Hírek

Kapocs a fizika és az evolúció között

Egy nemzetközi kutatócsoport új elméleti keretet fejlesztett ki annak megértéséhez, hogyan jelenik meg a természetben az evolúció és a komplexitás. Ez az „Összeállításelméletről” (Assembly Theory) szóló új munka a Nature-ben jelent meg október 4-én.

Amint azt Czégel Dániel, a cikk társszerzője, az Arizonai Állami Egyetem és az Ökológiai Kutatóközpont Evolúciótudományi Intézetének munkatársa kifejtette: a fizikának, a kémiának, a biológiának mind megvan a saját nyelve, de ezek szinte teljesen érthetetlenek egymás számára, mintha a Bábel utáni napokban lennénk. Ez nagyon megnehezíti a köztük lévő átmenet tanulmányozását. Valami olyasmire van szükségünk, mint a középkori kikötővárosok lingua francája, hogy áthidaljuk a kultúrákat és a nyelveket.

De a lingua francák gyakran új, önálló nyelvek kiindulópontjai. Az összeállításelmélet nem fizika, kémia, vagy biológia, hanem egy új matematikai nyelv, amely történetfüggő rendszereket ír le, amelyekben a jelenlegi formák létezését erősen meghatározzák a múltban létezők, mint például a biológiai vagy technológiai evolúció termékei. Kiderült, hogy az ilyen összetett objektumok koordinátarendszere nem olyan, mint a fizika koordinátarendszere, hanem inkább egy kombinatorika és rekurzivitás által meghatározott tér. A legkülönösebb talán az, hogy egy objektum nem egy pont, hanem egy ok-okozati lánc, a tárgy keletkezésének története. Ráadásul nem a valódi története, hanem egy kitalált történet, akár egy eredetmítosz, amely azonban matematikailag meghatározott az „összeállítási univerzum” szabályai szerint.

Ha az objektumokat saját eredettörténetükként kezeljük, beszélni tudunk az összes objektum történetének szövevényes hálójáról, és tudunk mérni olyan mennyiségeket, mint a szelekció mértéke és a történetfüggőség, amely a megfigyelt objektumok létezését okozta. Kicsit olyan, mint a kvantumfizika részecske-hullám kettőssége összetett objektumok esetében: néha jobb őket háromdimenziós struktúráknak, néha pedig egymással összefüggő keletkezéstörténetnek tekinteni. Ennek a koordináta-rendszernek a nyelvét kell beszélnünk, ha feltételezzük, hogy az élet, amelyet a laboratóriumban szeretnénk létrehozni, vagy az élet a világegyetem más részein kémiailag különbözik miénktől.”

 

További megjelenések a témában:

Nyomtatott sajtó:
Magyar Narancs - Evolúció - 2023-11-02 (7. oldal)

Média

Van-e bármi értelme a menstruáció alatti szenvedésnek?

A természetben semmi nem véletlen, mégsem ismert, hogy lenne bármilyen evolúciós célja, indoka a menstruációt kísérő gyakori testi és lelki megpróbáltatásoknak. A fordítottjának viszont annál inkább, és az állatvilágban különlegesnek számít, hogy a nők még sokáig élhetnek azután, hogy a fogamzóképességüket elvesztették.

