Kép

Fagyasztott embriók, lombikvarangy, terepi rinókórház

Bár mesterséges megtermékenyítés révén már több mint 8 millió gyermek jöhetett világra az elmúlt négy évtizedben, az állati lombikprogramokkal még nem állunk ilyen jól. Súlyosan veszélyeztetett varangyokkal és óriásteknősökkel ugyan már vannak biztató próbálkozások, sőt egyre inkább úgy tűnik, hogy ez a módszer lehet az északi szélesszájú orrszarvú túlélésének záloga is. De vajon hogy működik ez az eljárás a gyakorlatban és mik az eddigi tapasztalatok?

Cikkem 2020. február 5-én a tudas.hu portálon jelent meg.

Fotó: Ami Vitale
Kép

Karácsonyi mementó

Hiába figyelmeztették időben a hatóságokat a közelgő veszedelemre – mire megkapták a szükséges engedélyeket a fogságban történő szaporításra, már csak egyetlen példány maradt életben. Kapkodva húzták fel a denevérhálót, 30 ultrahang-detektorral rögzítették a sziget éjszakai neszeit, hátha sikerül befogniuk, de a faj megmentéséért folytatott minden küzdelmük kudarcot vallott. 2009. augusztus 26-án végül az utolsó egyed is elnémult, így a karácsony-szigeti törpedenevér azon ritka fajok egyike lett, melynek napra pontosan ismerjük a kihalását.

A karácsony-szigeti törpedenevér (Pipistrellus murrayi) alig néhány évtizede még gyakori fajnak számított az ausztrál fennhatóság alá tartozó szigeten. A nőstények mintegy ötven egyedből álló kolóniákat alkotva nevelték kölykeiket az ottani zárt lombkoronájú erdő fáinak üregeiben, miközben a hímek egyedül, remeteként múlatták pihenőidejüket. A felnőtt egyedek egyetlen éjszaka alatt akár saját testtömegükkel megegyező mennyiségű repülő hangyát, éjjeli lepkét vagy más rovart is képesek voltak elfogyasztani, melyeket a hazai denevérekhez hasonlóan az emberi fül számára érzékelhetetlen, magas frekvenciájú ultrahangok segítségével találtak meg. Ám míg hazánkban 28 denevérfaj táplálkozáshoz és egyedek közti kommunikációhoz használt hangja zengi be a tájakat, addig a Karácsony-szigeten csupán egyetlen faj tájékozódott így, ez a törpedenevér. Az ottani szakembereknek tehát jóval könnyebb dolguk volt, amikor az ultrahang-detektorok által rögzített jelek alapján mérték fel a faj előfordulását, azokat ugyanis nem keverhették össze egyetlen másik faj által kibocsátott hanggal sem.

Az így rögzített részletes adatsorok alapján a faj sorsa az 1980-as években vett hirtelen fordulatot, az egyedszám csökkenése pedig nagyjából két évtized alatt olyan mértékűvé vált, hogy Lindy Lumsden és kollégái a természetvédelmi intézkedések ellenére 2009 januárjában már csak négy szoptató nőstényt találtak a sziget nyugati részén. Hiába kongatták azonban a vészharangokat, a fogságban történő tenyésztéssel kapcsolatos engedélyeket azonnali cselekvés helyett csak hosszú tanácskozások sorozata után, 2009 júliusában kapták meg az ausztrál hatóságoktól. Az ezt követő idegtépő négy hét alatt a kutatók minden innovatív eszközt bevetettek, hogy az életben maradt apró egyedek nyomaira bukkanjanak, a karácsony-szigeti törpedenevér hangját augusztus elmúltával már soha nem rögzítették többé.

Bár mindennek már több mint tíz éve, a kihalást előidéző folyamatokkal kapcsolatban máig sok a nyitott kérdés. Egyes elképzelések szerint az egyik jelentős faktor az 1890-es években kezdődő foszfátbányászat folyamatos térnyerése lehetett, melynek következtében a természetes esőerdei növényzet körülbelül negyede tűnt el a szigetről. A felhagyott, kopár bányaudvarokat aztán invazív fajok vették birtokba, így a törpedenevér által kedvelt rothadó, üreges fatörzsekből egyre kevesebbet lehetett találni a területen.

