziós hisztériát kelteni űrinvázió nélkül.

Hivatkozott irodalom

Reicher, S. D., Templeton, A., Neville, F., Ferrari, L., Drury, J., 2016. Core disgust is attenuated by ingroup relations. Proceedings of the National Academy of Sciences 113: 2631-2635, doi:10.1073/pnas.1517027113.

Egy vírus immunrendszere

Miért is lenne szüksége egy vírusnak immunrendszerre? Mert egyes vírusokat más vírusok fertőznek. S ez ellen a vírusoknak is védekezniük kell. Egy a baktériumoktól "ellesett" módszerrel védekezik Mimivírus a Zamilon nevű virofág ellen.

Óriás vírusok és vírusaik

Az első óriásvírust 2003-ban írták (Scola et al. 2003). A Mimivírusnak keresztelt vírus nevét a mikróbát mímelő (mimicking microbe) kifejezés rövidítéséből kapta. Tekintélyes, 1,2 millió bázispár hosszú genetikai állománya (Raoult et al. 2004) nagyobb, mint a legkisebb ismert baktériumoké. Jelenleg a legnagyobb ismert vírus a Pandóravírus (Philippe et al. 2013), amelynek genomja 1,9-2,5 millió bázispárból áll, ami 2500 gént kódol. Ezek az óriási vírusok nem csak abban különlegesek, hogy több génjük lehet, mint egy baktériumnak, hanem, hogy saját vírusaik vannak (La Scola et al. 2008). Ezeket a baktériumokat fertőző vírusok bakteriofág nevéhez analóg módon virofágoknak nevezzük. Bár minden vírusnak szaporodásához szüksége van egy gazdasejtre, de van olyan vírus, amely kizsákmányolja a másik vírust, ha már az amúgy is szépen megágyazott neki a sejten belül. Az elsőnek felfedezett Sputnik virofág önmagában képtelen szaporodni az amőbákban, de a Mimivírussal együtt igen. Igaz a Mimivírus fejlődését igencsak kikezdi.

A bakteriális immunrendszer

A nem olyan régen felfedezett CRISPR–Cas rendszer lényege (Marraffini 2015), hogy a prokarióta szervezetek az idegen genetikai elemek ellen azok egy rövid (21-72) génrészletét kódolják. Ez a kis részlet RNS-re átíródva (valamint a nevet adó ismétlődő szakaszok) kötődnek a megtámadni kívánt genomhoz, s az így csapdába esett DNS-t a baktérium enzimei feldarabolják és eltüntetik.

A virális immunrendszer

A nemrégen leírt Zamilon virofág (Gaia et al. 2014) a Mimivírus A törzsében nem képes szaporodni, de a B és C törzsben igen. Ezzel szemben a Sputnik 3 nevű virofág mindhárom törzsben képes szaporodni, tehát nem általában a virofág replikáció hátráltatott az A leszármazási vonalban. Elképzelhető vált, hogy valami egyedi módon képes a Zamilon fertőzést elkerülni az A leszármazási vonal. Genomjának tüzetes elemzésével kimutatható, hogy a Zamilon egy 28 bázispár hosszú szakasza minden A törzsből származó Mimivírusban megtalálható (ebből egy 15 bázispár hosszú darab 4x egymás után található). Ez utalhat egy CRISPR-Cas szerű rendszerre. A környező gének (inkább lehetséges gének) elemzése arra enged következtetni, hogy azok hasonló funkcióval rendelkeznek, mint a bakteriális rendszer génje (génjei). Azaz a Mimivírus képes szelektíven megtalálni és lebontani a Zamilon DNS-ét.

Megmutatták, hogy a gének elcsendesítésével ez az immunitás megszűnik, tehát a talált genomszakasz felelős a immunitásért.

A kutatók ezt a rendszert MIMIVRE azaz Mimivírus virofág védelmi elemnek (mimivirus virophage resistance element) keresztelték.

