Van egy apró probléma: az evolúció sosem áll meg. Képzeljük el, hogy muslicák, azaz gyümölcslegyek vagyunk a nemes Drosophila melanogasterek fajából. Vidáman repkedünk egyik rothadó gyümölcsről a másikra, szívogatjuk az erjedő cukros levet. Aztán egyszerre üveg borul ránk, kémcsőbe kerülünk, egy laboratóriumba szállítanak minket, amely a továbbiakban otthonunkul szolgál.
Steril körülmények, csíramentes élet
Az élet egy üvegben vagy ketrecben persze már nem olyan, mint amikor szabadon szárnyaltunk.
A természetben például a gyümölcslegyek kedvük szerint szaporodhatnak életük végéig, azaz nagyjából nyolcvannapos korukig.
A kísérletek során azonban sokszor nem reprodukálódhatnak, legfeljebb csak a bábból való kibújást követő öt-hat napig. Ráadásul
a vizsgálatok kedvéért sokszor még csak nem is maguk választhatják meg a párjukat: nem ritkán éppen közeli rokonaikkal kell párosodniuk. És mindennek tetejébe még a táplálék sem ugyanaz Ellenben a fertőző betegségek ritkák, ragadozók pedig egyáltalán nem leselkednek rájuk. Egyszóval a mindennapi élet nehézségei átalakulnak, azok a tulajdonságok, amelyek Odakint előnyöket biztosítottak, Idebent már nem állnak rendelkezésre. Ugyanakkor azok a jellemzők, amelyek a szabadban nem ritkán halálos hátrányt okoztak, a kémcsőben akár segíthetnek is a túlélésben.
Ha például a laboratóriumban az idősebb muslicák nem szaporodhatnak, akkor a kései életszakaszban a peterakás képessége szükségtelenné is válik, így semmi sem állíthatja meg azoknak a mutánsoknak a túlélését, amelyek már nem is rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal. Sőt ilyen körülmények között éppen hogy előnyt jelent a minél korábban kialakuló szaporodóképesség, hiszen a fiatalon legtermékenyebb állatok esélyesebbek a legtöbb utód létrehozására.
A mesterséges körülmények között nevelt élőlények evolúciós pályagörbéje tehát módosul, néhány generáció után a fogságban tartott életformák már különbözni fognak a szabadon élő rokonokétól.
Általánosságban a Drosophilák rövidebb életciklussal bírnak a laboratóriumban, mint szabadon élő társaik, kevésbé lesznek képesek olyan nehézségekkel megküzdeni, mint az éhezés és a kiszáradás. Szaporodási mintázatuk is átalakul. Ahogy elvárható, a nőstények fiatalon sokkal termékenyebbek lesznek, mint később.
Előny itt, labor ott
Természetesen a laboratóriumi evolúció nem csak a muslicára igaz- hangsúlyozza a The New York Times véleményblogjában ismertetett értekezés szerzője.
A Nasonia vitripennis nevű aprócska parazita darázs fogságban tartott kolóniákból származó nőstényei sokkal hajlamosabbak a promiszkuitásra, mint vad társaik. A földközi-tengeri gyümölcslégy (Ceratitis capitata) laboratóriumi nőstényei kevésbé válogatósak a
párválasztáskor, a hímek szexuális jellemzői pedig megváltoznak. A vadon élő nőstények a laboratóriumi hímeket nem találják annyira
vonzónak, mint a szabadon élőket. Hasonló gondokkal küzdenek a mexikói Anastrepha ludens légyfaj kísérleti és szabad példányai is.
A „laborevolúció” jelensége a magasabb rendű fajokban is megmutatkozik. Az egerek – a szabadon élőkkel összehasonlítva – nagyobbak, tanulékonyabbak, korábban érnek, de fiatalabban halnak. Ezeknek a tulajdonságoknak a némelyike igen hamar megjelenik: egytanulmány szerint az idősebb állatok szaporodóképességének hanyatlásához már 10 generáció elegendő.