Az élőhelyvesztés mellett azonban más veszélyek is leselkedtek az apró bőregerekre: a behurcolt házi macskák és házi patkányok támadásai mellett például rengeteg problémát jelentett számukra a sárga színű és különösen agresszív „őrült hangyák” (Anoplepis gracilipes) szuperkolóniáinak jelenléte, melyek első úttörői 1915 és 1934 közt egy teherhajó rakományával jutottak el a szigetre. A kiszemelt gerinctelen áldozatokra hangyasavat spriccelő hangyák térnyerése miatt ugyanis egyfelől csökkent a törpedenevér által fogyasztott rovarok mennyisége, sőt az őrült hangyák sok esetben akár közvetlenül is zavarhatták a pihenő kolóniát. Bármelyik igaz is ezek közül, a karácsony-szigeti éjszakák többé már biztosan nem lesznek ugyanolyanok.

Woinarski (2018) A Bat’s End: The Christmas Island Pipistrelle and Extinction in Australia. Csiro Publishing. p. 280. Fotó: Potyó Imre

Cikkem az Élet és Tudomány 2019/51-52. számában jelent meg.

Kép

Madárélet hőhatáron

Egyhelyben állnak, csőrük szélesre tátva, nyakuk sebesebben lüktet, mint az emberi szív. Torokizmaik ritmikus mozgatásával így hűtenék testüket, de a hőség a kietlen sivatagban évről évre egyre elviselhetetlenebb. A fokozódó szárazság miatt ráadásul az oázisokban is egyre kevesebb a víz, így a folyton perzselő kemencében élő tollasok fürdőzéssel sem tudják hűteni magukat. Hozzá vannak szokva a Halál-völgy medencéjében tapasztalható rendkívüli szélsőségekhez, de ami mostanában történik, azzal egyre kevesebben tudnak megbirkózni.

Bár a madarak az állandó testhőmérsékletű állatok közé tartoznak, testfelszínük és belső szervezetük hőmérséklete közt igen jelentős eltérések is adódhatnak. A sivatagi területeken élő madarak sötét tollai például akár több mint 100°C-ra is felmelegedhetnek, aminek kiegyenlítéséhez verejtékmirigyek hiányában igen kifinomult hőszabályozó rendszerre van szükségük. Ennek egyik leghatékonyabb eleme a fokozott légzéssel, lihegéssel történő hűtés és az anyagcsere-intenzitás változtatása, de ezek mellett az is sokat segít, ha a legforróbb déli órákban árnyékos helyre húzódnak vagy időnként benedvesítik tollazatukat. Az optimális testhőmérsékletre történő lehűléshez azonban minden madárfajnak eltérő mennyiségű vízre van szüksége, ami viszont azt is jelenti, hogy rendkívüli meleg és extrém szárazság idején nem jut minden tollas számára elegendő.

Márpedig a klímaváltozással járó hőmérsékleti rekordokból napjainkban nincs hiány, így a kaliforniai Halál-völgyben például rögtön kettő is megdőlt az elmúlt években: míg 2017-ben +41,9°C, addig 2018-ban már +42,3°C havi átlaghőmérséklettel két egymás utáni évben is itt jegyezték fel minden idők legmelegebb júliusát, miközben nem számít ritkának arrafelé a +49°C és a 60 mm évi csapadék sem. Eric A. Riddell és kollégái szerint azonban ez a túlfűtött hangulat már a völgy tágabb környezetének számító Mojave-sivatagban élő madárfajok határait is feszegeti. Mivel ugyanis tollas testük még a megszokottnál is jobban felhevül, az optimális szintre történő hűtéshez is több vízre volna szükségük, ami viszont igen komoly hiánycikknek számít a rendkívüli szárazság miatt.

A kutatók szimulációi szerint a nagyobb testméretű sirató gerlének például 10-30 százalékkal több vizet kellene innia, az elfogyasztott rovarokból vízhez jutó fehérmellű sarlósfecskének, nyugati réticsirögének és mexikói kékmadárnak pedig napi 60-70 rovarral többet kellene fogyasztania ahhoz, hogy felhevült testét az optimális hőmérsékleti szintre hűtse. A nagyobb testű rovarevők helyzetét ráadásul tovább bonyolítja, hogy nem is él a területen ennyivel több rovar, de még ha élne is, ekkora rovartöbblet megszerzéséhez több repülésre is szükség volna, ami a repülőizmok működésével csak még tovább emelné a madarak testhőmérsékletét. A fentiek fényében tehát nem véletlen, hogy az ördögi körben rekedt tollas szerzetek sorra tűnnek el a Mojave-sivatagból, a korábban jelen lévő 135 madárfaj 29 százaléka pedig jócskán visszaszorult a területről. Az azonban egyelőre még a jövő zenéje, hogy a Föld más területein mikor és milyen ütemben ismétlődik meg ugyanez.