A MIMIVIRE és a CRISPR-Cas rendszer összehasonlítása. Mindkettőben megtaláljuk ugyan azokat a génfunkciókat, mint a helikáz vagy az endonukleáz, mindkettőben vannak a patogén genomjának darabjai. A gének elrendeződése azonban különböző. A MIMIVIRE rendszerben a Zamilon vírus 15 bázis hosszú részlete egymás többször szerepel. Ez az ismétlés fontos a működéshez. A CRISPR-Cas rendszerben a patogén genomrészleteket ismétlődő szekvenciák választják el, s több patogénből vett szekvencia is van egymás után (de azonos többször nincs).

A tanulmány nem tér ki a rendszer eredetére. Szerintem szinte biztos, hogy egy baktériumtól vették kölcsön a védelmi rendszert, s használják saját vírusaik sakkban tartására. Korábban már felfedeztek olyan bakteriofágot, amely CRISPR-Cas rendszerhez hasonlót használ a baktérium CRISPR-Cas rendszerének kijátszására (lényegében megjelöli a baktérium "támadó" szekvenciáit, s így azok nem tudják a vírusgenomot bántani) (Seed et al. 2013). Hasonlóan ez a rendszer is valamilyen horizontális géntranszferrel kerülhetett a Mimivírusba, ahogy amúgy genomjának igen tekintélyes része.

Hivatkozott irodalom

• Scola, B. L., Audic, S., Robert, C., Jungang, L., de Lamballerie, X., Drancourt, M., Birtles, R., Claverie, J.-M. és Raoult, D. 2003. A giant virus in amoebae. Science 299(5615): 2033
• Raoult, D., Audic, S., Robert, C., Abergel, C., Renesto, P., Ogata, H., La Scola, B., Suzan, M. és Claverie, J.-M. 2004. The 1.2-megabase genome sequence of Mimivirus. Science 306(5700): 1344-1350
• Philippe, N., Legendre, M., Doutre, G., Couté, Y., Poirot, O., Lescot, M., Arslan, D., Seltzer, V., Bertaux, L., Bruley, C., Garin, J., Claverie, J.-M. és Abergel, C. 2013. Pandoraviruses: amoeba viruses with genomes up to 2.5 Mb reaching that of parasitic eukaryotes. Science 341(6143): 281-286
• La Scola, B., Desnues, C., Pagnier, I., Robert, C., Barrassi, L., Fournous, G., Merchat, M., Suzan-Monti, M., Forterre, P., Koonin, E. és Raoult, D. 2008. The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus. Nature 455(7209): 100-104
• Marraffini, L. A. 2015. CRISPR-Cas immunity in prokaryotes. Nature 526(7571): 55-61
• Seed, K. D., Lazinski, D. W., Calderwood, S. B. és Camilli, A. 2013. A bacteriophage encodes its own CRISPR/Cas adaptive response to evade host innate immunity. Nature 494(7438): 489-491
• Gaia, M., Benamar, S., Boughalmi, M., Pagnier, I., Croce, O., Colson, P., Raoult, D. és La Scola, B. 2014. Zamilon, a novel virophage with Mimiviridae host specificity. PLoS ONE 9(4): e94923
• Levasseur, A., Bekliz, M., Chabrière, E., Pontarotti, P., La Scola, B. és Raoult, D. 2016. MIMIVIRE is a defence system in mimivirus that confers resistance to virophage. Nature 531(7593): 249-252
  
  
  
  
  
   

A jövő - problémák és megoldások

A Nature folyóirat pár cikkben körbejárta, hogy milyen problémák és újdonságok várnak ránk ebben az évszázadban. Két cikkben a génszerkesztés és a robotika várható előnyeit és problémáit is körbejárták, de mindkettő figyelmeztetett, hogy az előnyös alkalmazási lehetőségek ellenére ez nem "fenyegeti" az emberiség nagy részét. Van három pont, ami viszont igen. Kettőről szó is lesz.

1. Növekvő populáció, ami megállítható a megfelelő családtervezési programokkal
2. Klímakatasztrófa, aminek költségeit folyamatosan alulértékeljük
3. Szegénység.

