ßlDLDGIfl TUDOtnflnVPDLITIKfl tnRGVRRORSZflGOn

TUDOtnflnVPDLITIKfl tnRGVRRORSZflGOn II. R DISZCIPLfnRK mttUELESE

FRIEDRICH PÉTER

ßlDLDGIfl

f •

VI

3Í < \

i f ^

>

5-J

í

I í r j ^ i n

ÜÚÍÍÍiiUÜ

^ m m

!J

T U D O M A N Y P O L IT lK A M A G Y A R O R S Z A G O N I - I l - I l l .

I. Tudom ánypolitika válaszúton II. A diszciplínák m űvelése III. M agyarországi kutatóhelyek

Program vezető és szerkesztő G latz Ferenc

O lvasószerkesztő

B alogh Margit, P ótó János

T U D O M Á N Y P O L IT IK A M A G Y A R O R S Z A G O N

II. A diszciplínák művelése

F

P

Biológia

MAGYAR T U D O M Á N Y O S A K A D ÉM IA B U D A P E S T • 2001

Szerkesztő G LA TZ F E R E N C

O lvasószerkesztő Balogh M argit

IS B N 963 508 277 0 O IS B N 963 508 325 4 IS S N 1587-2408

Kiadja

a M agyar T udom ányos Akadémia A kiadásért felel: Glatz Ferenc, az M T A elnöke

N yom dai előkészítés:

az M T A T örtén ettu d o m án y i Intézetének kiadványcsoportja Vezető: Kovács Éva

Borító: H orv áth Im re Tördelés: Csányi Attila

N yom dai m unkák: Áldási és N é m e th N yom da Bt.

Felelős vezető: Áldási Pálné

M egjelent 2,6 (A^5) ív terjedelem ben, 1500 példányban

Bevezetés

A biológiában - m in t nyilván más tu d o m án y o k b an is - a fejlődés az utolsó év­

században szinte teljesen tarth atad an n á tette a hagyom ányos, nagyrészt az egye­

tem i tanszéki stru k tú rá k által fe n n ta rto tt diszciplináris tagolást. Egyre-m ásra szü letn e k új tudom ányágak. N egyedszázaddal ezelőtt n em létezett például bio- info rm atik a vagy genom ika. A mai biológiát szinte leh etetlen hibátlan belső logikával részdiszciplínákra tagolni, a k ü lö n b ö ző m eggondolások alapján tö r­

tén ő felosztások átm etszik egym ást és főleg a hagyom ányokon alapuló - olykor nagyon kevéssé logikus - tagoltságot.

Ú g y véljük, hogy a felosztás négy lehetséges sze m p o n to n alapulhat:

1. A vizsgált élőlények köre (pl, m ikrobiológia, zoológia, botanika).

2. A vizsgálat organizációs szintje (pl. m olekuláris, celluláris, individuális, szuprain d iv id u ális).

3. A vizsgálat szem lélete és m ódszertana (pl. biokém ia, biofizika).

4. A vizsgált életjelenségek köre (pl. genetika, im m unológia, neurobiológia).

H a logikusnak is tű n h e t e sze m p o n to k m indegyike, a létező biológiai tu d o ­ m án y o k teljes sp ek tru m án ak lefedése a négy közül egyikkel sem lehetséges.

A gyakorlatban létező felosztások keverik ezeket a szem pontokat, és ö tö d ik k én t adódik a hagyom ányon, tö rtén e ti kialakuláson alapuló p ragm atikus sze m p o n t is.

Jelen áttekintés, mely Molekuláris biológia, Neurobiológia és Szupraindiuiduális bioló­

gia fejezetekre tagolódik, szintén n em logikus, ám tükrözi a biológián belüli hazai tagozódást. A három fejezetet szakterületi kollektívák írták, óhatatlanul eltérő fel­

fogásban, de ugyanazon kérdésekre keresve a választ.

M olekuláris biológia

K o ru n k biológiájának kétségkívül uralkodó (legtöbb k u tató t foglalkoztató, leg­

több, legolvasottabb és legidézettebb közlem ényt produkáló) részdiszciplínája a molekuláris biológia. E zt az 1950-1960-as években kikristályosodó, elsősorban a

b iokém iából és a genetikából kialakuló tu d o m á n y t a m olekuláris organizációs szm t és kém iai-fizikai m ó d szerek p rim átusa jellem zi. N o h a kialakulása idején a vizsgált életjelenségek köre is (öröklés) je lle m z ő volt, m a gyakorlatilag m in d en biológiai je le n sé g és élőlény vizsgálatát felöleli. A m olekuláris biológiai szem lé­

let és m ó d szertan térhódítása m iatt a diszciplína lassan parttalanná és határtalan­

ná válik. E z m agyarázza azt a k ülönös jelenséget, hogy univerzális jelen tő ség e el­

lenére alig létezik m olekuláris biológia tankönyv, és világszerte aránylag kevés az ilyen nevíí tanszék. Egyes tú lzó m egállapítások szerint n em sokára az egész bio ­ lógia egyenlő lesz a m olekuláris biológiával, ez ért ez a név - m in t a biológia egy részdiszciplínája - m egszűnik, érte lm é t veszti. Jellem ző , hogy m ik o r - néhány évvel ez elő tt - a N e m z etk ö zi B iokém iai U n ió felvette a N e m z etk ö zi B iokém iai és M olekuláris Biológiai U n ió nevet, sorra tiltakoztak a genetikai, biofizikai, sejtbiológiai uniók, m e rt m indannyian igényt tartottak ugyanerre a névre.

A celluláris és m olekuláris szin t elválasztása egyre tarthatatlanabb, a sejtbiológia gyakorlatilag egyesült a m olekuláris biológiával. U gyanígy n ehéz vagy lehetetlen az im m u n o ló g ia, a biofizika, az élettan vagy a genetika elk ü lö n íte tt kezelése is.

Érdekes tény, hogy azok a biológiai diszciplínák, am elyek sokáig a leginkább idegenkedtek a m olekuláris biológia szem léletétől és m ó dszereitől (taxonóm ia, ökológia, evolúcióbiológia), egyre nagyobb m érté k b en használják a m olekuláris biológiai m egközelítést.

T e k in te tte l arra, hogy a huszadik század végének egyik ipari húzóágazatává fejlődik a biotechnológia és azon belül a géntechnológia, am ely létét egyértel- n iííen a m olekuláris biológiának köszönheti, neh ezen vitatható, hogy gazdasági szem p o n tb ó l ez a biológia legfontosabb m o d e rn irányzata. A „hagyom ányos”

(tehát n e m géntechnológiai eljárásokat használó) gyógyszerkutatás is egyre na­

gyobb m érté k b en tám aszkodik a genom ika (azaz a m olekuláris biológia) e red ­ m ényeire.

H azánkban a biokém ia (elsősorban Szent-Györg^i Albert iskolaterem tő m u n ­ kássága eredm én y ek ép p en ) m ár viszonylag fejlett volt a m ásodik világháború előtt is, és - elsősorban Straub F. Brimónak k ö szö n h e tő e n - e hagyom ány tovább élt a h á b o rú u tán is. Ez kevésbé m o n d h ató el a genetikáról, am elynek későbbi felzárkózását k ü lö n ö sen visszavetette a liszenkoizm us uralm a. E n n e k tulajdonít­

ható a m olekuláris biológiai kutatás hazai kialakulásának m egkésettsége is. Az el­

m aradás m egszü n tetéséb en kulcsfontosságú volt a Szegedi Biológiai K özpont (SzBK) létrehozása. Ez szerencsésen egybeesett az 1970-es években a gén tech ­ nológia m egszületésével, így ebbe a biológiai forradalom ba a hazai kutató k is id ő b en bekapcsolódhattak, sőt n éhány ered m én y ü k k el egyes részterületeken (nitrogénfixáció, növényi m ito k o n d riu m o k genetikája) ú ttö rő szerepet is já tsz ­ hattak. N o h a ez az ú ttö rő szerep m a m ár a m ú lté , a k o rszerű m olekuláris b ioló­

giai kutatásnak hazánkban m ég m in d ig az SzBK az első szám ú központja, bár m ár kiváló iskolák alakultak D e b recen b en , B udapesten, G ö d ö llő n és P écsett is.

Az egyetem i oktatás szintén késve alkalm azkodott a m olekuláris biológiai forradalom hoz. A tantárgyszerkezetben, óraszám okban a m olekuláris szem léle­

tű és a hagyom ányos, term ész etleíró jelleg ű oktatás arányai a legfejlettebb orszá­

gok gyakorlatához képest kedvezőtlenek. Ezzel a problém ával kapcsolatban oly­

kor elhangzik, hogy ezekben az országokban az utóbbi években - a zöld m ozgal­

m ak hatására - éppen ném ileg visszaszorult a m olekuláris biológia (pl. az ökológia rovására). Ez kétségtelenül igaz, csak épp en m ég ebben a kissé hátrább szo ru lt állapotban is jóval nagyobb tere van, m in t jelen leg nálunk.