Riddell et al. (2019) Cooling requirements fueled the collapse of a desert bird community from climate change.

Cikkem az Élet és Tudomány 2019/49. számában jelent meg.

Kép

Végzetes agyarbiznisz

Az életük múlt rajta, hogy minden nyáron elérjék az Északi Vadászmezőket. Mivel kis hajóikon nem tudták másfél tonnás állattetemek sokaságát hazaszállítani, a vadászat során csak a legértékesebb anyagokat gyűjtötték be: az agyarral összenőtt állkapcsot a helyszínen levágták, a bőrt és a prémet lehúzták az elejtett rozmárokról. Az eladott agyarból sakkfigurák, övcsatok, feszületek és ékszerek készültek, legalábbis ameddig volt rá lehetőség.

A történet akkoriban kezdődött, amikor egy norvég viking, Garðar Svavarsson, 861-ben óriási viharba kerülve sodródott a sziget közelébe. Kopár lejtői és hófödte csúcsai miatt ekkortájt ragadt rá végleg a „Jégország” elnevezés is, pedig a későbbiekben érkező telepesek zöldellő völgyeket, kövér legelőket és halban gazdag folyókat is birtokba vettek ott. Bár az izlandi honfoglalók úgy érezték, hogy „vajcsöppek hullottak ott minden egyes fűszálról”, az erdőirtás, a túllegeltetés és az aktív vulkáni működés miatt már 870-930 közt drámai változások kezdődtek a környezetben. Hogy a 30 ezer fős népesség szükségleteit e problémák ellenére is biztosítani tudják, rendszeres kereskedelmi útvonalakat tartottak fenn Izland és Skandinávia közt, ahová gyapjút és szárított tőkehalat, továbbá az európai piacokon rendkívüli luxuscikknek számító rozmáragyart szállítottak. Hasonlóan zord és kiszámíthatatlan körülmények közt élték mindennapjaikat a grönlandi viking telepesek is, akik fennmaradásuk érdekében szintén bőven kivették a részüket az ekkortájt virágzó rozmáragyar-bizniszből.

Bár a grönlandi rozmárvadászatokról csont- és koponyatöredékek, értékes agyar-csecsebecsék és a híres viking sagák történetei is tanúskodnak, az izlandi konkurenciával kapcsolatban már jóval nehezebb kibogozni a szálakat. Mivel napjainkban Izlandon nem élnek rozmárok, az egyik legvitatottabb kérdés mostanáig az volt, hogy a helyi populáció eltűnése a viking vadászat következménye lehetett, vagy a rozmárok már jóval korábban otthagyták a fogukat egy katasztrofális vulkánkitörés vagy más környezeti hatás miatt? Utóbbi esetben ráadásul még az is felvetődött, hogy az izlandi vikingeknek még vadászniuk sem kellett az agyarok exportjához, a rozmárcsontok megtalálása után elegendő volt pusztán begyűjteni az értékes árut. Egyesek szerint pedig még az is elképzelhető, hogy a szigeten nem éltek rozmárok már a viking kor előtt sem, a vadászok pusztán a vak szerencsének köszönhetően ejthették el néha az Izland körül kóborló grönlandi egyedeket.

A rozmárok 7500 éves stabil izlandi jelenlétét végül Xénia Keighley és kollégái bizonyították végérvényesen, akik építkezés, kotrás, régészeti feltárás vagy tengerparti erózió révén előkerült 34 nyugat-izlandi csontmaradványt vetettek górcső alá. A 2019 őszén publikált eredmények szerint a monumentális emlősök Kr. u. 1213–1330-ig voltak jelen a szigeten, azaz eltűnésük egyértelműen a vikingek megjelenéséhez és vadászatához köthető. A kutatók ráadásul nem várt módon azt is bizonyítani tudták, hogy ezek az emlősök a ma élő rozmároktól genetikailag eltérő vonalat képviseltek, és a 14. században nem pusztán odébb álltak a szigetről, hanem végleg kihaltak, egyedi génjeik ugyanis a ma élő rozmárokban nem fedezhetők fel. A sors fintora, hogy Bastiaan Star és kollégáinak tavaly közölt tanulmánya szerint a rozmáragyar európai népszerűségének csökkenése végül a grönlandi kolóniák összeomlásához is hozzájárult, a rozmárok után tehát a vikingeket is utolérte a végzet.