Növekvő populáció

Sokan vagyunk! Már írtam róla, s biztosan írni is fogok. Nem lehet eleget hangsúlyozni, hogy a fogyó Európai népesség ellenére világszinten borzalmas probléma, hogy tovább nő a populáció. Van olyan előrejelzés, ami szerint 2100-ra újabb 5 milliárddal leszünk többen. Ennek nagy része az amúgy is borzalmasan szegény fekete Afrikára és Dél-Ázsiára (India és Pakisztán) esne.

Bár a fejlett országokban az öregedés és az alacsony gyerekszám okozhat problémákat, sokkal fontosabb, hogy a nagy populációnövekedés:

• migrációt serkent. Ugye nem kell ecsetelnem, hogy mi ezzel a gond?
• kevés a nő. Sok országban kulturális okokból fiúgyermeket szeretne magának minden család. Nagyon sok a szelektív abortusz, s így több száz millió lány hiányzik. A tovább növekvő populációkban ez probléma tovább növekszik. A pár nélküli fiatal férfiak viszont problémát okozhatnak (megint a migráció jön elő...)
• anyák halálozása. A fejlődő országokban még mindig hihetetlenül sokan halnak bele a szülésbe. Van olyan ország, ahol minden 20 szülő nőből 1 meghal. Ez tovább tetézi az előző pontban említett problémát.
• romló környezet. A hirtelen megugró népesség nagyon gyorsan rombolja a természetet. Biztos egy szemétkupacot szeretnénk Afrika helyett?
• gazdasági stagnálás. Az egyre nagyobb népesség eltartása is nehézkes, s lassítja a gazdaság növekedését. Bár sokáig a populáció növekedése hajtotta a gazdaságot, ez most és előreláthatólag a közeljövőben sem lesz így (szerintem akkor lesz megint fontos a népességnövekedés, amikor új bolygókat kell belakni)
• politikai instabilitás. A munkanélküli fiatalok agresszívekké válnak és helyben és/vagy máshol "problémát" okoznak.

Mi a megoldás? A fogamzásgátlás. A családok alapvetően "vevők" lennének a szélesebb fogamzásgátlásra. Egyes lokális kísérletek jelentős születésszám csökkenést regisztráltak az ingyenes fogamzásgátlás és persze felvilágosító programok elterjedésével. A felvilágosítás itt nem csak a "virágok és méhecskék" dolgot jelenti, hanem bizony a társadalmat meg kell győzni, hogy a családtervezés nem ördögtől való. Sajnos ezt szó szerint meg kell tenni, hiszen több vallás, sajnálatos módon a keresztény is, tiltja a fogamzásgátlást. Talán egy kicsit haladni kéne a korral és nem a múlt problémáira (30-50%-os gyerekhalandóság) adott válasszal ellehetetleníteni a jövőt (12 milliárd ember a Földön, ahol ez a 7 milliárd is nagyon sok).

A gazdag államok felelőssége itt óriási. Nem várható el a gazdasági válságokkal, állandó járványokkal és szerény egészségügyi rendszerrel rendelkező államoktól, hogy sok pénzt költsön egy olyan probléma elkerülésére, ami a jövőben fog kiteljesedni (lásd emberi viselkedést). Nekünk (Európa, Amerika Kelet-Ázsia) elemi érdekünk, hogy a világ többi részének szaporodását kordában tartsuk!

Klímakatasztrófa

Nem tudjuk mennyibe fog kerülni nekünk, ha "beüt a 'ménnykű"! Nem tudjuk mennyibe fognak kerülni az állandó viharok, amelyek megszaggatják a vezetékeket. Nem tudjuk mennyibe kerül, hogy nincs tél, s ezért sokkal több kártevő marad életben. Nem tudjuk mennyibe kerül Magyarország elsivatagosodása. Nem tudjuk mi lesz a part menti területekkel, ha elkezd emelkedni a vízszint. Nem tudjuk, hogy Kairó vagy Bangledesh hányszor fog árvíz alá kerülni.