E bből a szem p o n tb ó l egészségtelen jelen sé g n ek kell tartani azt, hogy hazai b iológusaink k özött szinte áthatolhatatlan szakadék választja el a két tábort. T e r­

m észetesen bizonyos k ü lönbözőség a szem léleti-m ódszertani alapállásban elke­

rü lh ete tlen , de azért feltétlen kívánatos volna sok olyan szem élyiség je le n lé te a biológiai tu d o m án y o s közéletben, akik a két m egközelítést integrálni képesek, akiktől n e m idegen a m ásik tábor szem léletm ódja (ebben az összefüggésben az egyik táb o r a m olekuláris biológusoké, a m ásik a szupraindividuális szintet kutató botanikusoké és zoológusoké) módszertana, ismeretanyaga. Sajnos ez a szenior ku­

tatók és oktatók szintjén jelentkező elkülönülés szükségképpen újraterm elődik az egyetemi hallgatók körében is.

A fejlett ipari országokban (elsősorban az E gyesült Á llam okban) a 20. század végének egyik ipari húzóágazatává vált az alkalm azott m olekuláris biológia (m o ­ lekuláris biotechnológia, farm akogenom ika, géntechnológia stb.), így aligha vitatható, hogy gazdasági szem pontból ez a biológia legfontosabb m o d e rn irány­

zata. A „hagyom ányos” (tehát n em géntechnológiai eljárásokat használó) gyógy­

szerkutatás is egyre nagyobb m érték b en tám aszkodik a genom ika eredm ényeire.

A rra a kérdésre, hogy - a nem zetközi trendekkel egybevetve - m elyek a m a­

gyar m olekuláris biológiai kutatás hiányosságai, az alábbiakban válaszolhatunk.

1. T eljesen hiányzik a m olekuláris m ó d szerek alkalmazása a szupraindivi­

duális biológiában.

2. A hazai biológiában igen nagy hagyom ányú és magas színvonalon folyó neurobiológiai kutatásokban is viszonylag fejletlen a m olekuláris biológiai m ó d ­ szerek és szem lélet alkalmazása (1. alább).

3. A struk tu rális biológia terü le té n lényeges javulás tö rté n t az e lm ú lt két év­

tizedben, m a m ár létezik k o rszerű fehérjetérszerkezet-kutatás, de en n e k szintje is lényegesen elm arad a világszínvonaltól.

4. H azán k b an (eltérően valam ennyi fejlett országtól) nin csen sem m iféle h u ­ m án (vagy bárm ily m ás) genom program . T erm é szete se n az erre épülő nagyobb

Friedrich Pbíbi

szabású funkcionális genom ikai kutatás, illetve gyógyszerkutatás (farm ako- genom ika) is hiányzik, így az ország sem profitálhat közvetlenül az ilyen kutatá­

sok ipari hasznosításából.

5. M ajd n em teljesen hiányzanak a m o d e rn géntechnológia m ódszereit, esz­

k özeit alkalm azó biotechnológiai kutatások. N in c se n e k (illetve alig vannak) in ­ novatív biotechnológiai kis- és középvállalatok.

H a arra a kérdésre akarunk válaszolni, hogy ezeket a hiányosságokat fel kell-e, illetve fel lehet-e számolni, a költség-haszon hányadost kell figyelembe vennünk.

E zt m érlegelve, nyilvánvalónak látszik, hogy nincs lényeges akadálya az 1. és 2. p o n tb a n e m líte tt elm aradásunk felszám olásának. A hogy m e g tö rté n t a m o le­

kuláris biológia hazai térhódítása a biológia szám os egyéb terü le té n , úgy be fog következni ezeken a terü le te k en is, hiszen ezek a kutatások a m ár m eglévő m ó d ­ szertani repertoáron, m ííszerezettségen túl n em igényelnek je le n tő se b b b e ru h á ­ zást. Az előrelépéshez elsősorban az ad o tt tu d o m án y terü lete k m űv elő in ek szem léletváltozására, m olekuláris biológusokkal kialakított együttm ííködések kezdem ényezésére van szükség. M eggyőződésünk tehát, hogy ezeket a tehér foltokat el kell és el leh et tü n tetn i.

N e h e z e b b a válasz a 3. p o n tb an m egfogalm azott kérdésre. B ár a fehérje- térszerkezet-kutatás hazai szintje lényegesen elm arad a világszínvonaltól, nem egyértelm ű, hogy szükséges-e je le n tő se n (és nagy költséggel) bővíteni a m eglé­

vő hazai m űszerállom ányt, vagy célszerűbb a n em zetközi kutatóhelyekkel tö rté ­ nő együ ttm ű k ö d ések re tám aszkodni.

A 4. és 5. pontb an e m líte tt terü letek m űvelése rendkívül költséges, ugyanak­

kor a hazai gyógyszerkutatás, biotechnológiai ipar versenyképességének növelé­

se révén az ország szám ára je le n tő s előnyökkel járna. M in th o g y a hazai gazdasá­

gi életb en m eghatározó szereppel b ír a gyógyszeripar, szinte fe lm é rh etetlen a kockázata annak, ha az ország lem o n d erről a lehetőségről.

M eggyőződésünk, hogy a 4. és 5. p o n tb an felsorolt terü letek et, a funkcionális genom ikát, farm akogenom ikát az ország jö v ő je szem pontjából fontos kutatási területek közé kell sorolni és megfelelő támogatásban kell részesíteni.

A fentiekből kitűnik, hogy a molekuláris biológia nem egyszerűen egy diszciplína, ha­

nem a z egész biológiát átjáró szemléleti-módszertani eszköztár, az életfolyam atok m eg­

értésén ek és befolyásolásának alapvető szintje. A hagyom ányos diszciplínák kö­

zül a biokém ia és biofizika m in d ig is m olekuláris (sőt szubm olekuláris) feloldá- sú volt, a sejtbiológiát, genetikát, im m u n o ló g iát és m ikrobiológiát pedig m ár annyira átjárta ez a m egközelítés, hogy m a m in d ezek et m olekuláris biológiai

(al)diszciplínáknak tartják. Ez persze n em je le n ti azt, hogy e vizsgálódási te rü le ­ tek n ek ne volna m eg sajátos profiljuk, tételesen felsorolható frontvonalaik, igen nagy gyakorlati (orvosbiológiai és biotechnológiai) jelentőséggel. E zek leírásától eltek in tü n k , am i n em értékítélet, csupán a tö m ö rítés igénye diktálja. Az életje­

lenségek alapján való osztályozás szerint egyetlen diszciplínát ism e rte tü n k rész­

letesen, a neurobiológiát. E n n e k oka az id egrendszer vezérlő szerep én ek köz­

p o n ti jelen tő ség e és az idegi funkciók sokszintű szerveződése.

N eurobiológia

A gyunk m egism erése k o ru n k legnagyobb kihívásának tek in th ető , m ely n ek n em csupán filozófiai jelen tő ség e van. M agának a m eg ism erést végző sze rv ü n k n ek a m egism erése m essze tú lm u ta t az elm életi érdekességek szintjén, hiszen az e m ­ beriség fizikai, szellem i egészségének m egőrzéséhez, sőt a társadalm i folyam a­

to k értelm ezéséhez, irányításához is alapvető jelen tő ség ű . N e m v életlen ü l nyil­

v ánította az A m erikai E gyesült Á llam ok elnöke és szenátusa az 1990-es éveket

„Az agykutatás évtizedé”-n e k , am ihez a m agyar ko rm án y elsőként csatlakozott 1991-ben. Az agykutatás vagy neurobiológia egy kom plex m ultidiszciplináris tudom ányág, m elynek robbanásszerű fejlődését az e lm ú lt két év tizedben a társ- tu d o m án y o k (m olekuláris biológia, biokém ia, biofizika, szám ítástechnika) b e­

vonásával létre h o zo tt új m ó d szerek tették lehetővé. Egyre szap o ro d n ak azok a kom plex m egközelítési m ódok, m elyek ugyanazt a jelen ség et több szinten, egy­

m ást kiegészítő m etodikákkal vizsgálják. E zek az ered m én y ek hozták m eg azt az áttö rést a neurobiológiában, m elynek révén az egyes aldiszciplínák eredm ényei k ö zö tt kialakult az átjárhatóság, s így lehetővé vált az egyes agyi folyam atok m o ­ lekuláris, sejt- és hálózati szin tű funkcionális értelm ezése. A hazai n e u ro b io - lógiának is elsősorban a diszciplináris h atárterü letek en van esélye a n em zetközi élvonalba tartozó kutatások folytatására, és elism ertségének m egőrzésére. A m ultidiszciplinaritás hangsúlyozása m ellett az egyes id egtudom ányi kutatási te­

rü letek et k ü lö n fejezetekben foglaljuk össze.

M olekuláris neurobiológia

Az e lm ú lt két évtizedben a m olekuláris biológia és genetika, v alam in t a g én tec h ­ nológia robbanásszerű fejlődése és az idegrendszeri kutatásokban való té rh ó d í­

tása soha n e m látott m érté k b en m egsokszorozta a sejt-, m olekuláris és génszintű ism ereteinket az idegrendszer fejlődéséről, m űködéséről és rendellenességeinek okairól.

