Az uralkodó paradigma szerint a sztyeppei állatok és növények kelet felől nyugati irányba hódították meg az eurázsiai kontinens jelentős részét, és így Magyarországra, a sztyeppe nyugati előőrsébe is így jutottak el. Napjaink genetikai eredményei megkérdőjelezik ezen elgondolás általános voltát. Sramkó Gábor, az MTA-ELTE-MTM Ökológiai Kutatócsoport és a Debreceni Egyetem kutatója kalandos keleti expedíciókon gyűjtött növényi és állati szövetmintákat, majd munkatársaival a genetikai rokonsági fokokat elemezték és rajzolták térképre – így jutottak ezen új eredményekre.
– Az utóbbi években több alkalommal jártak Magyarországtól keletre különböző országokban tudományos expedíciókon. Miért tartják fontosnak ezen területek a vizsgálatát?
– Elsősorban azért, mert a mi régiónk, a Kárpát-medence Európán belül egy fontos része a sztyeppének – ez tulajdonképpen az eurázsiai összefüggő sztyeppzónának a legnyugatibb előőrse. Számos olyan sztyeppei élőlény éri el elterjedésének nyugati határát a régiónkban, amely a mi élővilágunk szempontjából kiemelkedő jelentőségű. Ha ezen fajok rokonságát szeretnénk kutatni, akkor a tőlünk keletre fekvő országokba, az ottani sztyepprégióba kell expedíciókat szerveznünk, hogy összehasonlító anyagot gyűjthessünk.
– Milyen országokban jártak?
– 2012 óta mennek ezek az expedíciók. Voltunk Ukrajnában, gyakorlatilag a teljes területét bejártuk. A konfliktus előtt voltunk Kelet-Ukrajnában és a Krímben is, ezzel nagy szerencsénk volt. Aztán többször megfordultunk Nyugat-Oroszországban, és eljutottunk a Kaukázusba is. Most készülünk Kazahsztánba – gyakorlatilag átutazunk rajta autóval, majd Kelet-Kazahsztánból fogunk hazajönni a sztyepprégión keresztül Magyarországra.
– Szerteágazó kutatásainak fő vezérfonala, hogy a különböző fajokon belüli evolúciós kapcsolatokkal foglalkozik.
– Alapvetően a fajon belüli genetikai leszármazási vonalak rekonstrukcióját kutatjuk. Ez gyakorlatilag az evolúciós törzsfáknak a genetikai adatokon alapuló megszerkesztését jelenti. A törzsfák kifejezik a genetikai rokonságot: minél közelebbi rokon két minta, a törzsfa ágain annál közelebb kerülnek ezek egymáshoz, így lehet következtetni például a fajon belüli evolúciós eseményekre. Ezzel a törzsfaszerkesztéssel foglalkozunk sztyeppei élőlényeken tekintetében, elsősorban olyanokon, amelyek tényleg ebben a Kelet-Kazahsztántól a Pannon-síkságig húzódó sztyepprégióban élnek. Hogy néhány példát mondjak, ilyen a csíkos szöcskeegér, a bókoló zsálya, a volgamenti hérics vagy a tátogó kökörcsin.
– Egy-egy fajon belül rajzolják föl a törzsfát a fajon belüli rokonsági fokokra, ezeket állapítják meg genetikai módszerekkel?
– Igen. A modern biogeográfiának az egyik leghatékonyabb változata ez, amikor az örökítőanyagban található különbségeket térképre visszük, feltárva ezzel az elterjedési terület genetikai szerkezetét. Ennek alapján például rekonstruálható, hogy milyen irányból vándoroltak a múltban a populációk. Ez tulajdonképpen a genetikai leszármazási viszonyok földrajzi ábrázolása, a filogeográfia tudománya. Mi az Európában mostohán alulkutatott sztyeppei élőlényeknek a filogeográfiai szerkezetét szeretnénk feltárni.
