Halak vizsgálatával kutatja az evolúciót az ELTE

A légzés evolúcióját fogják vizsgálni egy nem mindennapi halfaj segítségével.

– A Human Frontier Science Program (HFSP) pályázatán összesen 1,2 millió dolláros, vagyis több mint 440 millió forintos kutatási támogatást nyert Varga Máté vezetésével az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE), a cseh Masaryk Egyetem és a japán Fukui Egyetem kutatóiból álló nemzetközi konzorcium – közölte az ELTE. A HFSP által támogatott, három évre szóló projekt célja egyes halfajok egyedi légzési stratégiáinak vizsgálata, a kutatás során elsősorban a paradicsomhalakra (Macropodus opercularis) fókuszálnak.

Zebrahal (Forrás: wikipédia)

Evolúciós fejlődést tárnának fel

Ahogy a közleményben Varga Máté, az ELTE Biológiai Intézetének docense rámutatott: a köztudatban úgy él, hogy a halak kopoltyúval légző lények. Valójában több olyan csoportjuk létezik, amelyik légköri levegőt használ, egy ilyen csoportból fejlődtek ki a szárazföldi gerincesek. Az oxigénben szegény vizekben élő paradicsomhalaknak egy sajátos légzőszerve alakult ki, a labirintusszerv.

A HFSP támogatásával szeretnék feltárni azokat a fejlődési útvonalakat, amelyek ennek a különleges evolúciós újításnak a kialakításában játszanak szerepet. 

Így a kutatás azt is segíthet megérteni, hogyan alkalmazkodnak egyes fajok evolúciós időskálán a szélsőséges körülményekhez – mutatott rá.

Az elismert kutatókból álló nemzetközi bírálóbizottság szigorú, többlépcsős értékelését követően a HFSP kuratóriuma évi 400 ezer dollár támogatást hagyott jóvá három évre a csapat számára. A kutatás három csoport nemzetközi együttműködésében valósul meg: Peter Fabian brnói csapata felelős a labirintusszerv sejtszintű jellemzéséért, az ELTE Genetikai Tanszékén Varga Máté csoportja végzi a genetikai és fejlődésbiológiai vizsgálatokat, illetve Fukuiban Onai Takajuki csoportja a projekt evolúcióbiológiai vonatkozásaira összpontosít.

Mitől különleges a paradicsomhal?

Korábbi kutatások alapján ismert, hogy a paradicsomhal kezdetben kopoltyúkat növeszt, mint bármely más halfaj egyede, később azonban az első pár kopoltyúból kifejlődik különleges labirintusszerve, amellyel a levegőt is fel tudja már használni. Ha ez a szerv nem működik, vagy eltávolítják, a hal végül elpusztul, vagyis létfontosságú számára a légköri oxigén felvétele.

Ez a modell alkalmas lehet annak tanulmányozására is, hogy a környezeti ingerek hogyan módosítják a génexpressziót az egyedfejlődési folyamatok befolyásolására

– mutatott rá Varga Máté.

Felnőtt halak megfigyelésével a kutatók összehasonlíthatják a labirintusszerv egyedfejlődésének folyamatát a biológiai kutatásokban gyakran használt zebrahal (Danio rerio) kopoltyúfejlődésével. További kísérletekben a kutatók azt is vizsgálni fogják, hogy a paradicsomhalak genomjának bizonyos részleteit bejuttatva zebrahalba – egy olyan fajba, amelyből hiányzik ez a szerv – kifejlődik-e egy hasonló struktúra. – Ez a megközelítés segíthet abban, hogy jobban megértsük, milyen mechanizmusok állnak ennek az egyedülálló légzőszervnek a kialakulása mögött – összegzi Peter Fabian, a Masaryk Egyetem munkatársa.

Az együttműködést is segíti

Az evolúciós folyamatok megértésének fejlesztésén túl ez a projekt elősegíti a két kontinens vezető laboratóriumai közötti együttműködést. 

A támogatás új kutatócsoportok létrehozását, laboratóriumi fejlesztéseket, szimpóziumok szervezését és a résztvevő intézmények közötti tudóscseréket is segíti.

A HFSP Program az alapkutatás egyik legrangosabb támogatási formája, ahol csupán a beérkezett pályázatok körülbelül négy százalékát díjazzák. A HFSP megalapítása óta magyar kutatók csak néhány esetben nyerték el a szervezet támogatását és ez az első Program Grant, amelyet magyar kutató által vezetett konzorciumnak ítéltek oda. Az ELTE-s kutatók közül 2006-ban Derényi Imre (Fizikai Intézet, Biológiai Fizika Tanszék), 2010-ben pedig Kovács Mihály (Biológiai Intézet, Biokémiai Tanszék) nyert HFSP Early Career Research Grant támogatást – írták a közleményben.

Borítókép: Kínai paradicsomhal (Fotó: Elte.hu)