- Ism eretein k gyarapodtak az idegsejtek differenciálódásának, kapcsolataik kialakulásának és m ű k ö d ésén e k alapvető m echanizm usairól, v alam int az azokat irányító génekről és azok szabályozásáról.

- A n e u ro tra n sz m itte r-re c e p to ro k és tran szp o rterek klónozásával közelebb ju to ttu n k az idegsejtek közötti k o m m u n ik áció alapm echanizm usainak

m egértéséhez.

- Egyedi idegsejtek m olekuláris m arkerekkel való azonosítása és jellem zése soha n e m látott lehetőséget adott a k ezünkbe neuronális hálózatok k o m p ­ lex m ódszerekkel való vizsgálatához és m ű k ö d ésü k m egértéséhez.

- A genetikailag m ó d o síto tt állatok idegrendszeri kutatásokban való alkalm a­

zásának lehetőségei pedig szinte korlátlanok. Egyes gének élő állatban való

„elrontásával”, illetve m ű k ö d ésén e k célzott m egváltoztatásával azok fu n k ­ ciója kom plex idegi m ű k ö d ések b en is vizsgálható. M a m ár arra is van lehe­

tőség, hogy ezzel a m ódszerrel idegsejtcsoportokat „m egjelöljünk” és tulaj­

donságaikat célzottan m egváltoztassuk.

- N öv ek szik az olyan súlyos n eurodegeneratív m egbetegedések szám a is, am elyeknél m ár sikerült azonosítani a kialakulásukban szerepet játszó gén­

hibákat (pl. A lzh eim er- és H u n tin g to n -k ó r). A „fordított g enetika” m ó d ­ szerével pedig a pszichiátriai kórképek, valam int kábítószer-, n ik o tin - és alkoholfüggőség kialakulásában szerepet játszó gének azonosíthatók.

- A m olekuláris neurobiológiai alapkutatás ered m én y ein ek hasznosítása egyre nagyobb hangsúlyt kap a gyógyszerkutatásban is. Az idegrendszeri betegségek m olekuláris okainak pontosabb ism erete és a genetikailag m ó ­ d o síto tt állatm odellek használata hatásosabb gyógyszerek előállítását teszi lehetővé. A klinikai gyakorlatban pedig általánossá vált a m olekuláris diag­

nosztika alkalmazása és m egkezdődött a neuro d eg en eratív kórképek és agydaganatok tü n etein ek enyhítésére és gyógyítására szolgáló génterápiás eljárások kidolgozása is.

Az élenjáró országokhoz képest M agyarországon nagyon lassú ü te m b e n ha­

lad a m olekuláris biológia térhódítása az idegtudornányokban. Az országban gyakorlatilag csak egyetlen olyan laboratórium létezik (az M T A K ísérleti O rv o s- tu d o m án y i K utatóintézetében), am elyik a génklónozástól a g én m ű k ö d és szabá­

lyozásának vizsgálatán át a genetikailag m ó d o síto tt állatm odellek előállításáig a m olekuláris biológia szinte teljes fegyvertárát felhasználja az idegrendszeri kuta­

tásokhoz. N é h á n y vezető laboratórium ban, felism erve a m olekuláris biológiai technik ák b an rejlő rendkívül nagy lehetőségeket, m ost kezdik beép íten i azokat a saját kutatási irányaikba. A m agyar ideg tu d o m án y o k kiem elkedő nem zetközi színvonalának a m egtartásához azonban nem csak a m olekuláris biológiai tech n i­

kák használatának, h an em a m olekuláris szem léletnek is szervesen be kell épül-

neuiQbiaiógia

nie az idegtudom ányokba. E zért egyrészt a m olekuláris biológiai ism eretek n ek nagyobb hangsúlyt kell kapniuk az idegtudom ányi oktatásban és posztgraduális képzésben, m ásrészt a m olekuláris neurobiológiának a tudom án y fm an szíro zás- ban is elő n y t kellene élveznie. Ez elősegítheti m in d a klasszikus id eg tu d o m á­

nyokba való beépülését, m in d pedig gyógyszergyári és klinikai alkalm azását.

E zt követeli m eg a társadalm i igény is, m ivel m a m ár a k o rszerű és hatékony gyógyszerfejlesztés és a gyógyítás sem képzelhető el erőteljes m olekuláris h áttér nélkül.

Funkcionális neuroanatómia, molekuláris anatómia

A n eu ro an ató m ia olyan tradicionális diszciplínának tek in th ető , am ely talán a legrégebben m ű v elt ága a neurobiológiának, m égsem m egy, n em m e h e t ki soha a „divatból”. Az egyes társdiszciplínák fejlődése, újabbak keletkezése az anató­

m ia folyam atos m egújulását eredm ényezik, új kérdések feltételére késztetik, il­

letve új válaszok adására teszik alkalmassá. T ip ik u s példa a m olekuláris biológia forradalm i berobbanásával já ró új anatóm iai kutatási ág, a molekuláris neuro­

anatómia kifejlődése. E n n e k persze feltétele vo lt a több m in t húsz évvel koráb­

ban kifejlesztett im m u n h iszto k ém iai m ó d szerek bevonása a neuroanatóm iába.

Szinte n ap o n ta klónoznak m eg újabb és újabb receptor-, tran sz p o rter- és ion- csatorna-típusokat, fejtenek m eg újabb szintézislebom lási útvonalakat, foszfori- lációs-defoszforilációs enzim kaszkádokat. E zek az ered m én y ek az onban nem válhatnak az idegrendszer m űködéséről alkotott elképzeléseink szerves részévé, am íg fu nkciójukat és p ontos lokalizációjukat m eg n em határozzuk. A m o lek u lá­

ris n eu ro an ató m ia teszi lehetővé az új receptor alegységek, egyéb regulációs fe­

h érjék és en zim ek cé/zoíí fiziológiai és farm akológiai vizsgálatát, hiszen pontosan m egm utatja, hogy hol érdem es, hol kell vizsgálódni, m ely sejteket, régiókat, szinapszisokat kell összehasonlítani. A hatásm ech an izm u st je lz ő szubcelluláris lokalizációra is alkalmas, például m egm ondhatja, hogy egy ad o tt recep to rtíp u s p re-, p o szt-, peri-, extra- vagy szubszinaptikus elhelyezkedésű, am i nem csak az endo g én tran sz m itter hatásának m egfejtéséhez elenged h etetlen , h an e m az exo- gén, esedeg terápiás céllal bevitt drogok h atásm ech an izm u sát és a hatás pontos helyét is jelzi. Szám os alkalom m al tette lehetővé a strukturális viszonyok pontos tisztázása a korábban érte lm e zh etetlen élettani és gyógyszertani ered em én y ek m agyarázatát.

A funkcionális n euroanatóm iai és elektrofiziológiai m eto d ik ák „házassága”

világszerte je le n tő s előrelépést h o zo tt az agy kom plex integratív központjai - ezek k ö zö tt is legjelentősebben a m agasabb re n d ű id eg m ű k ö d ések ért felelős agykéreg - m ű ködésének, neuro n h áló zatain ak felderítésében. Szám os m eto d i-

kai és koncepcionális előrelépés épp en m agyar kutatóknak kö szö n h ető , tehát ezen a te rü le te n M agyarország továbbra is tartja a Szentágothai János és iskolája által kivívott vezető szerepét a világban. Ú j sejttípusok és kapcsolódási törvény- szerííségek m eghatározása tette lehetővé olyan, régóta fennálló élettani kérdések m egválaszolását, m in t a theta-oszcillációk keletkezési m ech an izm u sa, vagy újabban a tudatos érzékelés szem pontjából je le n tő sn e k tarto tt gam m a-oszcillá­

ciók (40 H z ) generálásának n euronhálózati szin tű m agyarázata.

A z idegi sejtbiológia (celluláris neurobiológia) és fejlődésbiológia

Ez a diszciplína az ideg- és gliasejtek élettanával, m olekuláris felépítésével, m tercelluláris kapcsolataival és az idegszöveti sejttípusok kialakulásával foglal­

kozik. Vizsgálódási körébe sok olyan kérdés tartozik, am elyek m ás n e u ro ­ biológiai tu d o m ányághoz is sorolhatók, de jellegzetes m ódszerei és a sejtes szer­

veződés szm tjén folytatott vizsgálatai segítségével „új” jelen sé g ek et tár fel.