Keighley et al. (2019) Disappearance of Icelandic Walruses Coincided with Norse Settlement. Molecular Biology and Evolution. msz196.

Cikkem az Élet és Tudomány 2019/45. számában jelent meg.

Kép

Poros lettél, porrá leszel

Ezerszámra potyogtak a plafonról. Fülükön, szárnyukon fehér pettyek, az orruk pedig olyan volt, mintha hintőporba dugták volna. Ahelyett, hogy a barlang falán lógva töltötték volna nyugodt téli hibernációjukat, elpusztult tetemeik hevertek mindenütt. 13 év alatt 10 észak-amerikai denevérfaj hatmillió példányával esett meg ugyanez, a korábban ismeretlen kór szélsebes terjedését pedig a mai napig nem sikerült megállítani.

A telente védett tárnákban, barlangokban hibernálódó denevérkolóniák felmérése rutinmunka. A csoportosan függeszkedő mozdulatlan egyedek szíve ilyenkor percenként csak néhányat dobban, így a szakemberek könnyen lefényképezhetik őket, a képeken látható egyedek leszámolása pedig ráér utólag az otthon melegében is. Amerikai biológusok egy csoportja 2007 márciusában egy ehhez hasonló átlagos munkanapra számított, az Albany határában húzódó barlanghoz érve azonban felkavaró kép tárult eléjük: elpusztult denevérek hevertek mindenütt, tetemeiket pedig egy korábban sosem látott, fehér porszerű anyag fedte.

Miközben a fehérorr-szindrómaként elhíresült fertőzés évről évre tovább gyűrűzve néhol több mint 90 százalékkal vetette vissza Észak-Amerika denevérállományát, a kutatók az idővel versenyt futva próbálták megérteni a drámai eseménysorozat kiváltó okait. Kiderült, hogy a tetemeken látható fehér anyag a korábban ismeretlen Pseudogymnoascus destructans hidegkedvelő gomba, amelynek fonalai a telelő denevérek minden szabad bőrfelületén megtelepedhetnek. Mindez a feltételezések szerint felborítja testükben a víz- és elektrolit-háztartás egyensúlyáért felelős élettani folyamatokat, emellett pedig megnöveli téli felébredéseik számát is. Mivel a dermesztő fagyban repülő rovarok híján táplálkozni nem tudnak, a hibernációs időszakra felhalmozott zsírtartalékaikat idő előtt felhasználják, végül pedig vészesen lesoványodva még a tavasz beköszönte előtt elhullanak.

Bár tömeges európai denevérpusztulásokról nem szóltak a hírek, a vizsgáltok mára egyértelművé tették, hogy a gomba kontinensünk 15 országában, így hazánkban is jelen van, sőt Európából hurcolhatta be az ember abba az évi kétszázezer látogatót vonzó barlangba is, amely később az amerikai fertőzés gócpontja lett. Az ugyanakkor még nem teljesen világos, hogy az európai egyedek miért rezisztensek a fertőzéssel szemben. A feltételezések szerint ennek egyik faktora az lehet, hogy az európai telelőhelyeken ritkán gyűlik össze egyszerre ezernél több denevér, Amerikában viszont a tízezres csoportok is általánosnak mondhatók.

Bár a denevérek kezelésére és a gomba terjedésének megállítására már vannak erőfeszítések, igazán hatékony módszer még nem látott napvilágot. Reménykeltő lehet azonban Jonathan Palmer és kollégáinak 2018-ban közölt eredménye, mely szerint a gomba ellen hatékony fegyver lehet akár egy kézi UV-C fényforrás is. Amikor ugyanis a kutatók néhány másodpercig ilyen fénnyel világították meg a gombát, annak csupán kevesebb mint 1 százaléka élte túl a behatást, mivel hiányoznak belőle az ilyenkor a DNS-ben keletkező sérülések kijavításához nélkülözhetetlen enzimek.