A havi rendszerességgel jelentkező menstruáció vagy menzesz (mindkettő a latin hónap szóból származik) minden termékeny korban lévő nőt érint. A vér távozása önmagában megnehezíti ilyenkor a mindennapokat, de egyes kísérőjelenségek kifejezetten komoly szenvedést okozhatnak: fájdalmak, görcsök, a lelkiállapot ingadozása, ingerlékenység – a sort hosszan és akár egyénre szabva folytathatnánk. Egyesek viszonylag könnyen túl vannak rajta, míg mások pokoli napokat élnek át, akár orvosi segítségre is szükségük lehet.
Ami a férfitársadalom hozzáállását illeti, a XXI. század e téren is változásokat indított el, de a történelem során nemhogy megértést nem tanúsított a nők iránt, még meg is bélyegezte az érintetteket. A középkor – részben épp a menstruáció okán – alsóbbrendű lénynek tekintette a nőt, teljesen indokoltnak tartotta az „asszonyállat” kifejezést, ami persze a gyakorlatban azért árnyaltabban jelent meg. A felvilágosodással csupán annyiban változott a helyzet, hogy megpróbálták tudományos érvekkel alátámasztani a megkülönböztetést. A menzesszel járó hangulatingadozás például hivatkozási alap volt arra, hogy a nők nem tudnak magukon uralkodni, ezért nem valók józanságot, higgadtságot igénylő pályákra – itt írtunk erről részletesen.
Laikusként felmerül, hogy a testi és lelki megpróbáltatások hátterében kell lennie valamilyen evolúciós célnak, indoknak, hiszen a természetben semmi nem véletlen. Talán épp a fájdalom, az ingerlékenység „segít” távol tartani a hím egyedet, hiszen ilyenkor a nászból úgysem születne utód? Az igazság viszont az, hogy nem tudunk ilyesmiről. Az viszont tény, hogy az ember azon néhány emlősfaj közé tartozik, amelynek nő ivarú tagjai még sokáig élhetnek azután, hogy a fogamzóképességüket elvesztették. És ez már nem véletlen.

A menstruációval járó tünetek okáról és a témához kapcsolódó evolúciós háttérről dr. Várnagy Ákos szülész-nőgyógyász szakorvost és Dr. Scheuring István evolúcióbiológust kérdeztük.

A hormonok „gonosz” játéka

A női ciklus során nagyon leegyszerűsítve a méhnyálkahártya megvastagszik, felkészül a megtermékenyített petesejt befogadására, miközben nagyjából a folyamat félidejében az érett petesejt kilökődik a tüszőből. Ha a megtermékenyítés nem következik be, akkor a méhnyálkahártya leválik a méhfalról, és vérzés kíséretében – a petesejttel együtt – távozik a szervezetből. A folyamat átlag 28 naponta ismétlődik, egészséges határértékeknek a 21–35 nap elfogadott.
Mindezt nagyon bonyolult hormonális folyamatok szabályozzák, a főszerepet az ösztrogén és a progeszteron játssza. A ciklus végére a női hormonok szintjének esése váltja ki a méhnyálka leválását, és

ez a hormonszintesés felelős az összes, egyébként szubjektív, azaz mindenkinél változó sokaságú és intenzitású tünet megjelenéséért

– mondja a 24.hu-nak Várnagy Ákos, a Pécsi Tudományegyetem Klinikai Központ Szülészeti és Nőgyógyászati Klinika szülész-nőgyógyász szakorvosa.
Olyan hormonok irányította, természetes folyamatokról van tehát szó, amelyek ezekkel a hatásokkal járnak, vagy megfordítva: a hormonszint bármilyen egyéb okból történő megváltozása hasonló tüneteket produkálhat. Ide vágó példa a menopauzát megelőző, drasztikus hormonszintcsökkenéssel járó időszak, a klimax kísérőtünetei, amelyek változó mértékben, de minden nőt érintenek. A menstruációval járó fájdalmak és pszichés reakciók rendkívül egyénfüggők: a skála egyik végpontján az illetőnek csupán múló kellemetlenséget okoznak, a másikon viszont komolyan befolyásolhatják az életminőséget, akár a munkavégzést is.

Miért tesz ilyet a természet?

Ha már így adatott, jó lenne legalább azt érteni, hogy miért? Miért társított az evolúció ennyi kellemetlenséget, sokszor szenvedést egy teljesen természetes, elkerülhetetlen folyamathoz? Az őszinte válasz az, hogy nem tudjuk. Pontosabban:

Nem tudjuk, van-e evolúciós szerepe a hormonszint változásához kötődő tüneteknek, de jelen ismereteink szerint úgy tűnik, hogy nincs. A fordítottja viszont kimutatható