A m o d e rn sejtbiológiai m ó dszerek lehetővé tették az addig „m egközelíthetet­

le n ” idegsejt-sajátosságok vizsgálatát, és a kutatás az utóbbi tizen ö t évben látvá­

nyos ered m én y ek e t h o z o tt a szinaptikus anyagkibocsátás folyam atai, a növeke­

dési faktorok term elődése és hatása, a bioelektrom os sejtaktivitás, az idegszöveti sejttíp u so k kialakulása és kapcsolatterem tése stb. területén. A sejt- és szövette­

nyésztés m ó d szerein ek fejlődése az egyes idegszöveti sejttípusok in uitro fe n n ta r­

tását és ellen ő rzö tt k ö rü lm én y e k közötti vizsgálatát biztosította. A m ik ro - elektrofiziológiai m ó d szerek finom odásával, a „nem invazív”, fluoreszcens kép­

alkotó te<;hnikák és a szám ítógépes videom ikroszkópia kidolgozásával közvetle­

nü l m egfigyelhetővé vált a sejtek élettani m űködése. A m olekuláris biológia esz­

köztárának felhasználásával az ideg- és gliasejtek genetikai m ódosítása m egvaló­

sítható, és ezzel elérh ető céllá vált az idegsejt-fenotípust m eghatározó g én m ű k ö d ése k feltárása. A felnőtt agyban is jelen lev ő idegsejt-előalakok k im u ­ tatása és az idegi „törzssejtek” in vitro m ódosításának lehetősége azt ered m én y ez­

te, hogy intenzív kutatások ind u ltak a - sérülések vagy n eu ro d eg en eratív beteg­

ségek so rán - pusztu ló idegsejtek pótlását vagy hiányzó anyagok ú jrate rm elő d é­

sét célzó gyógyító eljárások kidolgozására. Az agyszövet sérülésekre adott válaszainak, az agyi gyulladásos folyam atoknak a m egértését és klinikai kezelését je le n tő se n segítik az ideg- és gliasejtek reakcióinak in vitro vizsgálatai, am elyek az alkalm azott (gyógyszeripari, klinikai) kutatásoknak is m eghatározó ágává váltak.

Az idegsejteken vagy idegsejtreceptorokkal transzfektált sejtvonalakon végzett toxikológiai-farmakológiai vizsgálatok a gyógyszeripari laboratórium ok vegyület- válogató m ódszereivé fejlődtek. M iu tán az idegsejtek olyan „végdifferenciált” sej­

tek, am elyek sok - m ás sejttípusban is kim utatható - sajátságot végletesen kifejlett

form ában hordoznak (vagy n em jelen íten ek m eg), az idegi sejtbiológia az általá­

nos sejtbiológiai kutatásokban is kiem elt területté vált.

M agyarországon az idegi sejtbiológia elm életi kérdéseit több egyetem i (EL T E , P O T E , S O T E , S Z O T E ) és akadém iai (K O K I, SzBK) lab o rató riu m b an vizsgálják, m ódszereit p edig nagyon sok ku tató h ely en alkalm azzák. A sejtszintíj n eurobiológiai kutatásokat folytató kutatóhelyek szám ának és teljesítm ényének növekedése jelzi, hogy a n em zetközi irányultsághoz hasonlóan az utó b b i évek hazai id egtudom ányi kutatásaiban is je le n tő se n n ő tt az idegi sejtbiológia je le n ­ tősége.

Idegélettan, farmakológia

Az agy norm ális és kóros m ű k ö d ésén e k és gyógyszeres befolyásolhatóságának m egism erése szem pontjából alapvető je len tő ség ű az idegsejtek egym ás közötti, v alam int a k ü lö n b ö ző szervrendszerekkel fe n n ta rto tt ko m m u n ik áció ján ak fel­

tárása. E zek a kutatások, m elyek zöm m el az elektrofiziológia és farm akológia tárgykörébe tartoznak, az idegi kom m u n ik áció több szerveződési szintjét céloz­

zák m eg: a kom plex n eu ro nhálózatok, agyi régiók m űködését, az egyedi sejtek aktivitását, a sejteken kialakuló ionáram ok és az általuk létre h o zo tt feszültségvál­

tozás tulajdonságait, illetve az ingerületátvivő anyag felszabadulásában és az io n ­ áram ok kialakításában szerepet játszó receptorok, csatornafehérjék, m ásodlagos hírvivő m olek u lák és enzim kaszkádok közvetlen vizsgálatát. Az e lm ú lt két év­

tized b en az ideg tu d o m án y o k ezen ágai óriási fejlődésen m e n te k keresztül, ami elsősorban a technikai újításoknak és a k ü lö n b ö ző társtu d o m án y o k (fizika, m o ­ lekuláris biológia, biokém ia) hozzájárulásának, együttes alkalm azásának köszön­

hető. Sajnos, ezt a roham os fejlődést a M agyarországon folyó elektrofiziológiai kutatások n em , vagy csak részben voltak képesek követni.

Az agyi régiók, kom plex n eu ro n h áló zato k vizsgálata az elektroenkefalográfia (E E G ), illetve az ún. „ m u lti-u n it” aktivitás regisztrálásával és elem zésével alvó vagy éb ren levő állatokban az 1960-1970-es években élte fénykorát. M ára ezek a m ó d szerek sajnos kissé háttérb e szorultak, és sokszor m in t kiegészítő vizsgála­

to k szerepelnek a m ai m o d e rn fiziológiai lab o rató riu m o k m etodikai arzenáljá­

ban. Az alv ás-éb ren lét k ü lö n b ö ző fázisainak vizsgálatában m a is h o zn a k új ered ­ m ényeket ezek a m ódszerek, de a legnagyobb visszhangot kiváltott megfigyelés a tudatos érzékeléssel, felism eréssel, v alam int az akaratlagos cselekvéssel kapcso­

latba h o zh a tó nagy frekvenciás (gam m a, 40 H z ) agykérgi oszcillációk észlelése volt. A gam m atevékenység m egjelenése m in d e n bizonnyal tudati, pszichikus tevékenységet tükröz. A je le n tő s új felfedezések közé tartozik az esem ényfüggő p o ten ciálo k (event-related potentials; E R P) m egfigyelése, m elyben hazai ku ta­

tók is részt vettek (M T A Pszichológiai Intézet). Az illeszkedési negatív hullám (M ism atch negativity: M M N ) felism erése igazolta, hogy az agy képes az ún.

n e m illeszkedő befu tó ingerek azonnali detektálására.

Az e lm ú lt tíz évben a m ak ro fizio ló g iai vizsgáló m ó d sz e re k új le n d ü le te t k ap tak az e lső so rb a n az e m b e ri agy m ű k ö d é s é n e k vizsgálatára k ifejlesz te tt ú n . n e m invazív k é p a lk o tó eljárások révén. E z e k nagy fe lb o n tá su k segítségé­

vel kis agyi ré g ió k v é rá ra m á n a k vagy m e ta b o liz m u sá n a k a v álto zá sát re g isz t­

rálják, am i a fe ltétélezés sz e rin t korrelál az id eg sejtek m íík ö d é sév el. E zen eljáráso k - a fu n k c io n á lis m ágneses re z o n a n c ia k épalkotás (fM R I) vagy a p o z itro n e m issz ió s to m o g ráfia (P É T ), k o m b in álv a az E E G és/vagy az egyes sejtek tü z e lé sé n e k elem zésév el - igen ré szletes b e te k in té s t n y ú jta n a k az egyes a g y te rü le te k fu n k ció jáb a, illetve az a g y te rü le te k közti k ap c so la to k m ű ­ k ö d ési sajátosságaiba fiziológiás és patológiás k ö rü lm é n y e k k ö zö tt.

Az e lm ú lt évtized legm arkánsabb fejlődését a sejtszintű neurofiziológia m u ­ tatta. Ez a patch-clam p m éréstechnika kifejlesztésének kö szö n h ető , am ely igen széles k ö rb e n elterjedt, és tö b b tudom ányág kutatásai m ódszereit alkalm azva az egyedi idegsejtek m ű k ö d ésén e k igen részletes m egism erését ígéri. A fluoresz­

cens m ikroszkópia társítva a patch-clam p elvezetésekkel lehetővé teszi a sejten belüli Ca^"^ koncentrációváltozások nagyon p ontos idő- és térbeli felbontású analizálását. E zen a kutatási vonalo n ma a „k é t-fo to n ” konfokális pásztázó m ik­

roszkóp alkalm azása je le n ti a csúcstechnológiát, am ellyel sikeresen m érh e tő k intracelluláris je le k akár élő állatokból is. Igen nagy fejlődési poten ciált je le n t a m olekuláris biológia egyes m ó dszereinek kom binálása a patch-clam p techniká­

val (pl. „single cell P C R ”, különféle fehérjék kifejeztetése az idegsejtekkel v íru s­

v ek to ro k segítségével stb.). M a M agyarországon alig fél tucat patch -clam p m é­

rőállom ás szolgálja a neurobiológiai kutatásokat. M a m ég gyerm ekcipőben já r hazánkban m in d a fluoreszcens m ikroszkópia, m in d a m olekuláris biológia összekapcsolása e m éréstechnikával, de m eghonosításukra a kezdeti lépések m eg tö rtén tek .

K iem elkedő n em zetközi színvonalú elektrofiziológiai kutatások folynak M a­

gyarországon elsősorban a celluláris fiziológia, a rendszerfiziológia (agyi régiók, k o m plex hálózatok szintje), valam int a pszichofiziológia terü le té n , m elyben részt v esznek az o rvostudom ányi egyetem ek élettani, gyógyszertani, anatóm iai és neurológiai intézetei, a tu dom ányegyetem ek élettani intézetei, v alam int az M T A Kísérleti O rv o stu d o m án y i K utatóintézete és Pszichológiai Intézete.