Ezen kívül új lehetőségeket vet fel Joseph Hoyt és kollégáinak idén közölt kísérleti eredménye is, mely szerint a Pseudomonas fluorescens probiotikummal történő kezelés késleltetheti a denevérek kirepülési idejét. Ha ily módon sikerülne elérni, hogy a fertőzött egyedek telelőhelyükről csak tavasz közeledtével repüljenek ki, amikor már van lehetőségük táplálkozni, az esélyt adhatna számukra a túlélésre. A gyógyulás egyébként nem volna példa nélküli, Görföl Tamás és kollégái ugyanis korábban bakonyi denevérek gyűrűzésével már kimutatták, hogy egyes egyedek túlélik a fertőzést és a következő években tünetmentessé is válhatnak.

Hoyt et al. (2019) Field trial of a probiotic bacteria to protect bats from white-nose syndrome. Scientific Reports 9 (1) Article no. 9158. ¤ Palmer et al. (2018) Extreme sensitivity to ultraviolet light in the fungal pathogen causing white-nose syndrome of bats. Nature Communications 9. Article no. 35. ¤ Kép forrása: Blehert et al. (2009)

Cikkem eredetileg az Élet és Tudomány 2019/41. számában jelent meg.

Kép

Madárgondok északon

Volt olyan nap, amikor 83 tengeri madár tetemét gyűjtötték össze a Bering-tengeren fekvő Szent Pál-sziget partvonala mentén 2016 októbere és 2017 februárja között. Bár a partra sodort tetemek többsége a vastag piros csőréről és világos lófarokszerű bóbitájáról könnyen felismerhető kontyos lunda volt, az elpusztult madarak közt nagy számban fordultak elő szarvas lundák, vastagcsőrű lummák és bóbitás alkák is. A közel féléves periódus alatt összesen több mint 350 súlyosan lesoványodott tengeri madár tetemét vetette ki a víz ezen a területen, amelyből az esetet vizsgáló Timothy Jones és kollégái azt a következtetést vonták le, hogy a nyílt vízen akár 3-9 ezer egyed is elpusztulhatott.

A későbbi boncolások során kiderült, hogy a madarak halálát nem fertőzés, hanem éhezés okozta, ami a kutatók véleménye szerint a klímaváltozással állhat összefüggésben. A Bering-tenger vizének 2014 óta tartó melegedése miatt ugyanis a madarak zsákmányfajai északabbra húzódtak, nagymértékben csökkentve ezzel a tenger délebbi részein elérhető élelemforrás mennyiségét. A tengeri madarak, így a kontyos lundák jelentősége egyébként kulturális és megélhetési okokból is kiemelkedő a helyi lakosok számára, így ezek a tömeges pusztulási események nem csak ökológiai, de társadalmi problémát is jelentenek.

Az ilyen drámai léptékű madárpusztulások egyébként ezidáig sem voltak ismeretlenek a tengerbiológusok előtt. Hasonló eset ismert például 1993-ból, amikor az Alaszkai-öböl térségében 120 ezer lumma halhatott éhhalált a szokatlanul hosszúra nyúló El Niño-esemény hatására lecsökkent táplálékmennyiség következtében. Ezen kívül szintén említésre méltó példa lehet 2015 tavasza, amikor az átlag százszorosát, azaz több mint 9 ezer elhullott füstös csibealkát találtak a Kalifornia és Brit Kolumbia közti óceáni partszakaszon. A Bering-tengeren és az Alaszkai-öbölben elhullott tengeri madarakhoz hasonlóan ezek az alkák is éhezés következtében pusztultak el, a táplálékukat jelentő halivadékok, evezőlábú rákok és krillek mennyisége ugyanis drasztikusan lecsökkent egy óceáni hőhullám miatt.

Miután Dan Smale és kollégái a közelmúltban kimutatták, hogy az óceáni hőhullámos napok száma az 1987-2016-os időszakban 54 százalékkal nőtt az 1925-1954 közötti időszakhoz képest, könnyen belátható, hogy a jövőben várhatóan gyakrabban és hosszabban kell számítanunk ilyen jellegű hőhullámokra és a fentiekhez hasonló tömeges madárpusztulási eseményekre. A magasabb szélességi körök mentén élő tengeri madarak ráadásul még inkább ki vannak téve ezeknek a veszélyeknek, a klímaszcenáriók szerint ugyanis a legszélsőségesebb hatások ezekben a térségekben várhatók.

