tudományos hír

Kép

Fontos érzéküket veszíthetik el a halak

A szárazföldi élőlények a légnemű anyagokat szaglással, az oldott anyagokat pedig ízleléssel érzékelik, a halak azonban a szaganyagokkal is oldott állapotban találkoznak. Szaglásuk az orrtájékon elhelyezkedő páros szaglógödör csillószőrős érzéksejtjeinek megfelelő működésén múlik, melyekkel egyes szaganyagokat már igen kis koncentrációban és nagyobb távolságból is megérezhetnek.

A halak életében ez a képesség létfontosságú, hiszen szaglásuk segítségével keresnek táplálékot, jellegzetes szaganyagok alapján azonosítják fajtársaikat és kerülik el a ragadozókat, de így védik élőhelyüket és így találnak megfelelő ívóhelyeket is.

Egy közelmúltban megjelent tanulmány szerzői először tették fel a kérdést, hogy vajon a világtengerek folyamatosan növekvő savasodása befolyásolhatja-e ezt a halak számára oly fontos képességet. A kérdés megválaszolása érdekében a kutatók fiatal farkassügérek (Dicentrarchus labrax) viselkedésváltozásait figyelték és hasonlították össze a mai és a század végére jósolt szén-dioxid szint mellett. A vizsgált halak a savasabb vizekben gyakran mutatták a szorongás jeleit, kevesebbet úsztak, emellett pedig jóval kevésbé reagáltak a ragadozók közeledtét jelző szagok megjelenésekor. A változásokat idegrendszeri szinten és a szaglásért felelős gének szintjén egyaránt tetten érték. A jelenség hátterében az állhat, hogy az illatmolekulák savasabb közegben máshogy érintkezhetnek a halak szaglóreceptoraival, ami csökkenti a különböző szagingerek megkülönböztetésének lehetőségét.

A század végére tehát várhatóan sokat romlik majd a pikkelyesek szagérzékelése, ami túlélésüket tekintve jelentős veszélyekkel járhat. A most feltárt probléma ráadásul nagy valószínűséggel más fajokat is érint majd.

Porteus et al. (2018) Near-future CO2 levels impair the olfactory system of a marine fish. Nature Climate Change 8 737-743., Harka-Sallai (2007) Magyarország halfaunája. Kép: Wikimedia Commons.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Bagolyhallás

A kor előrehaladtával, egyes fertőzések miatt, vagy a jelentős háttérzaj következtében gyakran alakul ki nagyothallás, melynek tünetei a magasabb frekvenciájú hangok esetében rendszerint előbb jelentkeznek és súlyosabbak is. Mindez az emlősök, így az ember esetében is az öregedés természetes velejárója, a folyamat hátterében pedig többek között a belső fülben lévő több ezer érzékelő szőrsejt idő múlásával jelentkező károsodása, elhalása áll. A madarak esetében azonban más a helyzet. Német kutatók egy most közzétett tanulmányban 2 évnél fiatalabb és 13 évnél idősebb gyöngybaglyok hallását vizsgálták. A visszhangmentes süketszobában végzett kísérletek során a fogságban tartott gyöngybaglyokat két korcsoportba osztották, majd minden madárnak megtanították, hogy hangjelzés után repüljön fel egy ülőágra. A feladat sikeres elvégzése után a gyöngybaglyok jutalomfalatokat kaptak. A fiatal és idős madarak egyaránt jól teljesítettek a teszteken, ami egyértelműen azt mutatja, hogy a gyöngybaglyok hallása időskorban sem romlik. A jelenség nem egyedi a madarak körében, a kutatók ugyanis korábban a seregélyek hallása esetén is hasonló eredményre jutottak. Mindez azzal magyarázható, hogy míg az emberi fül, hallásért felelős, szőrsejtjei nem képesek regenerálódásra, addig a madaraké újranőhet. A további vizsgálati eredmények közelebb vihetnek az időskori halláskárosodás gyógymódjának megtalálásához is.

Krumm et al. (2017) Barn owls have ageless ears. Proceedings of the Royal Society B – Biological Sciences 284 (1863) doi: 10.1098/rspb.2017.1584.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Elterelő fényművelet

Az éjszakai világítás terjedése számos állatfaj természetes viselkedésére is hat, ám a folyamat részleteit egyelőre csupán néhányuk esetében sikerült feltárni. A fényszennyezésnek nyilvánvaló hatása van például a denevérek életére, akik számára igazi lakomát jelent az éjszakai rovarok lámpák közeli tömeges jelenléte, már ha megtalálják… Éjszakai kirepülésük időpontja ugyanis jelentősen megváltozott, mióta rendszeres gyakorlattá vált a számukra lakóhelyet jelentő kastélyok és templomok tartós éjszakai kivilágítása. A fényárban élő denevérek sok esetben csak zavartan kavarognak az épületek belsejében, az érzékenyebb fajok pedig akár egészen a világítás megszűntéig szálláshelyükön maradhatnak. Márpedig a lecsökkent táplálkozási idő a populáció túlélését tekintve súlyos következményekkel járhat.