Mindezeket a költségeket csak ímmel-ámmal vagy sehogy nem veszik figyelembe a modellek, amelyeken azok az elemzések alapulnak, amelyek alapján az új technológiákra való áttérés árát kalkulálják. Nem mindegy, hogy az új technológia 100 dollárja ellenében egy 10 dolláros probléma vagy egy 1000 dolláros probléma áll.

A jelenlegi modellek alulárazzák a probléma nagyságát! Nem veszik például figyelembe, hogy hány embernek kell elhagynia otthonát a klímaváltozás következtében, s ez milyen feszültséget és anyagi kárt okoz a világnak.

Emberi természet

Minden megoldás csak annak a fényében sikerülhet, hogy embereknek kell azt végrehajtani, s az emberek olyanok, amilyenek. Szerencsére egyre jobban ismerjük milyenek vagyunk (vagy inkább egyre kevesebbet hazudunk magunknak). Már nem hazudjuk magunknak, hogy racionálisak lennénk (pláne, hogy az lényegében pszichopatát jelent). Akkor milyenek vagyunk?

• Együttműködőek vagyunk. Főleg persze, ha mindenki együttműködő. Ez jó hír! Számít nekünk, hogy mindenkinek jó legyen.
• Követjük a normákat. Képesek vagyunk változni. A dohányzás egyre kevésbé elfogadott például Európában. Hajlandóak vagyunk védeni a környezetet, például szelektív szemétgyűjtéssel (van itt bőven generációs különbség, de a gyerekeinknek ez már természetes).
• Nem gondolkodunk távlatokban.  Ez gond. Nem nagyon tudunk a jövőről gondolkodni. A most érdekel minket. Ha most valami veszélyes, akkor biztosítjuk magunkat (sokszor értelmetlenül, pl. repülőutakon), de nem rakunk félre öregkorunkra, nem biztosítjuk a házat természeti katasztrófák ellen. A most azonnali pénzre hajtunk. Ha választhatunk, hogy most kapunk 10 dollárt, vagy holnap 11-et, akkor a 10-et választjuk. A klímaváltozás megakadályozásában ez a legnagyobb probléma. A mostani költségek állnak szemben egy távoli, nem kalkulálható, de potenciálisan nagyon magas költséggel. A mostani költség nagyon érzékenyen érint, a távoli nagy költség viszont nem.
• Lusták vagyunk. A szép elképzelések ellenére, nem mindent viszünk végig, amit elterveztünk (legalább egy blogbejegyzés hetente...). Tudjuk, hogy lekapcsolhatnánk a wifit éjjelre, mert úgyis alszunk, de nem tesszük. Kicserélhetnénk sok mindent energiahatékonyabb technológiára, de el kéne menni egészen a boltig (a csoki az más, az létszükséglet). Lustaságunkat csak úgy tudjuk a közjóra felhasználni, hogy a jobb technológiák bevezetése kötelező, legfeljebb lehet ellene tiltakozni (nem fognak). Viszont ha a kormány rosszat művel velünk, akkor is túl sokan inaktívak (lásd kishazánkat).

Minden megoldásnak a fentieket figyelembe kell vennie. Például, ha megmutatjuk, hogy a klímaváltozás nem a távoli jövőben, hanem most okoz extrém meleg éveket (pl. 2015 ilyen volt), akkor az emberek jelennel szembeni rizikóaverzióját lehet mobilizálni, hogy most cselekedjenek. Ha most díjazzuk a modern technológiákra való áttérést, akkor a közvetlen és azonnali előnykeresésünket mobilizáljuk a hosszútávú cél érdekében.

Hivatkozott irodalom

• John Bongaarts. 2016. Development: Slow down population growth. Nature 530(7591):409-412
• Nicholas Stern 2016. Economics: Current climate models are grossly misleading. Nature 530(7591):407-409
• Helga Fehr-Duda & Ernst Fehr 2016. Sustainability: Game human nature. Nature 530(7591):413–415

A depressziót fogjuk a neandervölgyire!

