Meglepő hasonlóság a denevérek és a delfinek hangradarjában

A fogas cetek és a denevérek egy része az emberi fül által nem érzékelhető, magas frekvenciájú csettegéseket és csiripelő hangokat használ tájékozódásra és a zsákmány betájolására. Ezek az állatok rendkívül kifinomult hallásukkal érzékelik a közelükben lévő tárgyakról visszaverődött hanghullámokat. Ez a képesség függetlenül fejlődött ki a két csoportban az evolúció folyamán, ezért joggal feltételeznénk, hogy a háttérben álló molekuláris mechanizmusok is eltérnek. A legújabb kutatások szerint azonban nem ez a helyzet.

Denevérek echolokációja

Az evolúciós folyamatok egyik viszonylag gyakori jelensége az úgynevezett konvergens evolúció, amikor különböző állatcsoportokban hasonló jellemzők fejlődnek ki, egymástól függetlenül. Ilyen például az elefánt és a rozmár agyara, de ilyen a denevérek és a fogas cetek echolokációs tájékozódási és zsákmányszerző rendszere. A szakemberek között általánosan elfogadott nézet, hogy ezeknek a konvergens bélyegeknek a zöme eltérő gének vagy eltérő mutációk révén jön létre.

Most két kutatócsoport is arról számol be a Current Biology szakfolyóirat legújabb számában, hogy a delfinek és a denevérek echolokációs rendszerének molekuláris háttere - legalábbis részben - ugyanaz. Mindkét állatcsoportban a presztin nevű fehérjét kódoló gén azonos mutációi játszanak szerepet a nagyfrekvenciás hangok hallásának felerősítésében. A presztin fehérje a fül csigájának szőrsejtjeiben található, amelyek a hanghullámok mozgási energiáját alakítják elektromos jelekké.

A kutatók több mint 25 emlősnél - köztük disznónál, kutyánál, macskánál, egérnél, több denevérfajnál és a palackorrú delfinnél - vizsgálták meg, hogyan változott (mutálódott) a presztin génje az evolúció folyamán. Azt tapasztalták, hogy ha a gén mutációi alapján elkészítik a presztin "molekuláris törzsfáját", akkor a denevérek és a delfinek közvetlenül egymás mellé kerülnek (azaz e két csoport presztin génje hasonlít a legjobban egymáshoz). Ez azt jelenti, hogy a konvergens evolúció miatt a hallás tekintetében a két csoport közelebb került egymáshoz, mint a ténylegesen rokon állatcsoportokhoz.

Természetesen az echolokációs mechanizmus egészét nézve a delfinek és a denevérek között igen nagyok a különbségek, mondja Jianzhi Zhang (Csiancse Csang), a Michigani Egyetem kutatója, az egyik kutatócsoport vezetője. A denevérek például csak maximum 3 méteres távolságra tudják használni a visszhanglokátorukat, a delfinek meg akár 100 méternyire is. Még lényegesebb, hogy a hang a vízben körülbelül ötször olyan gyorsan terjed, mint a levegőben, így az információ is sokkal hamarabb visszajut a delfinekhez, mint a denevérekhez. A jelentős különbségek ellenére a kutatások eredményei arra utalnak, hogy a denevérek és a delfinek echolokációjának nagyfrekvenciás érzékenységében és szelektivitásában alapvető szerepet játszik a presztin fehérje közös molekuláris felépítése.