Ha meg kellene tippelned, melyik organizmusnak van 40.000 farkú spermája, mire tippelnél? Elefántot? Bálna? Chuck Norris? Kitaláltad volna, hogy egy növényé?
Ez a Zamia roezlii spermája. Több tízezer flagellából álló, flapperruhaszerű rojtja van, hogy turbófeltöltéssel jusson el a petesejtekhez.* Az, hogy egy növénynek ilyen lóerővel rendelkező spermája van, annál is meglepőbb, mivel a legtöbb növénynek egyáltalán nincs farka. A virágporszem valójában egy apró haploid növény, az úgynevezett hím gametofita. A legtöbb virágos és tűlevelű növényben egy pollenszem két farok nélküli spermiumot termel, amelyek egy fúródó pollencsövön haladnak végig, hogy elérjék a toboz vagy virág belsejében eltemetett női gametofitát – farok nélkül.
Az ősi növényeknek általában úszó spermiumaik vannak, mert a szárazföldi növények vízi zöld algákból fejlődtek ki, ahol az úszás – és a megtermékenyítés – könnyű volt. Néhány ősi növénynek, például a moháknak még mindig vannak farokkal rendelkező spermiumaik, és a növény felszínén lévő vizes filmre támaszkodnak, hogy a spermiumok eljussanak A pontból B pontba. De annyira pocsék úszók, hogy néhány moha a B tervhez folyamodik: speciális, kis csobogó csészékké összehajtogatott leveleket készítenek, és amikor egy esőcsepp beleesik, a szerkezetük az ég felé lövi a benne lévő spermiumokat, hogy megpróbálja őket egy fogékony nőstény közelébe juttatni. Tehát a turbófeltöltésű úszó növényi sperma határozottan furcsaság.
Melyik növényhez tartozik ez a lenyűgözően felszerelt sperma? Egy cikádhoz.
Oké, és mi az a cikád? Ez egy cikád.
Nem dinoszaurusztojás – de valami, amit a dinoszauruszok is láthattak. Creative Commons kiryna. Kattintson a képre a licencért és a linkért.
Íme, így néznek ki általában profilból. Ezek ugyanannak a fajnak az érett, fiatal és csemete cikádjai.
Creative Commons Esculapio; Kattintson a képre a licencért és a linkért.
A cikádok öregek. Nagyon öregek. A mezozoikumban, a dinoszauruszok korában ők voltak az uralkodó növények, amint azt számtalan ősi falfestményen láthatjuk. Legalábbis sok-sok évig ez volt a dogma. Nemrégiben azonban egy széles körben ismertetett tanulmányt tettek közzé, amely aláássa ezt az elképzelést – ha egy bizonyos szempontból nézzük. De mielőtt erre rátérnénk, nézzük meg, mik is azok a cikádok és meglepő biológiájukat.
A cikádokat néha szágópálmának is nevezik, de a cikádok semmiképpen sem pálmák. A pálmák virágos növények. A cikádok, akárcsak a fenyők és a borókabokrok, gymnospermák — “csupasz magvú” növények. Más szóval, magokat termelnek, de nem termelnek virágot vagy gyümölcsöt, hogy a magokat a világra hozzák vagy útjukra bocsássák. A magok nagyszerű evolúciós újítást jelentettek a növények számára, mert lehetővé tették számukra, hogy egy már fejlődésnek indult kis növényi embriót – talán még egy kis gyökeret és néhány apró levelet is – egy kis tárolt táplálékkal együtt egy kiszáradásnak ellenálló héjba csomagoljanak.
A mag egy módja annak, hogy a fiatal növénynek egy kis kezdést adjunk az élethez és egy kis élelmet az útra, ami nem különbözik a szárazföldi gerincesek viszonylag egykorú innovációjától, az amnióta tojásoktól. A mikroszkopikus spórák — a korábbi terjedési módszer, amelyet ma is alkalmaznak a mohák, a licopodák és a páfrányok — sokkal hajlamosabbak a kiszáradásra vagy a csírázáshoz túlságosan barátságtalan helyen való landolásra. A magok segítenek növelni a siker esélyét.
A cikád növény egy régi levélalapokból álló oszlop vagy törzs, amely fölött új levelek csoportja áll. A cikádok leveleit csodálatos megérinteni, ha valaha is lesz rá lehetőséged. Szíjszerűek, bőrszerűek, kemények és gyakran kékeszöldek, van bennük valami elragadóan ősi érzés (bár meg kell mondani, hogy a sokkal régebbi moháknak finom, vékony levelei vannak**).