– mondja Scheuring István, az Ökológiai Kutatóközpont tudományos tanácsadója.
A peteéréskor végbemenő hormonális változások okán ugyanis a nőkben fokozódik a szexuális vágy, mi több, vonzóbbá válnak a férfiak számára. Érdekesség, hogy utóbbit egyes szaghormonok is segítik, vagyis hiába nem tudatosul a férfiakban semmilyen szaginger, a nők ilyenkor mégis szó szerint az orruknál fogva vezetik őket.
Rendkívül érdekes mellékszál, miszerint, amennyire nehezen érthető hogy egy sejt távozása a szervezetből miért kapcsolódik össze hangulatingadozásokkal, ingerlékenységgel és fájdalmakkal, evolúciós szempontból ugyanilyen talányos az egyed továbbélése a menopauza után. Hiszen a természetes szelekció a rátermettséget fogja maximalizálni, vagyis azt az energiát, amelyet a nem szaporodó életkorban lévő egyedek életben tartására fordítódik, előnyösebb lenne fiatalabb korban, az életképesség és/vagy a szaporodási siker növelésére fordítani. Ezért van, hogy a legtöbb állatnál a várható élettartam egybeesik a szaporodóképesség megszűnésével is. Nem így az embernél.

A nagymamák a siker zálogai

Tehát bármilyen állatfajról legyen szó, a nőstény egyedek élete is véget ér a termékenységi időszak lezárultával. Kivéve az embert, és még néhány fajt: a gyilkos bálnát, a gömbölyűfejű delfint, illetve némileg vitatott módon a narvált, a belugát és az elefántot – a közös bennük, hogy kiemelkedően intelligens, szoros és bonyolult szociális életet élő lények.
Az ember egészen egyedülálló abban, hogy még bő 20-50 évig „túlél” a menopauza után, a legmodernebb társadalmakban éppúgy, mint a vadászó-gyűjtögető természeti népek körében. Azért, mert az embernél (és az említett delfinfajoknál is) az idősebb nőknek kiemelt szerepük van az utódgondozásban.
Sokkal többről van szó annál, mint hogy mennyit segít a nagyi az unoka felvigyázásával, ha a szülők elfoglaltak. Az afrikai vadonban élő hadza népnél például a száraz évszakban a már nem anyatejen élő, de a teljes önellátásra még képtelen gyerekek túlélési esélyeit az idősebb nők biztosítják: összefogva, komoly munkával egy bizonyos növény (Vigna frutescens) gyökérzetét ássák ki és dolgozzák fel nekik táplálékként.
Egy másik, kiterjedt kutatás történelmi adatokat feldolgozva arra jutott, hogy a múltban több gyerek született, és közülük azok maradtak életben nagyobb eséllyel, akik olyan családban nőttek fel, amelyben élt a nagymama, de már nem születtek saját gyerekei. Az ilyen családokban a szülők újabb gyereket is hamarabb vállaltak.

A nagymamaszerep és az emberré válás

Ez az „unokafenntartó funkció” a szakember szerint jelentősen hozzájárult az emberré válásunkhoz is. A menopauza megjelenésével ugyanis a populáción belül lecsökkent a szaporodóképes nőstények aránya a hímekhez képest – ehhez az is kellett, hogy a férfiak élettartama is nőtt, ők pedig nem veszítik el megtermékenyítő képességüket –, így az emlősök túlnyomó többségével ellentétben az embernél „nőhiány” alakult ki. Ennek következtében egyre értékesebbé vált férfi őseink számára az állandó partner, mivel nem érte meg otthagyni a már megszerzett nőt, mert ugye nagy eséllyel nincs másik szabad hölgy.

Hosszú folyamat volt, de a „nőstény őrzése” okán stabilabb párkapcsolatok alakultak ki, eltűrték egymás közelségét immár hosszú távon is. Az őrzés pedig könnyen válik utódgondozássá, hiszen ilyen szaporodási körülmények között az utód nagy eséllyel az őrző hímtől (férfitől) származik. Ráadásul sok gondoskodást igénylő utódról van szó, tehát nagy haszonnal jár a gondozás, figyelem. Ehhez viszont társas toleranciára és fejlett kommunikációra van szükség.

Monogámabbak és empatikusabbak lettek az elődeink, fejlődött az együttműködésre való hajlamunk és a kommunikációs készségünk, ami az emberré válás egyik sarokköve

– emeli ki az evolúcióbiológus.
E tényezők kulcsfontosságú szerepet játszottak abban, hogy ma a Föld legdominánsabb emlős fajává váltunk, és bármilyen meglepő, de ennek egyik alapja a nagymamaszerep kialakulása volt.

