Megtalálták a harmadik szemet a madarakban

Japán kutatók a madarak agyának mélyén azonosították azokat a fényérzékeny sejteket, amelyek közvetlenül válaszolnak a fényingerekre, és az évszakoknak megfelelően szabályozzák a szaporodási aktivitást.

Tavaszt jelző sejtek

Noha már több mint 100 éve ismert, hogy a gerincesek – az emlősök kivételével – képesek érzékelni a fényt az agyuk belsejében, mind ez idáig rejtély maradt, hol vannak ezek a kulcsfontosságú fényérzékelő sejtek (fotoreceptorok). Most Takasi Josimura és munkatársai a Nagoyai Egyetemen fürjek agyában azonosították ezeket a sejteket, amelyekről az is kiderült, hogy főszerepet játszanak a madarak évszakokhoz igazodó szaporodási tevékenységének szabályozásában.

A Current Biology folyóiratban megjelent tanulmány feltárta, hogy a fürjek agyában lévő úgynevezett agy-gerincvelői folyadékkal (cerebrospinális folyadék – CSF) érintkező idegsejtek közvetlenül reagálnak a fényre. A tanulmány azt is bebizonyította, hogy ezek a sejtek „jelzik” a madaraknak a tavasz beköszöntét, és ily módon szabályozzák a szaporodást.

Japán fürj Forrás: Takashi Yoshimura, ITbM, Nagoya University

Képesek érzékelni a koponyán át bejutó fényt

A trópusokon élők kivételével számos élőlény a napok hosszának változását használja naptárként, és ennek megfelelően alkalmazkodik a környezet évszakos változásaihoz. Az alkalmazkodás magában foglal élettani és viselkedésbeli változásokat, amilyen például a növekedés, az anyagcsere, az immunműködés és a szaporodási aktivitás. A kis emlősök és madarak általában tavasszal és nyáron szaporodnak, amikor meleg van, és elegendő táplálékhoz jutnak az utódok felneveléséhez.

A legtöbb emlősben, így az emberben is a szem a kizárólagos fényérzékelő szerv. A szemünkben lévő rodopszin és a vele rokon fehérjék érzékelik a fényt, és szemünk nélkül képtelenek vagyunk fényérzékelésre. Ezzel szemben más gerincesek, így például a madarak is, képesek érzékelni az agyuk belsejébe a koponyán át bejutó fényt, és ily módon érzékelik a napok hosszának változását. Ez még akkor is működik, ha a szemüket működésképtelenné teszik, például valamilyen fényszigetelő kötéssel.

A japán kutatók azért választották munkájukhoz a fürjeket, mert ezeknél gyors és jelentős válasz (úgynevezett fotoperiodikus válasz) figyelhető meg a napok hosszával összefüggésben. A fürjek szaporítószervei egész évben kisméretűek maradnak, csak a rövid szaporodási időszakban fejlődnek jelentős mértékben. Ilyenkor két hét alatt a normális méretük több mint 100-szorosára növekednek.

Josimura és munkatársai már 2010-ben meghatározták, hogy a fürjek agyának hipotalamusz nevű területén megtalálható az opszin-5 fényérzékelő fehérje. Azt is kimutatták, hogy ez a fehérje a CSF-fel érintkező idegsejtekben fordul elő. Eddig azonban nem volt egyértelmű bizonyíték arra, hogy ezek az idegsejtek közvetlenül érzékelik a fényt. Most viszont ezt is sikerült kétséget kizáróan igazolni. Az is bebizonyosodott, hogy ezek a fényérzékelő idegsejtek a napok hosszának növekedésével serkentik az agyalapi mirigyben a pajzsmirigy-stimuláló hormon (TSH) termelődését. A TSH azután más hormonok termelését fokozza, amelyek beindítják a madarak tavaszi szaporodását.

Mit neveznek harmadik szemnek az emberben?

Különösen az ezoterikus irodalomban emlegetik elterjedten, hogy az emberben létezik egy „harmadik szem”. Sokan úgy gondolják, hogy ez az emberi agyban elhelyezkedő tobozmirigy lenne. A tobozmirigy termeli a melatonin és a szerotonin hormont, és szerepet játszik az alvás, valamint a napi és az évszakos ritmus szabályozásában. René Descartes úgy vélte, hogy a tobozmirigy a lélek fő helye, és ő nevezte el a tobozmirigyet harmadik szemnek. Egyelőre azonban semmilyen tudományos bizonyíték nem támasztja alá, hogy a tobozmirigyben lenne bármilyen fényérzékeny sejt vagy mechanizmus.