Érdekes módon a laboratóriumi egerek telomérjei is hosszabbak. A telomérek a DNS-láncok végén található, konkrét tulajdonságokat nem befolyásoló szakaszok, a szakemberek szerint az öregedésben és a rákos folyamatok kialakulásában játszanak szerepet. Mivel senki sem tenyésztett egereket kifejezetten a telomérhossz növelése érdekében,ennek a tulajdonságnak valamiképpen a steril körülmények közötti létből kell következnie. De hogy vajon miképpen, az egyelőre nem világos. Az egyik lehetőség a beltenyészet – a kísérleti egerek bizony jórészt ilyen almokból származnak. Ezt támasztja alá a fehérlábú egerek (Peromyscus leucopus) körében végzett tanulmány,amely szerint ha az állatok beltenyészetben szaporodnak, akkor kevesebb mint harminc nemzedék után a telomérek egyértelműen hosszabbakká válnak. Ennek okára azonban ez a kutatás sem talált választ.
Rácsok mögött szabadon, vagy szabadságban bezárva
Mindez igen érdekes, de fontos-e egyáltalán?
Attól függ. Például bizonyos laboratóriumi vizsgálatok esetében teljesen lényegtelen, hogy a kísérleti példányok némiképp különböznek vad rokonaiktól. Más esetekben azonban nem is kevéssé fontos.
A laborhoz – vagy általánosabban szólva a fogsághoz – való alkalmazkodás nehézségeket okoz, ha az élőlényeknek később a természetes környezetükben kell élniük. Ez komoly figyelmeztetés a veszélyeztetett fajok megmentésének vagy bizonyos fertőzések megfékezésének érdekében indított programok számára. Ilyen intézkedések segítették megmenteni a kihalástól például a kaliforniai kondort, ám nem minden fajmegmentési művelet végződik sikeresen. Ennek egyik oka lehet a fogságban bekövetkező genetikai módosulás.
A fertőzések elleni kontrollprogramok hasonlóképpen zajlanak. A „sterilizált hím”-technika alapján a hímeket fogságban nevelik fertőzésmentes környezetben, majd szabadon engedik őket, hogy a vadon élő nőstényekkel párosodjanak. Ehhez azonban nélkülözhetetlen,
hogy a nőstények vonzónak találják a fogságból szabadult hímeket. Csakhogy ez – miként bebizonyosodott – gyakran nincs így.
A másik nagy problématerület az öregedéssel és az azzal összefüggő betegségekkel kapcsolatos kutatásoké. Ugyanis félrevezető lehet a laboratóriumi populációkon végzett kísérletek eredménye, amely azt sugallja, hogy milyen egyszerű meghosszabbítani az életet. Mivel a fogságban tartott életformák élete természetellenesen rövidül, nem sok új információval szolgál, ha rájövünk, miképpen tarthatjuk mégis hosszabb ideig életben őket – elvégre egyszerűen csak visszafordítjuk a természetellenes rövidülés folyamatát.
Ez a tapasztalat egészen oda vezetett, hogy számos tudós eleve „gyanús kiindulási anyagként” értékeli a több generáció óta mesterséges körülmények között nevelt kísérleti organizmusokat az öregedés megértésének érdekében végzett kutatásokban, és azon a borúlátó véleményen van, hogy a fogságban nevelt rágcsálók teljességgel alkalmatlanok az emlősök öregedésével összefüggő genetikai és fiziológiai folyamatok elemzéséhez.
Vagyis néhány esetben minél vadabb az „anyag”, annál jobb.
Megjegyzés: A cikkben emlegetett gyümölcslegyek- bármilyen furcsa is- kedvelt laboratóriumi állatok. És igen, még az életük hosszabbításáról szóló kísérleteket is lehet olvasni tudományos folyóiratokban. A laboratóriumi egerekről pedig nem kell sok szót ejtenem, hiszen nagyon sok kísérletet végeznek rajtuk.