Szerző: Bihari Dániel – 24.hu/Tudomány – 2023-06-11

Hírek

A szántók visszagyepesítése jelentős előnyökkel jár a mezőgazdasági élőhelyekhez kötődő madárfajok számára

Az Ökológiai Kutatóközpont Vízi Ökológiai Intézetének (ÖK VÖI) kutatói legújabb konzervációökológiai kutatásukban Lengyel Szabolcs tudományos tanácsadó vezetésével azt vizsgálták, hogyan befolyásolja a szántók visszagyepesítése a mezei madarak állományait. A Hortobágyi Nemzeti Parkban nagy térbeli léptékű terepi kísérlet keretében gyepesítésen átesett és továbbra is szántóként művelt kontrollterületeken végeztek mintavételt a beavatkozások előtt és után. Az eredmények szerint a mezei madarak fajszáma a kezelt területeken és az extenzív szántókon is jelentősen nőtt, míg az egyedszám és a diverzitás csak a gyepesített területeken növekedett. A szántók végleges visszagyepesítése tehát még az extenzív szántóművelés pozitív hatásainál is jelentősebb előnyökkel jár a mezei madárfajok számára. Az eredményeket bemutató publikáció a Biological Conservation című rangos nemzetközi tudományos szakfolyóiratban jelent meg.

A mezőgazdasági élőhelyekhez kötődő fajok helyzete Európában rendkívül kedvezőtlen. Ennek fő oka a mezőgazdasági művelés intenzívebbé válása (intenzifikációja), melynek következtében a természetes élőhelyek eltűnnek, leromlanak vagy feldarabolódnak, az alacsony intenzitással művelt területek pedig visszaszorulnak. Az intenzív mezőgazdaság a műtrágyák túlhasználata esetén talaj- és vízszennyezéshez vezethet, a rovarirtó szerek a rovarok táplálékbázisának visszaszorulását és eltűnését okozzák. Emellett a fasorok, sövények kivágása, a mezsgyék beszántása fontos élőhelyeket szüntet meg, a nagytáblás intenzív növénytermesztés pedig a tájszerkezet egyveretűvé válásával, homogenizációjával jár. A sivár tájakban csak kevés generalista faj ‒ köztük a dolmányos varjú, szarka, vetési varjú ‒ találja meg számításait, míg a főként rovarevő énekesmadarak eltűnnek. Az alacsony intenzitású mezőgazdasághoz, például a külterjes állattartáshoz alkalmazkodott számos faj az egyre intenzívebbé váló művelés vagy az alacsony intenzitású mezőgazdasági tevékenység felhagyása miatt egyre kevésbé találja meg életfeltételeit, így állományaik fogyatkoznak.
Ez a folyamat már régóta zajlik kontinensünkön, hiszen a mezei madarak állományai 1990 és 2018 között 32 százalékkal csökkentek Európában. A mezei madárfajok helyzete sajnos sokkal rosszabb, mint az erdei vagy a vizes élőhelyekhez kötődő madaraké, a Természetvédelmi Világszövetség (International Union for Conservation of Nature, IUCN) Vörös Listáján fenyegetett státuszba sorolt fajok 55 százaléka ebbe a csoportba tartozik. A fogyatkozás Nyugat-Európában az 1980-as években, a kelet-európai országokban később, a rendszerváltást követően kezdődött, és az EU-csatlakozás környékén felgyorsult.
Az Európai Unió teljes költségvetésének legnagyobb részét, közel egyharmadát a mezőgazdaság támogatására, ennek jelentős részét az intenzifikáció káros hatásainak mérséklésére fordítják az agrár-környezetvédelmi programokban. Ezek sikeressége ennek ellenére kétséges, a mezei madarak indikátor-indexe még Nagy-Britanniában is évi 5 százalékkal csökken, ahol pedig az ilyen típusú támogatások jelentős részét igénybe is veszik.
Az élőhelyek helyreállítása (restaurációja) elvileg ellensúlyozhatja ezt a folyamatot. A helyreállítási projektek nagy része azonban gyakran a növényzet vagy kiemelt növényfajok visszaállítására koncentrál, így az élőhely-restaurációk állatközösségekre gyakorolt hatásai jóval kevésbé ismertek. Európában eddig egyáltalán nem vizsgálták például a gyepek helyreállításának, azaz a szántóterületek végleges visszagyepesítésének hatásait a mezei madarak állományaira.
A mostani vizsgálat célja annak kiderítése volt, hogyan befolyásolja a szántók visszagyepesítése a mezei madarak állományait. A kutatók ennek során nagy térbeli léptékű terepi kísérletet indítottak, melyhez az „előtte-utána-kontroll-hatás” (Before-After-Control-Impact, BACI) kísérleti elrendezést használták. Ez úgy működik, hogy mind a gyepesítésen áteső (kezelt), mind pedig a továbbra is szántóként művelt (kontroll) területeken már a beavatkozások előtt elindul, és utána is folytatódik a mintavétel. Ennek előnye, hogy egyértelműen eldönthető, hogy a megfigyelt változások egyaránt érintik-e a kezelt és a kontrollterületeket, vagy pedig a kontrollhoz képest a kezelt terület valamilyen más változást is mutat. Az időbeli változásokat így egyértelműen a helyreállításnak lehet tulajdonítani. A Hortobágyi Nemzeti Park Egyek-pusztakócsi-mocsarak tájegységében európai uniós támogatással megvalósított LIFE-Nature projekt során összesen 760 hektár szántóterületen került sor a gyepesítésre. Ez lehetővé tette e beavatkozás három különböző módszerének ‒ fűmagvetés, spontán gyepesedés lucernavetést követően, szénaráhordás ‒ összehasonlítását is. A kísérletben a szántókat alacsony intenzitással ‒ extenzív módon, 100 méter széles sávokban, korlátozott vegyszerfelhasználással ‒ műveltették összesen 150 hektáron.

