Az agy fejlődése indította be a fajképződést egy különleges halcsaládban

Afrika zavaros édesvízi folyóiban él egy rendkívül népes halcsalád, amelynek tagjai fajra jellemző elektromos jelekkel üzengetnek egymásnak. A halak agyát vizsgálva a kutatók bizonyítékot találtak arra, hogy az agy fejlődése után növekedett meg a rokon halfajok száma.

A csőrösszájúhal-félék (Mormyridae) Afrika folyóiban honosak. A pár centiméteres halak különös, ormányszerűen megnyúlt orrukkal turkálnak az iszapban táplálék után. A zavaros vízben kisfeszültségű elektromos jelek kibocsátásával kommunikálnak egymással. Több mint 200 fajuk ismert, és minden faj jele különbözik egy kicsit a többiekétől. Az elektromos jeleket megfelelő készülékkel hallható hangokká lehet alakítani, illetve megjeleníthetők egy oszcilloszkóp képernyőjén.

Hallgassa meg a csőrösszájú halak elektromos kommunikációját!

A St. Louis-i Washington Egyetem kutatója, Bruce Carlson életét e halacskák tanulmányozásának szentelte. A halak elektromos kisülései érzékelésének és elemzésének útvonalát már korábban leírták, de csak két vagy három faj esetében. A jeleket a farok közelében elhelyezkedő elektromos szerv bocsátja ki. A pár voltos, statikus elektromos jeleket több elektroreceptor érzékeli. Ezek közül az egyik típus felelős a kommunikációban szerepet játszó jelek érzékeléséért. A jelek komplex feldolgozása azután az agyban történik meg.

A különböző fajok tanulmányozása közben Carlson azt a kérdést tette fel, hogy vajon az elektromos kommunikációban bekövetkezett változások befolyásolhatták-e a fajképződés (speciáció) ütemét? Úgy gondolta, hogy erre választ adhat, ha megvizsgálja az egyes fajok agyának fejlettségét.

Különböző csőrösszájú halfajok elektromos kommunikációjának jelei az oszcilloszkópon

A vizsgálatok folyamán kiderült, hogy egyes fajok agyának jelfeldolgozó része két részből, másoké egy részből áll. A további tanulmányok azt igazolták, hogy az egy részből álló jelfeldolgozó központ az ősibb, és a két részből álló központ kétszer is kialakult az evolúció folyamán.

Amennyiben valóban a kommunikációs rendszer ösztönözte a fajok sokféleségének kialakulását, akkor képesnek kellett lennie új jelek létrehozására, valamint az új jelek megkülönböztetésére a többi jeltől. A kísérletek egyértelműen bebizonyították, hogy a kommunikációs rendszer alkalmas volt erre a feladatra, de azt mindig nehéz megmondani az evolúciós tanulmányoknál, hogy valamelyik tulajdonság felelős egy másik előidézésért.

"Ebben az esetben azonban képesek voltunk kimutatni, hogy az összetett jelfeldolgozó agy még a fajképződési robbanás előtt fejlődött ki" - mondja Carlson. "Mindent összevéve kijelenthetjük, nagy a valószínűsége, hogy az agy evolúciója idézte elő a fokozott faji változatosságot."

Forrás: Science/AAAS