A fényszennyezés az éjjel aktív kétéltűek és beporzó rovarok viselkedésére is hatással van. A kivilágított élőhelyeken élő békák némelyike például kevesebbszer hallatja párválasztáskor használt hívó hangját, mint sötét élőhelyen élő társai; a fényárban úszó rétek beporzásra váró növényeit pedig 62 százalékkal kevesebb rovar látogatja, ami egyúttal alacsonyabb terméshozamot is jelent a természetes éjszakai sötétségben fejlődő növényekéhez képest.

Knop et al. (2017) Artificial light at night as a new threat to pollination. Nature 548 206–209., Boldogh et al. (2007) The effects of the illumination of buildings on house-dwelling bats and its conservation consequences. Acta Chiropterologica 9 (2) 527–534. Fotó: Potyó Imre

Még több érdekesség A Földgömb 2015/12. számában és itt olvasható.

Kép

Időutazó biológusok

A klímaváltozás élővilágra gyakorolt hatásait korábban csak néhány kiválasztott faj esetében, és csupán rövid ideig vizsgálták. Bár az így kapott eredményekből igazi kihívás teljes közösségekre vonatkozó megállapításokat tenni, a kutatók már e rövidtávú vizsgálatok alapján is előrevetítették a halak biológiai sokféleségének jövőben várható csökkenését. Az erre vonatkozó közvetlen bizonyítékokat azonban csak a közelmúltban sikerült megtalálni.

Ivan Nagelkerken és kollégái kiváló ötlettel álltak elő: az új-zélandi White-sziget partjai mentén olyan természetes laboratóriumban végeztek megfigyeléseket, ahol az évszázad végére az óceánok felszínén várhatóhoz egészen hasonló körülmények uralkodnak a vulkáni kigőzölgések aktív működése miatt. A kísérleti helyszín azért is optimális, mert a víz kémhatása a kigőzölgésektől körülbelül 25 méterre már hasonló az óceánokban ma jellemző értékekhez. A kutatók tehát a három éven át tartó munka során jól összehasonlítható adatokat gyűjthettek, hiszen a napjainkban jellemző és a jövőben várhatóan kialakuló életközösségek itt lényegében egymás mellett élnek.

A kétféle sekélytengeri környezet összehasonlítása alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a ma jellemző kiterjedt barnamoszaterdő az óceán elsavasodása miatt gyepszerű élőhellyé fog változni, ami magával hozza majd a biológiai sokféleség csökkenését is. A kevésbé agresszív, ritkább fajok eltűnhetnek, a csótányok és patkányok tengeri megfelelőinek számító „gyomhalak” populációja pedig várhatóan megduplázódik majd. Ezek egyedszámát alapesetben kordában tartanák a közepes méretű ragadozók, ám várhatóan utóbbiak is eltűnnek majd ezekről az élőhelyekről.

Nagelkerken et al. (2017) Species Interactions Drive Fish Biodiversity Loss in a High-CO2 World. Current Biology 27: 2177–2184. (Fotó: NOAA)

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Nagy tojásmustra

A tojás szó hallatán feltehetően mindenkinek a hétköznapi ember által leggyakrabban látott tyúktojás ugrik be, pedig a madarak meszes héjú tojásai egészen sokfélék lehetnek: a baglyoké például gömbölyű, a szalonkaféléké pedig kúpszerű. Bár bőven akad ezek közé eső átmenet is, a különböző tojásformák esetleges funkcióit mindeddig csak kétes hipotézisek latolgatták. Az egyik ilyen szerint például a sziklaszirteken fészkelő madarak azért raknak kúpszerű tojásokat, mert azok nehezebben pottyanhatnak a mélybe. A régóta tartó szakmai vitát most egy nemzetközi kutatógárda tagjai tisztázták, akik soha nem látott részletességgel vizsgálták meg 1400 madárfaj 49 ezer tojásának alaki sajátosságait.

Első lépésként a tojások aszimmetriáját és elliptikusságát számszerűsítették, majd összefüggéseket kerestek a kapott értékek és az adott madárfajra jellemző olyan tulajdonságok között, mint a felnőtt madár testtömege és tápláléka, a fészekalj mérete (egy időben lerakott tojások száma), a fészek jellemzői, a fészkelőhely földrajzi adottságai (hőmérséklet, átlagos csapadék, földrajzi szélesség), a tojásból kikelő fióka fejlettsége (fészeklakó, fészekhagyó) és a felnőtt egyed repülési képessége. Az összehasonlító vizsgálat 1209 madárfaj esetében molekuláris genetikai adatokra is kiterjedt, melynek eredményei szerint a tojásalak egyáltalán nem függ össze a madarak törzsfejlődésével.

A tojások alaki sokfélesége ugyanakkor nem a véletlen műve,

hanem sokkal inkább a madarak életmódjának, pontosabban repülési képességének eltéréseihez köthető. Az áramvonalas testű, jó repülő madarak tojásai ugyanis rendre elliptikusak és aszimmetrikusak voltak. A kutatók szerint az elliptikus, aszimmetrikus alak a tojás szélességének növelése nélkül teheti lehetővé a madár számára a tojásmennyiség maximalizálását, amely a szűkebb petevezetékkel rendelkező, kiválóan repülő szárnyasok esetében különösen előnyös lehet. Bár a kolibri és az albatrosz merőben különbözik egymástól, tojásaik azért lehetnek mégis hasonlóak, mert egyaránt kiváló levegőakrobaták.