Magvetéssel restaurált gyep egykori búzaföldön a fűmagvetés után két évvel (Fotó: Lengyel Szabolcs)

Az adatgyűjtés során a kutatók nyolc éven át, 2004 és 2011 között a Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület „Mindennapi Madaraink Monitoringja” programjában használt protokoll alapján összesen 69 állandó számlálási ponton végeztek standardizált felmérést (számlálást) minden évben kétszer, a beavatkozás előtt legalább két, utána legalább három évben. Az adatokat általánosított lineáris kevert modellekkel elemezték.

Lucernavetés a gyepek spontán fejlődésének beindítására az előtérben és sávokban művelt extenzív szántóföldek (kontrollterületek) a háttérben (Fotó: Gál Lajos / Hortobágyi Nemzeti Park)

Az eredmények szerint a mezei madarak fajszáma a gyepesített területeken és az extenzív szántókon is jelentősen nőtt, míg az egyedszám és a diverzitás csak a gyepesített területeken növekedett. Az egyedszám itt szignifikánsan nőtt öt mezei faj, a sárga billegető (59%-os növekedés), a sordély (183%), a fürj és a vörös vércse (háromszoros növekedés), valamint a seregély esetében (ötszörös növekedés). Két egyéb, természetvédelmi szempontból kiemelt faj, a füsti fecske és a kék vércse egyedszáma szintén jelentősen, kétszeresére növekedett, míg a nyári lúdé csökkent. Az extenzív szántókon ezzel szemben csak a bíbic esetében nőtt (kilencszeresére) az egyedszám. A leggyakoribb faj, a mezei pacsirta egyedszáma eleve nagyobb volt, és a kezelés után is nagyobb maradt a gyepesítendő területeken, mint az extenzív szántókon, ahol ugyancsak nőtt.
A restauráció három módszere között kevés különbség volt, a változások mindhárom esetben pozitívak voltak. A fűmagvetés inkább a fajszám és a diverzitás növekedésével volt kapcsolatban, míg a spontán gyepesedés a fajszám és az egyedszám hasonló mértékű, de lassúbb emelkedéséhez vezetett. A magvetés különösen kedvezett a sordélynak, a fürjnek és a füsti fecskének, míg a nyári lúdnak és a mezei verébnek egyáltalán nem. A lucernavetés utáni spontán gyepesedés különösen kedvezett a bíbicnek és a füsti fecskének, a szénaráhordás pedig a sárga billegetőnek.