Egyszer volt, hol nem volt, volt egyszer a Neandervölgyi ősember, akinek amióta ismert a genomja (DNS szekvenciája) már sejthető, hogy egyrészt együtt élt az anatómiailag modern emberrel (a mai ember), keveredtek is, s bennünk Európaiakban és Ázsiaiakban maradt is a genetikai állományukból. Korábban inkább azt keresték, hogy milyen előnyös tulajdonságokat kaptunk tőlük. Most azt nézték meg, hogy milyen betegségekre való hajlamot örököltünk ettől az emberelődtől. A depresszió, a gyorsabb véralvadás (ami viszont a vérrögök képződését is elősegíti), bőrléziók vagy a koronaerek meszesedése lehet, hogy az ő bennünk továbbélő génjeikkel függ össze.

Neandervölgyi ember rekonstrukció

Megszoktuk, hogy mi vagyunk az egyetlen emberfaj a Földön. Nem volt mindig így ez. Az Európában és Ázsiában élő neandervölgyiekkel az Afrikából kiáramló anatómiailag modern ember találkozott. Sőt, ha találkoztak az nem csak egymás gyilkolásáról szólt (bár sokan úgy gondolják, hogy az ember tevékenyen részt vett a testvérfaj kiirtásában), hanem bizony a keveredésről is. Becslések szerint 1.5-4% a genomunknak neandervölgyi eredetű. Ezek a gének segítettek az új környezethez való alkalmazkodásban, úgy a helyi kórokozók elleni védelemben, zsírok (lipidek) lebontásában, vagy az új bőr- és szőrjelleg kialakításában (nem véletlen, hogy fehérnek ábrázolják a neandervölgyit, míg az Afrikából kirajzó ember fekete volt).

No de okozhatnak-e most valami kalamajkát ezek a gének? Ez egy fura kérdés. Egyrészről egyértelmű, hogy bizonyos genomrégiókból feltűnően hiányoznak a neandervölgyiek genetikai öröksége, ezek valószínűleg sterilitást okoztak a férfiakban, s így gyorsan kiszelektálódtak. Hasonlóan bármi olyan, ami alapvetően inkompatibilis lett volna az emberi működéssel vagy szelektív hátrány okoz kiszelektálódott volna. Ellenben vannak olyan tulajdonságok, amelyek alapvetően pozitívak, de hajlamosíthatnak idősebb korban bizonyos betegségekre. Vagy általában jók, csak más génekkel párosítva nem azok. És hogyan szűrnek erre? Hát megnézik sok ember genomját (nem a teljeset, csak egyfajta mintázatát), s ezt próbálják összefüggésbe hozni az egészségügyi történetükkel.

Ez alapján elsősorban a depressziót hozták ki, mint jellemzően a neandervölgyi elemekkel összefüggő betegséget. Ezen kívül egy bőrbetegség, az elhízás, gyorsabban rögösödő vér és bizonyos érelmeszesedések hozhatók összefüggésbe a neandervölgyiekkel. A bőrbetegség esetleg érthető, bőrünk több tulajdonságát a neandervölgyiektől vettük át. Az elhízás is implikálható a lipidanyagcsere változásával. A véralvadásra vannak ötletek, például, hogy több nagyvadat kellett vadászni, nagyobb volt a sérülés esélye, s így jól jött a hatékonyabb véralvadás. De ez így önmagában csak egy történet, ami elég jól hangzik, de nem ismert, hogy inkább sérültek volna az emberek Európában és Ázsiában, mint Afrikában (ahol szintén elég sok nagyvad él még, s élt is). A depressziót meg elég nehéz bárhova tenni.

A neandervölgyiek genetikáját vizsgáló kutatások csodálatosak, ez a milyen betegséggel lehetnek összefüggésben kevésbé. A betegség - genetika összefüggés vizsgálatoknak megvan a maguk problematikája. A genetika jól ismert és az adatok pontosak lehetnek. A betegségeknél van a probléma. Az adatbázisok ugyanis azt tartalmazzák, hogy ki mivel fordult orvoshoz. Azt nem amivel nem fordult, s azokat, sem akiknek amúgy volt problémájuk, de nem mentek vele orvoshoz. Az adatbázis ráadásul Európai ősökkel rendelkező (fehér) személyeket gyűjt, akikben eleve vannak neandervölgyi gének. Szóval - szerintem - óvatosnak kéne lenni! Lehet, hogy csak annyi mond, hogy a neandervölgyi gének rendelkezők (Európaiak) inkább mennek depresszióval orvoshoz. Vagy elhízottak (Amerika nagy része az), vagy van valamilyen érrendszeri problémája.