A farmakológiai kutatások jelen tő s része az alkalm azott gyógyszergyári fejlesz­

tő tevékenység, illetve a klinikai kutatások körébe tartozik, itt m o st röviden csak az alapkutatás jelleg ű irányokat foglaljuk össze. A klasszikus in vitro szövetsze- let-p re p ará tu m o k b ó l tö rté n ő tran sz m itter felszabadulását vizsgáló m etodikákat

az e lm ú lt n éh án y évtizedben in vivő m ikrodialízis vizsgálatok egészítették ki, am elyek - társulva a fejlett, nagy nyom ású folyadékkrom atográfiás (H P L C ) ana­

litikai eljárásokkal, és újabban a töm eg-spektrom etriai m éréstechnikával - leh e­

tővé tették a szabadon m ozgó, illetve az altatott állatok k ü lö n b ö ző agyi régióiból tö rté n ő transzm itter-felszabadulás m érését. A szelettechnika azonban továbbra is egyedülálló m ód szer m aradt ezen folyam atok p re - és posztszinaptikus szabá­

lyozási m echan izm u sain ak feltárására, az egyes ingerületátvivő anyagok ürülésé- ben részt vevő receptorok, ioncsatornák, transzporterek, m ásodlagos hírvivő ren d szerek azonosításában. E zek a kísérletek képezik m in d en alkalm azott far- m akológiai kutatás alapját, az egyre specifikusabb hatású drogok tervezésének kiin d u ló p o n tját. N apjainkban a farm akológiai kutatások je le n tő s fejlődésen m e n n e k keresztül a m olekuláris biológiai m etodikák bevonása révén (lásd m o ­ lekuláris neurobiológiai fejezet), m elyek közvetlen lehetőséget biztosítanak - a transzgenikus vagy k n o ck o u t állatok előállításával — a neu ro tran szm isszió egyes fázisaiban szerepet játszó fehérjék p o n to s funkciójának m eghatározásában.

Jelen tő s előrelépés tö rté n t az utóbbi tíz évben a külö n b ö ző ingerületátvivő anyagoknak (noradrenalin, dopam in, szero to n in ) az egyes elm ekórképekben játszo tt szerepének tisztázásában.

N euroim m unológia, neuroendokrinológia, neurokémla

Jelentős új kutatási irány a nairoimmtinológia, am ely az idegrendszer védekezési reak­

cióival és az ideg- és az im m unrendszer kölcsönhatásainak vizsgálatával foglalkozik.

M egdőlt az az elképzelés, m iszerint a központi idegszövet sérülései nem váltanak ki lokális im m unreakciókat. A neurodegeneratív kórképek jelentős részében alapvető szerepet játszanak az idegszöveti gyulladásos reakciók, de a folyamatok okainak és m echanizm usának feltárása kezdeti stádium ban van. A hazánkban is m egindult kö­

zös im m unológiai és neurobiológiai kutatások m ár eddig is hozzájárultak bizonyos kérdéskörök megválaszolásához. Magyar kutatók is hozzájárultak annak bizonyítá­

sához, hogy a sokáig m ereven huzalozottnak tekintett idegrendszer képes sok egyéb szervünk m ellett egy folyékony halmazállapotú effektorrendszerrel, az im m u n - rendszernek a vérben jelenlévő kom ponenseivel (T limfociták, antitestek) is köl­

csönhatásba lépni, ezeken keresztül pedig a szervezet természetes védekező rend­

szerét tonikusan megfelelő aktiváltsági állapotban tartani. M a m ár tisztázottak a köl­

csönhatás lehetséges pontjai, a résztvevő ingerületátvivő anyagok és egyéb faktorok.

M agyarországon a hagyom ányosnak m o n d h ató és m a is kiterjed ten alkalm a­

zott in vitro transzm itter-felszabadulási vizsgálatok a világ élvonalába tartoznak, és számos kutatóhelyen, az orvosegyetem ek farmakológiai intézeteiben, az M T A Kísérleti O rv o stu d o m án y i és K özponti Kém iai K u tatóintézeteiben folynak.

Egy-egy kutatóhelyen (M T A K O K I) a m olekuláris neurobiológiai m etodikák m eghonosítására is sor k erü lt a farm akológiai kutatásokban, továbbá - hasonló­

k éppen az elektrofiziológiai vizsgálatokhoz - itt is alkalm azzák a leg m odernebb kalcium leképezési (im aging) eljárásokat, ideértve a „két-foton” technikát is.

A hazai farm akológia tehát ráérzett a helyes fejlődési irányra, m inim ális késéssel követve a nem zetközi trendeket. A gyorsabb fejlődés és a felzárkózás csupán a m egfelelő m értékű támogatás függvénye.

Az idegélettani kutatásokhoz sorolható a neuroendokrinológia is, m elynek ki­

em elk ed ő szerepe van szám os, a h o rm o n h áztartás szabályozásával kapcsolatos alapkutatás, valam int napjaink egyik legégetőbb egészségügyi problém ája, a stressz vizsgálatában. Szám os organikus m egbetegedés kiváltó okát sikerült m egtalálni a krónikus stressz által ind u k ált (centrális és perifériás) idegi folya­

m atokban. Id etartoznak az im m u n re n d sz e r betegségei, az arra visszavezethető rák, gyom orfekély, a szív és az érren d szer károsodása, a magas vérnyom ás és az abból fakadó egyéb szervi problém ák, és m ég folytathatnánk a sort. A váratlan környezeti ingerekre adandó optim ális válaszhoz szükséges szin tű (egészséges) stressz, illetve a káros hatású krónikus stressz kialakulási m echanizm usait, k o n t­

rollálhatóságát, az egészséges és káros stressz közötti élettani, farmakológiai és molekuláris szintű különbségeket sok laboratórium ban vizsgálják a világ vezető orvostudom ányi kutatóhelyein. A hazai neuroendokrinológia, nagy nem zetközi hagyom ányainak m egfelelően, m a is a világ élvonalába tartozó k u tató cso p o rto k ­ kal rendelkezik, m elyek az orvosegyetem ek anatóm iai és élettani intézeteiben, v alam int az M T A Kísérleti O rv o stu d o m án y i K utató in tézetéb en m űködnek.

A n eu ro en d o k rin o ló g iát is forradalm asította a m olekuláris biológia és a kal- ciu m -im ag in g technikák, ezeknek az új m egközelítési m ó d o k n ak is szám os hazai követője van.

A neurokétniai kutatások tárják fel az idegszöveti anyagcsere m echanizm usait, az idegszöveti sejtek m akrom olekuláris felépítését, a sejtek közötti folyadéktér és az extracelluláris m átrix összetételét. A szöveth o m o g en átu m b ó l vagy szövet­

nedvből v ett m in ták m olekuláris elem zése nagyban hozzájárult - és a jö v ő b en fontos eredm ényeket ígér - az élettani és kórélettani folyam atok m egértéséhez.

A „klasszikus” neu ro k ém ia eredm ényei és m ódszertára b eé p ü lt az idegi m o le­

kuláris és sejtbiológiai, hisztokém iai, im m uncitokém iai és idegélettani kutatá­

sokba. A neu ro k ém ia önálló ered m én y ein ek köszön h ető ek a tran sz m itter-m e ta- b o lizm u sró l, az agyi védekező reakciókról, a sejtspecifikus (n eu ro n -g lia) anyag­

csere-folyam atokról n yert ism eretein k és az idegszövet szám os m ak ro m o le­

kuláris alkotójának azonosítása, szerkezetének feltárása. H azán k b an több egye­

tem i és akadém iai k u tató lab o rató riu m b an folynak neu ro k ém iai alapkutatások.

A hazai gyógyszergyárak szinte m in d en biokém iai laboratórium ában is végeznek részben alkalm azott, részben alapkutatás jelleg ű n eurokém iai kísérleteket. Az egyetem i és gyári kutatások egyik fő iránya az agyi hipoxiás károsodás és dege- neratív m egbetegedések patom ech an izm u sán ak tisztázása és gyógyszeres befo­

lyásolása. A m agyar n eurobiológia kiegyensúlyozott fejlődése szem pontjából fontos, hogy a m olekuláris biológiai kutatások erősítése m ellett a sikeres és nagy hagyom ányokkal rendelkező neurokém iai kísérletes tevékenység is kellő tám o ­ gatást kapjon.

Szám ítógépes neit ronhálózat-modellezés

A z egyre precízebb anatóm iai, fiziológiai és farm akológiai adatok ideális helyze­

tet te re m te n e k a realisztikus szám ítógépes n eu ro n h áló zat-m o d ellezés számára.