Restaurált gyep az előtérben és a sokszínű hortobágyi táj a háttérben (Fotó: Lengyel Szabolcs)

Az eredmények igazolják azt, hogy a szántóterületek visszagyepesítése több mezei madárfaj számára előnyös lehet, és ezek az előnyök meghaladják még az extenzív szántóművelés előnyeit is. A végleges gyepesítés az állandó növényzeti takarás és stabil táplálékforrások biztosítása, az emberi zavarás csökkenése és a változatos élőhelyek létrejötte révén jelentős előnyökkel jár a mezei madárfajok számára az extenzív műveléssel szemben. Bár a gyepesítés módszerei között nem volt jelentős különbség, a fűmagvetés esetében hamarabb, 2-3 év alatt kialakult a fűfélék által dominált gyep, mint a lucernavetés után, ahol ez csak a lucerna kiritkulásával, 4-5 év után következett be. Ez alapján a fűmagvetésre épülő aktív restauráció gyorsabb eredményekhez vezethet, mint a lucernavetés utáni spontán gyepesedésen alapuló passzív helyreállítás.

A gyepek helyreállítására (az előtérben és az erdő előtt húzódó területeken) sok esetben a rétek és mocsarak szegélyén levő szántókon került sor, hogy pufferterületet képezzenek a megmaradt szántók és a mocsarak között (Fotó: Gál Lajos / Hortobágyi Nemzeti Park)

A mostani vizsgálat az első BACI-elrendezésen alapuló, nagy térbeli léptékű terepi kísérlet Európában, amely a szántók végleges visszagyepesítésének madárfajokra gyakorolt hatásait vizsgálja. A további vizsgálatok célja annak kiderítése, hogy a magasabb egyedszám és diverzitás kapcsolatban van-e a mezei fajok szaporodási sikerével, azaz a gyepesített területeken a szaporodási siker eléri-e a természetes gyepeken költő madarak szaporodási sikerét. Ugyanis ez biztosítaná a gyepesítés kimutatott előnyeinek hosszú távú fennmaradását, a mezei madarak állományainak stabilizálódását vagy növekedését. A mezei madárpopulációk változásaiban országosan megfigyelhető negatív trend ellensúlyozásához azonban a mégoly nagy, 760 hektáros területen kivitelezett gyepesítés is kevés. Ehhez jól átgondolt, regionális szintű tervezés és több helyszínen megvalósuló, gondos kivitelezés szükséges. A vizsgálat eredményei mindazonáltal elsőként igazolják, hogy érdemes belevágni a szántók visszagyepesítésébe a madárdaltól hangos „határ” fennmaradása érdekében.

Publikáció:
Lengyel, Sz., Nagy, G., Tóth, M., Mészáros, G., Nagy, Cs. P., Mizsei, E., Szabolcs, M., Mester, B., Mérő, T. O. (2023). Grassland restoration benefits declining farmland birds: a landscape-scale before-after-control-impact experiment. Biological Conservation 277: 109846. DOI: 10.1016/j.biocon.2022.109846. [IF2022: 7,497] Q1/D1

További megjelenések a témában:

hellovidek.hu - Sok múlik a magyar gazdákon: rengeteg madarat menthetnek meg így a pusztulástól 2023.04.13.

telex.hu - Magyar kutatók gyepkísérlete segíthet abban, hogy újra madárdaltól legyen hangos a határ 2023.04.13.

infostart.hu - Madármentés a Hortobágyon: érdekes eredményt hozott egy nyolc éven át zajló kísérlet 2023.04.15.

origo.hu - Az ÖK kutatóinak vizsgálata szerint a szántók visszagyepesítése jelentős előnyökkel jár a mezőgazdasági élőhelyekhez kötődő madárfajok számára 2023.04.14.

agroinform.hu - A szántók visszagyepesítése jelentős előnyökkel jár 2023.04.16.

agrarszektor.hu - A kutatók is meglepődtek: váratlan dolog derült ki a madarakról Magyarországon 2023.04.14.

ng.24.hu - Legyen újra madárdaltól hangos a határ! 2023.04.14.

magyarhirlap.hu - A szántók visszagyepesítése jelentős előnyökkel jár 2023.04.17.

TUDOMANYPLAZA.HU - Vegán forradalom. Mi lesz, ha eltűnnek a madarak? - 2023-06-19

Nyomtatott sajtó:
szeged.hu - Magyar gyepkísérlet segíthet a madarakon - 2023-04-14