Jones et al. (2019) Unusual mortality of Tufted puffins (Fratercula cirrhata) in the eastern Bering Sea. PLOS ONE 14 (5) Article no. e0216532

Cikkem eredetileg az Élet és Tudomány 2019/32. számában jelent meg.

Kép

Hatodik hullám

Hatalmas csontok álltak ki az iszapból az Ohio-folyó völgyében, mikor a francia báró négyszáz katonájával 1793-ban arra járt. Gyűjtöttek is belőle egy méteres combcsontot, egy agyart és számos fogat is, melyeknek arasznyi gyökerei voltak, és mindegyik több kilót nyomott. A különleges csontleletek nem sokkal ezután már XV. Lajos múzeumának gyűjteményét gazdagították, a gigantikus lény mivoltát és akkori élőhelyét illetően azonban egyik természettudós sem tudott kielégítő tájékoztatást adni. A tudományos áttörésre aztán egészen 1799-ig kellett várni, amikor George Cuvier francia anatómus és biológus elsőként fogalmazta meg, hogy az ohiói leletek egy már kihalt faj, az amerikai masztodon maradványainak tekinthetők.

A kihalás tényének első felismerése mellett aztán megkezdődött az oknyomozás is, Cuvier ugyanis a katasztrofizmus úttörő képviselőjeként arra is rámutatott, hogy a fajok kihalása egy-egy rendkívüli természeti katasztrófa következtében egyidőben, tömegesen történhetett meg. Ezzel szemben Charles Lyell és követői a 19. századi geológiában ennek épp az ellenkezőjét vallották, az uniformitarianizmus vagy aktualizmus elve szerint ugyanis a mindennapokban megfigyelhető természetes folyamatok megértésén túl nincs másra szükség a földtani rekord értelmezéséhez.

Ezt követően a két oldal képviselői sokszor és sokféleképpen feszültek egymásnak, a kihaláskutatás igazi felvirágzása ugyanakkor csak az 1980-as évektől indult meg, miután Luis W. Alvarez kollégáival olyan mértékű iridiumdúsulást talált az olaszországi Gubbio városka határában fekvő kréta–paleogén határrétegekben, amit leginkább egy 5-10 km átmérőjű kisbolygó 65 millió éve bekövetkezett becsapódásával tudtak magyarázni. A rangos Science folyóiratban megjelent publikáció igen nagy vihart kavart a tudományos közösségben, amit jól mutat az is, hogy szakmai berkekben közel ötezerszer hivatkoztak rá.

A téma iránti tudományos érdeklődés azóta sem lankadt, így csak a tavalyi évben közel 14 000 kihalásokkal kapcsolatos szakmai publikáció jelent meg szerte a világban. Az így összegyűlt tudásunk szerint planétánk élővilágát az elmúlt félmilliárd évben öt nagy kihalási hullám sújtotta, mely események új pályára helyezték az evolúció menetét is. A 443 millió évvel ezelőtti ordovícium végi, a 376 millió évvel ezelőtti késő devoni, a 251 millió évvel ezelőtti perm végi, a 200 millió évvel ezelőtti triász végi és a 65 millió évvel ezelőtt bekövetkezett kréta végi kihalási hullám okairól és lefolyásáról ugyan már számos részlet ismert, a földtörténeti kirakós még korántsem teljes. Azt azonban egyre több kutatás erősíti meg, hogy a napjainkban tapasztalható globális környezetátalakítás olyan mértékű fajpusztulást idézett és idéz elő, amelyet kénytelenek vagyunk a földi élővilágot sújtó hatodik kihalási hullámként értelmezni. Hogy a ma élő ember „csak” tanúja és előidézője, vagy elszenvedője is e folyamatnak, az még nem nyilvánvaló, a múltbéli és jelenlegi krízisek megértése és párhuzamba állítása azonban iránytűt adhat számunkra a jövőhöz.

Cikkem eredetileg a Hatodik hullám c. rovat nyitócikkeként az Élet és Tudomány 2019/27. számában jelent meg.