A cikádok érdekes szimbiózisban élnek a cianobaktériumokkal, más néven kékeszöld algákkal, akárcsak egyes zuzmók. Különleges “koralloid gyökereket” képeznek, amelyek nagyon nem gyökérszerű módon nőnek felfelé. Cianobaktérium-szimbiótáik táplálásáért, elszállásolásáért és föld feletti felemeléséért cserébe a cianobaktériumok biztosítják a cikád számára a legkorlátozóbb bio-tápanyagot: a kötött nitrogént.
A cikádok pollenjének a szuper-töltött spermiumok mellett van még egy érdekes tulajdonsága, amelyet közeli rokonukkal, a gingkóval osztoznak. Amikor a virágporuk megérkezik egy nőstény tobozra (általában lárvával, bogárral vagy széllel), elkezd petesejtté fejlődni. Ha már ott vannak, egy hosszú csövet küldenek ki a petecső egy részébe, a nucellusba, és egy hustorialis szerkezetet bocsátanak ki, amely tápanyagokat szív fel a gazdanőstől. A haustóriumokat a parazita gombák is használják, amelyek behatolnak a növényi gazdaszervezetükbe.
A cikádoknál a haustoriális pollencső végül elpusztítja a szövet nagy részét, amelybe behatol, bár ez a szövet a) nem része a leendő magnak, és b) technikailag feláldozható, mivel a toboz megtermékenyítése után nem használják fel újra. De ha úgy tetszik, képzeljük el, hogy minden alkalommal, amikor az emberi spermiumok egy méhben landolnak, beágyazódnak a méh falába, tápanyagokat szívnak magukba, és egy ideig saját kis organizmusokká fejlődnek, és csak ezután szabadítják ki az ivarsejteket, amelyek a későbbiekben megtermékenyítik a petesejtet. Ez adhat egy általános, kissé idegesítő képet.
A legtöbb gymnospermához hasonlóan a cikádok is hím és nőstény tobozokat hoznak létre, de sok tűlevelűvel ellentétben egy adott növényen csak hím vagy csak nőstény tobozokat teremnek. Vagyis vannak lány cikádok és fiú cikádok. A nőstény tobozok magokat termelnek, a hím tobozok pedig virágport. A felső képen a nőstény tobozok magokkal a belsejükben. Ha feltörjük őket, gyakran találunk élénk színű magokat, mint például ez, vagy ez:
Cikádtoboz kibontása. Az egyik élénk színű mag látható az alany kezében. Creative Commons Sharktopus; kattints a licencért és a linkért.
Mert a cikádok nemi jellegzetességek, ez azt jelenti, hogy az is lehetséges, hogy teljesen egyedül végezzük. Valóban, ahogy arról Robert Krulwich nemrég a blogján beszámolt, ez lett a szomorú sorsa egy 100 évvel ezelőtt Afrikában talált cikádnak, amelyet a Kew-i Királyi Botanikus Kertbe küldtek. Ez egy fiú. És hacsak valaki nem talál egy nőstényt, hogy társaságot nyújtson neki, ez lesz az utolsó a fajtájából.
A cikádok mostanában nagy figyelmet kaptak. Sok cikád tartalmaz rákkeltő anyagokat vagy idegmérgeket, vagy mindkettőt. Oliver Sacks A színvakok szigete című könyvében beszámol a cikádok iránti vonzalmáról (ezt a szeretetet én is osztom) és a Guam szigetén élők rejtélyes, pusztító idegrendszeri betegségének frusztráló vizsgálatáról, amely összefügghet azzal a szokásukkal, hogy a cikádliszt készítéséhez a magokat összetörik. Az utóbbi időben gyanúba keveredett az a szokás, hogy denevéreket esznek, akiknek a szervezetében koncentrált cikád idegmérgek lehetnek.
Ez visszavezet minket az ősiségük kérdéséhez. A cikád fosszíliák legalább a permi, de valószínűleg a karbon korból származnak, 320 millió évvel ezelőttről, az óriási szénképző mocsarak és a zavaróan nagy szitakötők korából. De a mezozoikumban – a “dinoszauruszok korában” – is virágoztak, és valószínűleg a dinoszauruszok ették, és minden bizonnyal taposták is őket. Talán ők voltak az első rovarok által beporzott növények is, amikor a bogarak felvették azt a szokást, hogy megeszik – és általában a cikádok virágporában élnek, abban hemzsegnek és azt terjesztik -, és ezt a hagyományt ma is folytatják. De a Science-ben nemrég megjelent tanulmány, amelyről itt, itt és itt számoltak be, megállapítja, hogy DNS-ük alapján a cikádok 300 mai faja szűk 5-12 millió évvel ezelőtt fejlődött ki.