Stoddard et al. (2017) Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science 356 (6344) 1249-1254.

Még több érdekesség “Madarat tojásáról” című cikkemben, az Élet és Tudomány 2017/28. számában olvasható.

Kép

Ártalmatlannak hitt anyag bontja az ózont

A diklór-metánt (CH2Cl2) túlnyomórészt festékek oldószereként, illetve a gyógyszergyártás során használják fel, és mivel ipari alkalmazása 2004 és 2014 között lényegében megduplázódott, mára nagyjából évi 1 millió köbméter kerül belőle a levegőbe. Az ózonrétegre gyakorolt hatásait azonban még nem vizsgálták, a korábbi vélekedés szerint ugyanis ez az anyag a körülbelül 5 hónapos légköri tartózkodási ideje alatt fel sem juthat a sztratoszférába. Nemrég azonban világossá vált, hogy a diklór-metánhoz hasonló, nagyon rövid tartózkodású idejű, természetes vagy antropogén eredetű anyagok mégiscsak jelen vannak a sztratoszféra alacsonyabb rétegeiben, az új légköri modellek pedig ózonbontásban játszott szerepüket is kimutatták. A diklór-metán ily módon a 2010 nyarán eltűnt ózon 1,5 százalékáért, a 2016 nyarán eltűntnek pedig 3 százalékáért tehető felelőssé.

Az anyag jelenlegi és jövőben várható légköri hatásait több lehetséges forgatókönyv alapján is modellezték. Az 1-es szerint az anyag ipari felhasználása a 2004–2014 közti évekhez hasonló mértékben nő tovább (2,85 ppt/év; ppt: billiomod rész), a 2-es szerint a növekedés üteme a 2012–2014 közöttinek felel majd meg (6,1 ppt/év), a 3-as szerint pedig nem várható további növekedés. Az eredmények szerint az Antarktisz feletti ózonréteg eredetileg 2065-re datált teljes újjáépülése a diklór-metán felhasználás mértékének függvényében 5–30 évvel, akár 2100 utánra is eltolódhat. Fentiek alapján az ózonkárosító anyagok kibocsátásának korlátozására 1987-ben életre hívott Montreali Jegyzőkönyvet a nagyon rövid tartózkodási idejű anyagokra, így a diklór-metánra is ki kellene terjeszteni.

Hossaini et al. (2017) The increasing threat to stratospheric ozone from dichloromethane. Nature Communications 8 article no. 15962. (Kép: Fig.7a Ha a diklór-metán ipari kibocsátása az elmúlt évtizedhez hasonlóan nő, akkor 2060-ra ~15 Dobson-egységnyi ózoncsökkenést idéz majd elő a Déli-sark felett)

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Gyíkbélvizit

Bár a klímaváltozás biológiai sokféleségre és ökológiai hálózatokra kifejtett hatásairól már számtalan tanulmány készült, a baktériumközösségek melegedés miatt várható változásai eddig jórészt ismeretlen területnek számítottak. Egy kutatócsoport most utánajárt, hogy a klímamodellek alapján valószínűsített melegedés hatására változhat-e a hazánkban is előforduló elevenszülő gyíkok emésztőrendszerében élő baktériumok mennyisége és összetétele. A kísérletek során 241 legalább egyéves és 365 fiatalabb hím és nőstény állatot kilenc egyforma területre osztottak szét kor és nem szerint egyenletesen, ahol egy éven át tartották őket. A kísérleti területek minden szempontból utánozták a gyíkok természetes környezetét, ugyanakkor a kutatók az ottani hőmérsékletet tetszés szerint szabályozhatták. A kilenc szektorból háromban a napjainkban átlagos helyi klímát, háromban egy átmeneti klímát (+2 °C), a maradék háromban pedig meleg klímát (+3 °C) utánoztak három hónapon át, az év többi részében pedig mind a kilenc szektort a helyi klíma uralta. A kísérleti év lejártával visszagyűjtötték az életben maradt 92 felnőtt és 73 egyéves egyedet, majd mindegyikük bélrendszerében beazonosították az emésztésért felelős baktériumokat. Az eredmények aggodalomra adnak okot: az elevenszülő gyíkok emésztőrendszerében élő és az emésztéshez nélkülözhetetlen baktériumok sokfélesége már e viszonylag kis hőmérsékletnövekedés hatására is 34 %-kal csökkent, ami hatást gyakorol a gazdaszervezetek túlélési esélyeire is.

Bestion et al. (2017) Climate warming reduces gut microbiota diversity in a vertebrate ectotherm. Nature Ecology & Evolution 1 article no. 0161. Kép: themetatron.weebly.com.

Még több érdekesség “Gyíkbaj nem jár egyedül” című cikkemben, az Élet és Tudomány 2017/25. számában olvasható.