E h hez term észetesen szükséges volt a szám ítógépek sebességének és m em ó ria­

kapacitásának ugrásszerű növekedésére is. M a m ár jó l m o d ellezh ető k például az agykérgi oszcillációs folyam atok, az egyes n e u ro n o k receptív m ezőtulajdonsága- inak kialakulása, az epilepsziás szinkronizációs folyam atok és az egyedi sejteken a k ü lö n b ö ző lokalizációjú serkentő és gátló szinapszisok terjedése, szu m m á- ciója. A m o d e lln e u ro n o k és a belőlük összeállított hálózatok nem csak replikálják a biológiailag m ért adatokat, hanem felhasználhatók kísérletesen tesztelhető predikciók előállítására is. Ez a m odellezés egyik leglényegesebb területe, m ely­

ben a hazai kutatócso p o rto k (az M T A K özponti Fizikai K utató in tézetéb en , a JA T E É lettani és a S O T E A natóm iai Intézeteiben) kezdenek felzárkózni a n e m ­

zetközi élvonalhoz.

Inten zív en fejlődő terü le t a neuroinformatika, az idegrendszer m ű k ö d ési tö r­

vényszerűségein alapuló analóg szám ítógépek tervezése. M agyarország ezen a terü le te n is az é le n já r az M T A Szám ítástechnikai és A utom atizálási K u tató in té­

zetén ek egy csoportja révén.

Viselkedés-neurobiológia

A m agatartáskutatás is erőteljesen fellendült, am it jó l m u ta t a m agatartással fog­

lalkozó szaklapok szám ának és színvonalának em elkedése, v alam int az, hogy a n em m agatartási profilú lapok egyre több m agatartási vonatkozású cikket közöl­

nek. A tisztán m agatartásleíró, vagy egyszerűbb h o rm o n -m a g a ta rtá s kapcsolato­

kat vizsgáló kutatások helyét fokozatosan átveszi az idegi m e c h a n izm u so k ku ta­

tása, am ely alkalm azza a leg m odernebb neurobiológiai kutatási m ódszereket.

H angsúlyos kutatási irányok a pszichikai rendellenességek állatkísérletes k utatá­

sa, v alam in t a kábító- és élvezeti szerek hatásainak kutatása. M in d k é t kutatási

iránynak m egvan a tisztán gyakorlati, „gyógyszerkereső”, v alam in t a m ech an iz­

m u so k at vizsgáló irányzata. T e re t nyer a h u m á n etológia, m in t az em beri pszi­

ché és a gyógyszerhatások kutatásának új, a pszichiátriát és a pszichológiát kiegé­

szítő irányzata.

M agyarországon az ideg tu d o m án y o k hagyom ányosan magas színvonala ked­

vező feltételeket te re m t a m agatartáskutatás új irányzatai szám ára. T ö b b m a­

gyarországi kutatási közp o n tb an m in d tem atikailag, m in d technikailag magas színvonalú és korszeríí kutatás folyik. A hagyom ányos, „leíró” kutatási irá n y o k - am elyek term észetesen külföldön is tovább élnek - talán a nem zetközinél m aga­

sabb arányban m aradtak fenn idehaza. Az egyes kutatók teljesítm ényén túl azon­

ban a m agatartáskutatás jelen léte a hazai tudom ányos életben nem olyan hang­

súlyos, m in t a legtöbb fejlett amerikai vagy európai országban. E n n ek fontos oka lehet a szakem berképzés lényeges lemaradása az igényektől. A magatartáskutatás, bár m o d e rn m ódszereinek jelentős részét az idegtudom ányoktól kölcsönzi, továbbra is egy sajátos képzettséget és gondolkodásm ódot igénylő tudom ány. Szá­

m os országban saját tanszéke van olyan részterületeknek (pl. m agatartástarm ako- lógia), am elyeket idehaza egyáltalán nem , vagy csak más tárgyak keretein belül, hiányosan oktatnak. A szakem berképzés elégtelensége e tudom ányág hazai fejlő­

désének kom oly problém ája lehet.

Szupraindividuális biológia

E fejezetben azon diszciplínákkal foglalkozunk, am elyek az egyed feletti biológiai szerveződés szintjeit veszik szem ügyre. A lapegységük a populáció, de a szupra­

individuális jelen ség ek populáció-kollektívum ok, társulások, ső t társuláskom p­

lexek k ö réb en egyaránt érvényesülnek.

Az é rin te tt diszciplína elsősorban a szünbiológia. A szünbiológia: a különböző élőlények együttélésével, társulásképzésével foglalkozó tu d o m án y , am ely m agá­

ban foglalja a ,je le n ség tan t” (pl. a vegetációtant) és az okokat kereső ökológiát (m in t szubdiszciplínákat), m ik ö zb en m aga az ökológia is szám os, m ára önállósodó ré szterü letre ('pl. viselkedésökológia, evolúciós ökológia, ökojiziológia stb.) bom lott.

A hidrobiológia is szünbiológiai részdiszciplína, am elyet a sajátos közeg m iatt ha­

gyom ányosan kü lö n tárgyalnak. M u n k án k b a n k itérü n k a növény- és állattaxo- nómiára is, ezek nélkül szünbiológiai kutatás n em létezik.

A felsorolt szakágak a diszciplínák (részdiszciplínák-szubdiszciplínák) nagy ép ü leté n ek k ü lö n b ö ző m érték b en , de elk ü lö n ü lő , m o n o litik u s elem eit jelen tik . G o n d o lju k meg: az egyetem ek intézm én y i-o k tatási struktúrájában m ajd m in d ­ egyikről önálló tanszék gondoskodik, tu d o m á n y tö rté n e tü k eltérő, gyakran vizs-

gálád o b je k tu m u k is, de főleg a m egközelítési-szem léleti m ód, a m ó d szerta n az, am i önálló. A tárgynak ez az igen nagyfokú heterogenitása - k ü lö n ö sen a kény- szeriieri szííkre szabott terjedelm i keretek k ö zö tt - ó hatatlanul tü k rö ző d ik az alábbi szem lében. T ö b b terü le t áttekintésére - k ü lö n b ö ző okokból - n em k erü l­

h e te tt sor. Egyes esetekben azért n em , m ert hazai m űvelésü k csak n em ré g in ­ d u lt m eg. Ilyen például a tájökológia, az a részdiszciplína, am ely p edig m ár a közeljövőben is integráló szerepet tö lth e t be.

N e m z e tk ö z i fejlem ények

A tu d o m á n y organikus fejlődésének m egfelelően az 1990-es évek elejéig a p o ­ pulációs szintre összpontosító, elsősorban evolúcióökológiai és viselkedésökoló­

giai érdeklődés újra az életközösségek felé fordult.

A term észetvédelm i p rak tik u m oldaláról jelen tk ező , az elm életi kutatások iránti igény hívta élete a természetvédelmi biológiát (konzervációbiológiát). Az el­

m élet és a gyakorlat egym ásra találásának nagy szerepe v olt az ökológiában világ­

szerte tapasztalt kétirányú skálaáttörésnek: érzékelve, hogy a szupraindividuális biológiai jelen ség ek értelm ezéséhez és m agyarázatához n em kielégítő a k utatá­

sok klasszikus élőhelyléptéke, kiterjesztették azt egyrészről a hosszú távú és nagy térlép ték ű (táj-, regionális és globális szintű), m ásrészről a fin o m stru k tú rák at feltáró, m ik ro lép ték ű vizsgálatok irányába. A váltást és áttörést nem csak a k u ta­

tások té r- id ő skáláján tapasztalhatjuk, hanem a tan u lm án y o zo tt organizációs szin­

tek közelítésén is. A populációbiológiai és életközösségi kutatások m ár em lített, sajátos kapcsolata m ellett je le n tő s ered m én y ek születtek az individuális különbsé­

gek populációbiológiai szerepe és a p opulációszintű jelen ség ekfiziológiai és mole­

kuláris értelmezése kapcsán is. K ülön ki kell e m e ln ü n k az életközösségek és p o p u ­ lációk nem egyensúlyi dinamikájának felism erését, m ely paradigm aváltáshoz veze­

tett az ökológiában és konzervációbiológiában egyaránt. Az evolúciós ökológia m ára nag y m érték b en m eghatározza a korábban egyeduralkodó evolúciógenetikai kutatások m e n e té t is. Az életmenet-evolúció és a viselkedésökológia után a kognitív ökológia is önálló tu d o m án y terü letté vált. A m ó d szertan b an is ro h am o s fejlődés­

nek vagyunk tanúi. A vegetációtanhan nagy és egyre nagyobb gépi adatbázisok, m ásrészt új és újabb sokváltozós m ódszerek, a n u ll-m o d ellek (neutrális m o d e l­

lek) elterjedése teszi a kutatásokat egzaktabbá; egyre több terü le te n gyökeresedik m eg a m odellezés. M eg h o n o so d n a k a távérzékelési m ó d szerek is. A hidro- biológiáhm szem léletbeni változás tö rtén t, am ely a vizet csak a vízgyűjtő te rü le ­ tével együtt, az ottani folyam atok, tö rtén ések figyelem bevételével kezeli. M o st van k ib ontakozóban a növényi állom ányok, illetve term észetes társulások fizio­

lógiai folyam atainak kutatása. A globális klím aváltozás (em elkedő C O o -k o n - centráció és léghőm érséklet) hatásait prognosztizáló kutatási terü le te n belül a növényi ökofiziológia ro h am o s m ódszertani fejlődést m utat. N ag y o n pozitív fejle­

m ény a zootoci«ómía m ódszertani fegyvertárának rendkívül gyors gyarapodása az inform atika ered m én y ein e k hasznosításával. A m ásik, igen h atáro zo tt tren d a m olekuláris biológia m ó d szerein ek igen nagyarányú felhasználása növény- és zootaxonómiai problém ák m egoldásában, am ely m ára egy új tudom ányág, a mole­

kuláris filogenetika kifejlődéséhez vezetett.