A The Atlantic-ban jelent meg egy cikk decemberben, ami felhívja a figyelmet a genetikai asszociációs vizsgálatok veszélyeire. Szomorú, de olyan génekre (genetikai jelekre) is sikeresen kihozták, hogy borzalmas betegségekre predesztinálják az embert, amiről később kiderült, hogy nagyon gyakori az emberi populációban. Ha meg gyakori, akkor nem lehet gond vele. Ez körülbelül az, hogy minden halálos betegségben szenvedőben találunk H₂O-t.

Hivatkozott irodalom

• Sankararaman, S., Mallick, S., Dannemann, M., Prufer, K., Kelso, J., Paabo, S., Patterson, N. és Reich, D. 2014. The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans. Nature 507(7492): 354-357
• Vernot, B. és Akey, J. M. 2014. Resurrecting surviving Neandertal lineages from modern human genomes. Science 343(6174): 1017-1021
• Green, R. E., Krause, J., Briggs, A. W., Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., Patterson, N., Li, H., Zhai, W., Fritz, M. H.-Y., Hansen, N. F., Durand, E. Y., Malaspinas, A.-S., Jensen, J. D., Marques-Bonet, T., Alkan, C., Prüfer, K., Meyer, M., Burbano, H. A., Good, J. M., Schultz, R., Aximu-Petri, A., Butthof, A., Höber, B., Höffner, B., Siegemund, M., Weihmann, A., Nusbaum, C., Lander, E. S., Russ, C., Novod, N., Affourtit, J., Egholm, M., Verna, C., Rudan, P., Brajkovic, D., Kucan, Ž., Gušic, I., Doronichev, V. B., Golovanova, L. V., Lalueza-Fox, C., de la Rasilla, M., Fortea, J., Rosas, A., Schmitz, R. W., Johnson, P. L. F., Eichler, E. E., Falush, D., Birney, E., Mullikin, J. C., Slatkin, M., Nielsen, R., Kelso, J., Lachmann, M., Reich, D. és Pääbo, S. 2010. A draft sequence of the Neandertal genome. Science 328(5979): 710-722
• Abi-Rached, L., Jobin, M. J., Kulkarni, S., McWhinnie, A., Dalva, K., Gragert, L., Babrzadeh, F., Gharizadeh, B., Luo, M., Plummer, F. A., Kimani, J., Carrington, M., Middleton, D., Rajalingam, R., Beksac, M., Marsh, S. G. E., Maiers, M., Guethlein, L. A., Tavoularis, S., Little, A.-M., Green, R. E., Norman, P. J. és Parham, P. 2011. The shaping of modern human immune systems by multiregional admixture with archaic humans. Science 334(6052): 89-94
• Khrameeva, E. E., Bozek, K., He, L., Yan, Z., Jiang, X., Wei, Y., Tang, K., Gelfand, M. S., Prufer, K., Kelso, J., Paabo, S., Giavalisco, P., Lachmann, M. és Khaitovich, P. 2014. Neanderthal ancestry drives evolution of lipid catabolism in contemporary Europeans. Nat Commun 5:3584
• Simonti, C. N., Vernot, B., Bastarache, L., Bottinger, E., Carrell, D. S., Chisholm, R. L., Crosslin, D. R., Hebbring, S. J., Jarvik, G. P., Kullo, I. J., Li, R., Pathak, J., Ritchie, M. D., Roden, D. M., Verma, S. S., Tromp, G., Prato, J. D., Bush, W. S., Akey, J. M., Denny, J. C. és Capra, J. A. 2016. The phenotypic legacy of admixture between modern humans and Neandertals. Science 351(6274): 737-741