OK, tehát a ma élő fajok nem azok, amelyek a mezozoikumban éltek. Ezt elfogadom. Ez önmagában is érdekes hír — a sokféleségük a Nagy Becsapódás nyomán csökkent, és úgy tűnik, hogy valamilyen világméretű klímaváltozás során visszatértek és újra-specifikálódtak. De a szerzők nagy hangsúlyt fektetnek arra, hogy nem nevezhetjük a cikádokat “élő kövületeknek”, mert nem ugyanazok a fajok, mint amiket a kövületekben találunk.
Várjunk csak. Még mindig úgy néznek ki, mint az ősi cikádok. Még mindig úgy termelnek magokat, mint az ősi cikádok. A farkú spermáik még mindig elárulják ősi eredetüket, és az összes szárazföldi növény ősi állapotát, feltehetően ugyanúgy, mint az ősi cikádok. A felmérés szerint: Még mindig cikádok. És a cikádok még mindig öregek. És ezért véleményem szerint, amikor a botanikus kertekben meglátogatjuk a cikádokat, vagy meglátjuk őket valaki kertjében, még mindig rendben van, ha ősként gondolunk rájuk, és a dinoszauruszok közé képzeljük ezeket a rendkívüli teremtményeket.”
**OPTIONÁLIS BIONERD TECHNIKAI DIGRÁCIÓ ÉS SZAPBÓLÓ ALERT**
A biológiában, ahogy az életünkben is, gyorsan megtanuljuk, hogy szinte minden szürke zóna. Az élet a forma és a funkció kontinuuma. Megpróbálunk szép fogalmi rendet ráerőltetni, hogy könnyebben megértsük és megvitassuk, de alighogy ezt megtettük, máris találunk néhány (vagy sok!) élőlényt, amelyek megbolygatják a fogaskerekeket.
Vegyük például a “faj” kifejezést. Ha tényleg gyufát akarsz gyújtani egy ideológiai fűtőanyaggal teli szobában, kérj meg egy csoport biológust, hogy definiálják ezt a fogalmat. Még jobb, ha elég sokáig tanulmányozod az életet, és rá fogsz jönni, hogy a “faj” teljesen eltérő jelentéssel bír az élőlények különböző csoportjai között, különösen a baktériumok és az archaea, ahol a fajok közötti szex gyakori, és az olyan fajmeghatározó mechanizmusok, mint a reproduktív vagy földrajzi izoláció, amelyek az állatoknál elég jól működnek, gyakran értelmetlenek.
Nem azt mondom, hogy dobjuk el a “faj” fogalmát, vagy akár szabaduljunk meg a binomiális nómenklatúrától, a Carolus Linnaeus által a fajok név szerinti megnevezésére kitalált kettős nevezéktani rendszertől (gondoljunk csak a Homo sapiensre). Szerintem még mindig nagy értéke van az ember számára, hogy az élőlényekről fajokban gondolkodik – amelyek közül sok könnyen megkülönböztethető és nagyon is “valódi” -, és neveket ad nekik, nem pedig (bocsánat a kifejezésért) dehumanizáló vonalkódszámokat, ahogy azt egyesek javasolták.
De talán nem kellene olyan kényesnek lennünk az “élő kövület” kifejezéssel kapcsolatban a fajok tekintetében. Talán a cikádok egy kicsit megváltoztak a dinoszauruszok korához képest. Talán már nem is ugyanaz a “faj”. Ha többé-kevésbé ugyanúgy néznek ki, és többé-kevésbé ugyanazokat a dolgokat csinálják ugyanolyan módon, az nekem elég. Még mindig felismerhető ősi formák, és még mindig élnek.
Én például szeretem az “élő kövületeket”, mert segít szemléletessé tenni a dolgokat a nem tudósok számára. Segít az embereknek beindítani a képzeletüket. Mert ha nem ismered a történetüket és a történelmüket, a cikádok talán csak egy unalmas tenyér-izének tűnnek, és egy cikád fosszília csak “egy levél”. Ha elolvasod, hogy a cikádok élő fosszíliák, és hogy valami majdnem ugyanilyen élt a dinoszauruszok és az óriási ősi szitakötők között, és hogy ma a bolygó talán legjobban felszerelt spermájával rendelkeznek, és hogy ma is megérintheted élő, lélegző leszármazottaikat, akkor felnyílhat a szemed, hogy sokkal többről van szó.”
*Az olvasóközönségem néhány elemében érzek némi lappangó flagella-irigységet. Kicsit emlékeztet azokra a fickókra, akiknek három-négy küllőmotor van a motorcsónakjuk hátuljára erősítve, ha értitek, mire gondolok.
** Technikailag “phyllidák”. A botanikusok szerint csak az érrendszeri növényeknek (amelyeknek víz- és cukorvezető szöveteik vannak, mint a xiléma és a floem) vannak valódi levelei.