A ha za i kép a n em ze tkö zi trendek tükrében

A szupram dividuális biológia hazai m űhelyei szám os terü le te n b e tö rte k a n e m ­ zetközi élvonalba. V ilágszínvonalúak az elm életi kutatások és ered m én y ek az evolúciógenetikában, az adaptív dinam ikai m odellezésben, a té rb e n stru k tú ráit p o pulációk vizsgálatában, az életm enet-evolúcióban. Sikeres könyvek je le n n e k m eg külföldön; m agyar társszerzős az első tö rtén e ti evolúciógenetikai könyv.

K iem elkedőek a m adárviselkedés-ökológiai tanulm ányok; egyes term észetes és agrárterü letek állatközösségeinek szerkezetére és m űk ö d ésére v o n atkozó felis­

m erések. a fényre rep ü lő rovarok évtizedes országos m onito ro zásán ak ere d m é ­ nyei. A vegetációtanban aJtihász-Nagy Pál kifejlesztette m ódszercsalád forradal­

m asította a koegzisztenciális szerkezetek vizsgálatát. E lism ertek a vegetációdina­

m ikai eredm ények, a trópusi botanikai (vegetációtani és taxonóm iai) kutatások.

KülföldörNis n épszerűek m agyar k utatók által készített sokváltozós statisztikai program csom agok. A zootaxonóm iát illetően szám os állatcsoportban folyam a­

tosan n em zetközi színvonalúak az eredm ények. A hidrobiológia terén külföldi elism ertségnek ö iv e n d e n e k a B alaton, a K is-B alaton és a D u n a vízm inőségével, anyagforgalm ával foglalkozó, a gyakorlatban is fontos felism eréseket ho zó k u ta­

tások. N öv én y i ökofiziológusaink beju to ttak a nem zetközi élbolyba, például az em elt szé n -d io x id -szin t hatásainak kutatása révén. A sor távolról sem teljes.

U gyan ak k o r h an g sú ly o zn u n k kell, hogy a szünbiológiai diszciplínák, így az ökológia is, eseten k én t lokális-regionális kötöttségűek. E settan u lm án y o k szin t­

jé n nagy feladataink vannak itth o n , a K árpát-m edencében, és ezek n em szükség­

sze rű en találkoznak a n em zetközi trendekkel.

R ep rezen táció n k a n em zetközi szervezetekben jó , de a hazai kutatások súlya és színvonala ennél tö b b re is jogosítana. S zakm ánk nagy m egbecsülése, hogy a B ritish Ecological Society egyik tiszteleti tagja m agyar. Az e lm ú lt p eriódusban m agyar volt a E u ro p e an Ecological F ederatio n alelnöke, és je le n vagyunk a E u ro p e an C e n tre fór N a tu re C o n serv atio n igazgatótanácsában is. Jelen tő s a k épviseletünk az Intern atio n al A ssociation o f V egetation S cience-ben is.

A szupraindividuális szerveződési szintekre jellem ző az int'ramdividuális szin­

tek jelenségeivel szem ben az igen nagy kom plexitás, a sokkal nagyobb variabilitás, a sztochaszticitás, a folyam atok jóval nagyobb tér- és időléptéke, és az, hogy a fo­

lyam atok állandóan változó feltételek között zajlanak. E zért hozták létre (az Egye­

sült Á llam okban) az 1980-as években a tervszeríí-szervezett-koordinált, hosszú távú ökológiai kutatásokat (Lx)ng T erm Ecological Research, LTER ), a különböző b iom okban létesített nagy kutatóállom ásokat, illetve ezek hálózatát. Az állom áso­

kon ism eretes az objektum előtörténete, biztosítva van a beállított kísérletek zavartalansága, folyamatossága. M ondani sem kell, hogy m ára a kutatások nag\' fokú m űszerezettséget és magas fokú képzettséget igényelnek, valam int nagy költ­

ségigényűek. Az egyes állom ásokon folytatott m érések technológiáját (és részben a tem atikát is) m in im u m -stan d ard előírások szabályozzák. Az utóbbi öt év fontos fejlem énye, hogy folyam atban van az International Long T e rm Ecological R e­

search elnevezésű nem zetközi kutatási hálózat kifejlesztése. Jelenleg 16 ország tagja e n n e k a rendszernek. Az IL TER alakításában M agyarországnak kezdettől fogva szerepe van m in t az egyik első európai csatíakozó partnernek. A k im o n d o t­

tan j ó nem zetközi reputáció jó rész t annak a hét-nyolc projektnek köszönhető, am elyek hazánkban kettő-négy évtizede folynak (de am elyek infrastruktúrája több­

ségében vagy elavult, vagy m ég igazából ki sem épült). A kép kifelé szebb, m in t a valóságban: az L T E R -standardnak m egfelelő állom ásunkjelenleg m ég egy sincs.

B ár a hazai taxonóm ia n em zetközileg m ég m in d ig nagyon e lis m e r t, a legkor­

szerűbb m olekuláris filogenetika terü le té n szinte el sem in d u ltu n k , am in sürgő­

sen változtatni kell.

H a z a i intézm ényi feltételek

A szupraindividuális biológiai diszciplínák hazai in tézm ényi feltételei gyenge k ö zepesnek m inő síth ető k . Az akadém iai k u tató in té zm én y e k közül két intézet, a vegetációtant és hidrobiológiát m űvelő Ö kológiai és B otanikai K u tató in tézet (b en n e a M agyar D u n a k u ta tó Á llom ás) és a B alatoni Lim nológiai K utatóintézet, továbbá egy osztály, az agrárterületen m ű k ö d ő M T A N övén y v éd elm i K u tató in ­ tézet Z oológiái O sztályának fő profilja kifejezetten szünbiológiai, de kutatói lét­

szám u k jóval kisebb, m in t az szükséges lenne. E zen a helyzeten csak részben ja ­ v íto tt a négy k utatóhely tem atikus társulása egy ökológiai k ö zp o n t k ereteiben, és a korábbinál több fiatal kutató alkalmazása. Ráadásul je le n tő s te rü le te k h iányoz­

nak. A terresztris állatökológiai alapkutatások például csak kutatócsoport szingén vannak képviselve a hazai akadémiai palettán.

E gyetem i vonatkozásban m ég k edvezőtlenebb a helyzet. L egtöbb felsőoktatá­

si in té z m é n y ü n k b e n m indössze 1-2 szünbiológiai p ro filú tanszék m űködik,

ezek az összes szupraindividuális biológiai tárgy oktatását ellátják. így n em ritka, hogy az „egytárgyas” (egyetlen diszciplínához kapcsolódó, m in d ö ssze n éhány főko llég iu m o t előadó) tanszékekkel szem b en az „ökológiaiak” 1 0-20 főkollé­

g iu m o t IS kénytelenek gondozni. Ez term észetesen m in d oktatási hatékonysá­

gukat, m in d pedig kutatási kapacitásukat csökkenti. E hh ez já ru l, hogy a k ény­

szerű és az oktatatási terh e k et figyelm en kívül hagyó leépítések az ökológiai tan­

székeket jo b b a n sújtották, m in t a sokkal kevesebb oktatási feladatokat ellátó egységeket. Szükséges len n e a szünbiológiai profilú tanszékek gyarapítása, pél­

dául hidrobiológiái, etológiái stb. tanszékek létesítése is.

A kutatási bázis teljes áttekintésére a helyszűke m iatt n em vállalkozhatunk.

A teljes kép m egrajzolását az is nehezíti, hogy egyes terü letek re n e m éppen a k u ­ tatói koncentráltság jellem ző . Persze a kutatási bázist erősítik azok a tanszékek, in tézetek is, ahol csupán egy-két szakem ber m űveli az adott terü letet. P éldának h o zz u k fel a vegetációtant, am ely képviselve van a négy tudom án y eg y etem en , négy szakegyetem en tan székenként néh án y fővel, két főiskolán, a M agyar T e r­

m észettu d o m án y i M ú z e u m N övénytárában és vidéki m ú z e u m o k b a n , de m ég n em ze ti parkokban is. Széles a hidrobiológia bázisa is (a két akadém iai intézet m ellett m ég B udapesten a V IT U K I, az E L T E , D eb rece n b en a K LTE, n éhány m ás egyetem i és főiskolai tanszék. Szarvason a H A K I, v alam int a vízügyi és k ö r­

nyezetvédelm i k utatóhelyek stb.). F eltű n ő a növényt;ixonóm iát m ű velők kis száma. A m in d alaptudom ányos, m in d alkalm azások tek in tetéb en fontos p o p u ­ lációgenetikai kutatások igen elhanyagoltak. S zűkösek a zo otaxonóm ia bázisai: a M agyar T erm é szettu d o m án y i M ú ze u m A llattárának túlsúlya változatlan, az egyetem i bázisok alig gyarapodnak.