Jelenleg még a kutatásoknak az elején járunk ugyan, és elég kiterjedt adatsorunk is csak a csíkos szöcskeegérre van, de ezek alapján egy nagyon-nagyon meglepő eredményt kaptunk – amit a kutatás elején természetesen nem vártunk volna. Kiderült, hogy nem arról van szó, hogy ez a Magyarországon és Erdélyben nagyon-nagyon ritka állat egyszerűen a sztyeppei rokonok egy nyugatba „szakadt” kis ága. Amikor rekonstruáltuk a fejlődésének a történetét, akkor kiderült, hogy a Kárpát-medencei állatok DNS-e őrzi a szűkebb rokonsági körön belül a legősibb leszármazási vonalak genetikai információját, tőlünk keletre pedig filogenetikai értelemben fiatalabbak ezek a leszármazási ágak. Ezért bátran következtethetünk arra, hogy ennek a kis sztyeppei egérkének az esetében a Kárpát-medencéből induló kirajzás történt a sztyeppterület nyugati felébe. Ez világosan látszik abból, hogy a törzsfa ágai nyugatról keleti irányba „fiatalabbak”. Tehát egyáltalán nem arról van szó, amit a kezdeti időpontban feltételeztünk, hogy a sztyeppei élővilág egy keletről nyugatra vándorolt, „ágról szakadt” képviselőjével van a Kárpát-medencében dolgunk, hanem éppen ellenkezőleg, egy régi, ősi leszármazási vonal őrzője hazánk. És ezt tovább árnyalja, hogy a vizsgálatba eddig bevont növényfajoknál hasonló képet látunk kirajzolódni. Elképzelhető, hogy a csíkos szöcskeegérnek ez a nyugatról keleti irányba történő kolonizációja, azaz a sztyepp nyugati részének Kárpát-medencei eredetű benépesülése egyáltalán nem egy kivétel, hanem az eddigi adatok alapján akár ez a szabály is lehet.
– Eddig hány fajra mutatták ki ezt?
– Az interjú elején felsorolt négy fajnál tapasztaltuk. Jelenleg a küszöbén állunk egy, a Magyar Tudományos Akadémia által támogatott Lendület kutatásnak – ennek során szeretnénk kiterjeszteni a vizsgált növény- és állatfajok számát, és a legmodernebb, úgynevezett filogenomikai módszerekkel megvizsgálni ezeket a kérdéseket. Ekkor már nemcsak egyes kiragadott géneket hasonlítunk össze az élőlény DNS-éből, hanem a teljes genetikai állományt (a genomot) hasonlítjuk össze a sztyeppei elterjedési áreán belül, és ebből próbáljuk rekonstruálni a fő genetikai leszármazási vonalakat és ezáltal az élőlénynek a történetét.
– Mi a folyamata a kutatásnak, a mintavételtől a publikációig, milyen lépései vannak?
– A legelső lépése természetesen a legizgalmasabb, és azt gondolom, hogy a leginkább irigylésre méltó. Noha sokszor nomád körülmények között, de elutazunk ezekre a gyönyörű tájakra, országokba, ahol az élőlényekből szövetmintákat veszünk. Ez természetesen nem jár az élőlény számottevő sérülésével.
– Tehát az egeret utána szabadon engedik.
– Természetesen igen. Az egér esetében szőrmintából dolgozunk. A növények esetében pedig egy nagyon pici levéldarabból, ami általában messze az alatt marad, mint amennyi kárt egy legelő állat tehet egy ilyen növényben. Ezután elhozzuk a laboratóriumba ezt a konzervált szövetmintát, és ott mára szabvánnyá vált módszerekkel kivonjuk a DNS-t. Ezután nincs más dolgunk, mint hogy a klasszikus filogenetikai módszerekkel bizonyos informatív DNS-szakaszok összehasonlítását végezzük el. A küszöbön álló pályázatunkban ennél tovább megyünk: a teljes genetikai állományt fogjuk összehasonlítani ezekből a szövetmintákból.
– Gondolom statisztikai módszerekkel.
– Igen. Szerencsére az 1990-es évek óta óriási szakirodalma van már ennek, és nagyon sok tapasztalat birtokában tudjuk a nyers DNS-adatokból rekonstruálni magukat a leszármazási viszonyokat. Szakmai részletekbe nem menve ezek a statisztikai módszerek rettenetesen kifinomultak, és általában nagyon pontosak. Az eredmények olyanok, hogy például egybevágnak nagy, a geológiai múltban bekövetkezett történeti eseményekkel. Azaz a rekonstruált leszármazási fa egybevág külső forrásból származó adatokkal, ezért a fa nagy valószínűséggel a valóságban lezajlott folyamatokat tárja fel. Miután megcsináltuk ezeket a törzsfa-rekonstrukciókat, ezután természetesen biogeográfiai-taxonómiai kontextusba helyezzük a kérdést. Ez után születnek maguk a publikációk. A nemzetközi szaklapokban tág tere van ennek a témának, és nagy publikációs lehetőség az, hogy számos lap foglalkozik molekuláris filogeográfiai kérdésekkel.
BAJOMI BÁLINT
2016/18