A nehézségek ellenére egyre több m ű h ely dolgozik eredm ényesen. Az akadé­

m iai in tézetek közül V ácrátót a vegetációkutatás kiem elkedő központja, a tih a­

nyi in téze tb e n pedig a hidrobiológia terü le té n folyik világszínvonalú m unka. Az ag rárterü leten az M T A N ö vényvédelm i K u tató in tézetén ek Z oológiái O sztálya m ű k ö d ik eredm ényesen. Az egyetem ek közül az E L T E elsősorban a gerinces­

kutatás és az elm életi-m o d ellező m u n k a szám os vonalán n y ú jt nem zetközileg szá m o n ta rto tt eredm ényeket. A K LTE jelen leg i specialitása és fő erőssége a h id ­ robiológia és a viselkedésökológia, az ökológiai m odellezés, a JA T E -n az állat­

közösségek vizsgálata rendelkezik je le n tő se b b hagyom ányokkal, nem zetközi hírnévvel és e m ellé zárkózott fel a konzervációbiológia. Igen eredm ényesen m űv elik a J P T E -n a vegetációkutatást, felfejlődőben van az állatökológia. A M a ­ gyar T erm é sz e ttu d o m á n y i M ú z e u m Allatökológiai K utatócsoportja a szárazföl­

di állatközösségek vizsgálata, a G A T E p edig a növényi ökofiziológia terü le té n n y ú jt kiválót. Igen j ó kapcsolat alakult ki a akadém iai k u tató in té zete k és az egye­

tem i tanszékek között. Az eg yüttm űködés m in d a kutatásban (közös projektek,

pályázatok, külö n ö sen a vegetációkutatásban), m in d pedig az oktatásban, első­

sorban a P h D -k ép z ésb en hatékony.

A k u tatóhelyek felszereltsége, hála az utóbbi 5-6 év kiegyenlítettebb tu d o ­ m ánypolitikájának, sokat jav u lt, de m ég m in d ig n em m egfelelő. A sokáig „olcsó”

diszciplínáknak tarto tt szupraindividuális biológiai tu d o m án y o k ró l az utóbbi id ő b en nyilvánvalóvá vált, hogy csak úgy tarthatják m eg helyüket a nem zetközi m ező n y b en , ha fegyvertárukba a nagy tér-idő léptékű projectek, terepkísérletek és n e­

m egyszer m olekuláris technikákat alkalm azó laboratórium i kísérletek egyaránt szerepelnek. Ez peáigfelszereltség- és költségigényes.

A közeljövőben egy p erm a n en sen m ííködő, akadém iai, terresztris állatökoló­

giai kutatásokat végző, legalább osztály szintű bázis létrehozása, a hosszú távú kutatá­

sokat segítő terepbázis („long-term site”) kifejlesztése a legfontosabb feladat.

A folyam atos biom o n ito ro zás alapvető fontosságú a kis és nagy té r- id ő léptékű ökológiai változások regisztrálásához és előrejelzéséhez. E n n ek anyagi feltétele a terepbázisok alapellátásának hosszú távú biztosítása, am i a jelenlegi pályázati re n d ­ szerben n e m m egoldott. E lenged h etetlen a nehézségekkel k üszködő egyetemi tanszékek helyzetének normalizálása is. M egfelelő pályázatokkal és erkölcsi tám oga­

tással továbbra is segíteni kell a regionális szintű, határokon átnyúló kutatásokat is.

A K árpát-m edence ugyanis egészen unikális lehetőségeket b iztosít egy ökológiai E U -ré g ió létrehozásához.

Szakem berállom ány

A szem élyi helyzet kedvezőbb az intézm ényinél, annak ellenére, hogy m ég m in ­ dig nagyon kevés a terü le te n dolgozó k u tató k és egyetem i oktató k száma. Az egyes részterü letek en azonban eltérő a helyzet. A hidrobiológiában a m in ő sítet­

tek k ö zö tt a 40 év alattiak aránya alacsony, az utánpótlás állapota n e m m egnyug­

tató. A vegetációtan terü le té n a kutatói koreloszlás az elm ú lt évtizedek tu d o ­ m ánypolitikájának következtében torz: szenior kutatók, sok fiatal pályakezdő m ellett az ötvenesek korcsoportja ugyancsak alulreprezentált. Ö rv e n d etes, hogy az e pálya irán t érdeklődők szám a évek óta magas: e fiatalok több ség ü k b en jó képességűek, erős szakmai elkötelezettséggel. A generációs viszonyok a zoo- taxonóm iában szinte katasztrofálisak: alig van a pályára ú jo n n a n belépő fiatal kutató. H a so n ló a helyzet a növénytaxonóm iában is. Az utánpótlásképzés hely­

zete n e m rossz. G raduális szin ten az EL T E , a K L T E és a JA T E ökológusokat ké­

pez ágazati vagy szakirányi képzés form ájában. Jó n é h á n y pro g ram biztosítja a posztgraduális képzést. Igen nyugtalanító viszont, hogy álláshelyek hiányában m ég a legjobbak pályán m aradása is kérdéses. Az akadém iai in téze te k b en például év enként egy vagy két fiatal j u t szerződéses alkalm azáshoz, és csupán három

évre. A te re p m u n k ák hosszadalm assága m iatt ennyi idő a P hD -disszertáció m egírásához n em elegendő; am úgy a szervezett P h D -k ép zés befejezése utáni el­

helyezkedés szintén igen problem atikus.

Pt4blikációs és információs viszonyok

A szünbiológiát tekintve m egállapítható, hogy a nem zetközi publikációs lehetősé­

gek m essze lem aradnak a biológia más ágaitól. A vezető ökológiai-szünbiológiai folyóiratok visszautasítási rátái 70-80% -osak, im pakt faktoruk csak kivételesen haladja m eg a kettőt, de n em egy vezető folyóiraté egynél is kisebb. E n n ek elle­

nére örvendetes, hogy^ külö n ö sen fiatal ökológusaink egyre nagyobb szám ban j u t ­ nak be vezető nem zetközi folyóiratokba. Evoíúcióbiológusaink ren d szeresen p u b ­ likálnak erős nem zetközi lapokban; növényi ökoftziológusaink nagyszám ú tan u l­

m ányt tettek közzé nem zetközi peer-rev iew folyóiratokban. A zootaxonómia terén publikációs és inform ációs viszonyaink jó n a k m o ndhatóak. N em csak arról van szó, hogy hazánkban több színvonalas folyóiratban lehet jó zootaxo- nóm iai cikket publikálni, h anem e cikkek szám ára a n em zetközi lapok is n y ito t­

tak. Hidrobiológiái tárgyú cikkeket 5-6 hazai folyóiratban lehet közölni, ezek egyi­

ke sem im pakt faktoros, de legtöbbje referált. A hazai és n em zetközi folyóiratok­

ban k özölt cikkek itt kb. fele-fele arányt m utatnak.

A szünbiológia egyik sajátossága, hogy eredm ényei je le n tő s részben lokális vagy regionális jellegűek, ezért a nem zeti és regionális publikációs fó ru m o k j e ­ lentősége az utóbbi időben sem csökkent. H azánkban m indössze egy, évente m egjelenő, deklaráltan ökológiai tárgyú folyóirat van, az inkább regionális je lle ­ gű Tiscia, de az utóbbi időben szinte kizárólag szünbiológiai cikkeket publikál az E L T E N ö v é n y ren d szertan i és Ö kológiai T anszéke által m eg jelen tetett y465íracto Botanica is, am ely az e lm ú lt években n em zetközileg is ism ertté vált. Jelen leg lé­

péseket tesznek arra, hogy azAbstracta Botanica és a nem zetközi Coenoses egyesü­

lésével egy új, hazánkban szerkesztett, világszínvonalú közösségi ökológia folyó­

irat (Coninnmity Ecology) jö ijö n létre. Ö rv e n d etese n bőv ü lt a korábban csak taxo­

nóm iai cikkeket publikáló Acta Zoologica Academiae Scientiarum Hungáriáé profilja is, m elynek új publikációs stratégiája és n em utolsósorban v ezető zoológusokból álló n em zetközi szerkesztőbizottsága m áris nagyban h ozzájárult ered m én y ein k n em zetközi elism ertségéhez. N in cs egyeden hazai hidrobiológiái folyóirat sem , de úgy tűnik, nincs is rá igény. Ú j fejlem ény, hogy a biotika (elsősorban a florisztika) és a vegetációtan felívelő népszerűségének je le k é n t tö b b helyi, m a­

gyar nyelvű folyóirat is létrejött.

Az anyagi szűkösség rányom ja bélyegét a könytárak könyv- és folyóirat-ellátá- sára is. N e m m egnyugtató, hogy fontos nem zetközi folyóiratokat csak a kutatók