Page 17 - מגזין הטכניון

האבולוציה דטרמיניסטית, לא אקראית - זוהי מסקנתו של צוות-ביולוגים בינלאומי הכולל חוקרים
.Developmental Biologyו- Current Biology מהטכניון. המחקר האמור פורסם בכתבי העת
האירוע המכונן בביולוגיה המודרנית הינו תיאוריית האבולוציה שאביה הוא צ'רלס דרווין - אבולוציה
במנגנון של ברירה טבעית. לפי תיאוריה זו מתרחשת האבולוציה באופן דטרמיניסטי - על ידי הישרדותם
של הפרטים המוצלחים יותר, והורשת תכונותיהם לדורות הבאים. דוגמה לתהליך זה היא התארכות
הצוואר בג'ירפות.
למרות מרכזיותה של תיאורית דרווין, באמצע המאה ה-02 הוצעו מנגנונים אבולוציוניים נוספים כדוגמת
התיאוריה הנייטרלית. לפי מנגנון זה, אבולוציה מתרחשת על ידי שינויים שאינם מקנים כל יתרון לפרט
שנושא אותם )תכונות ניטרליות( ומורשים באופן אקראי )הורשה אקראית(. תיאוריה זאת מנבאת שלא
התפתחותיות, מאחר שהאקראיות מונעת מתן יתרון לתכונה מסוימת. למשל, אם אורך ˙ÂÓ‚Ó יווצרו
הצוואר אינו מקנה יתרון לג'ירפה, הרי שאנו צפויים למצוא בטבע ג'ירפות קצרות צוואר כפי שאנחנו
מוצאים ג'ירפות ארוכות צוואר.
חשיבותה של השאלה העסיקה במרוצת השנים מדענים רבים, שניסו לבחון מתי פועלת האבולוציה על
ידי הורשה דטרמיניסטית ומתי על ידי הורשה אקראית. עם זאת, הכרעה חותכת בין שני המנגנונים
התגלתה כיעד קשה להשגה.
בעקבות זאת הוקם כוח משימה מדעי בין-לאומי, אשר בחן את השאלה מתוך גישות שונות וטכנולוגיות
(. כוח המשימה כלל חוקרים מארבע מדינות - ארצות הברית, צרפת,DNA חדשות )כגון אנליזה של רצפי
גרמניה וישראל. הצוות הישראלי כלל את הדוקטורנטית אירנה קולוטוייב ופרופסור בנימין פודבילביץ'
מהפקולטה לביולוגיה מהטכניון.
"התרכזנו באפיון התפתחות איבר המין הנקבי ב-15 מיני תולעים," מסביר פרופסור פודבילביץ'. "קבוצת
תולעים זו היא אחת הקבוצות העיקריות שבהן תהליכים אבולוציוניים נחקרים ומאופיינים הן במעבדה
והן בסביבה הטבעית."
החוקרים סימנו כארבעים מאפיינים של אבר המין, ובחנו את הדמיון והשוני במאפיינים אלו בין התולעים
השונות.
הממצאים הצביעו חד משמעית על מגמות, דהיינו התפתחות אבולוציונית חד-כיוונית, שאיננה עולה
בקנה אחד עם אבולוציה אקראית. המסקנה: זוהי התפתחות אבולוציונית דטרמיניסטית.
±∑
Á Â ˙ È Ù Â † ¯ ˜ Á Ó
Ï Â ˆ È 
È Ë  ‚
È „ „ ‰
˙ È ‡ ¯ ˜ ‡ † ‰  È ‡ † ‰ È ˆ Â Ï Â · ‡ ‰
תיעדו לראשונה את MITמדענים בטכניון וב-
מכלול הביטוי הגנומי של וירוס-פרזיט ושל
החיידק המאכסן. המעקב בוצע במהלך שמונה
שעות של הדבקה ויראלית במערכת המכילה
את החיידק הימי פרוכלורוקוקוס
. המחקר, שבוצע על ידי(Prochlorococcus)
ד"ר דבי לינדל מהפקולטה לביולוגיה בטכניון
, התפרסםMITופרופסור סאלי צ'יזהולם מ-
. פרופסורNature באחרונה בכתב העת
צ'יזהולם היתה בין מגלי הפרוכלורוקוקוס
בשנת 5891.
È„„‰†ÈÂȈÂÏ·‡†ÍÈω˙
החוקרות סבורות כי המחקר יביא לבחינה
מחודשת של הגישה המדעית לחקר הקשרים
בין וירוסים למאכסנים שלהם - אינטראקציות
המשחקות ככל הנראה תפקיד מרכזי בהעברת
גנים בין מינים שונים. אחת ההשערות
המרכזיות העולות מן המחקר היא שהמפגש
בין המאכסן הימי לבין הווירוס עשוי להיות
לא רק "קרב" בין שני פרטים, אלא גם תהליך
אבולוציוני הדדי משמעותי, המסייע לשני
המינים לשפר את התאמתם לחיים באוקיינוס.
לינדל וצ'יזהולם מאמינות כי עיקר ההסבר
להגברת הביטוי הגנטי ולחילופי הגנים הוא
שהחיידק מפעיל גנים מסוימים בתגובה
להדבקה, וזאת כאמצעי להגנה עצמית. הווירוס
"למד" להשתמש בגנים האלה לתועלתו, ולשלב
אותם בגנום שלו עצמו. לאחר מכן, כאשר
הווירוס תוקף בחיידק אחר, הוא מגביר את
אותם גנים בעצמו כדי לשפר את "התנחלותו"
בחיידק המאכסן. כאשר חיידק שורד הדבקה,
DNAאותם גנים משופרים משתלבים חזרה ב-
של החיידק ב"איים גנומיים", ומשפרים את
סיכוייהם של החיידק וצאצאיו לשרוד בסביבה
הימית הקשה.
בהמשך המחקר תיבדק השאלה אם הגנים
החיידקיים המתפתחים בווירוס אכן מעניקים
יתרון הישרדותי לווירוס, ולאחר העברתם חזרה
לחיידק - גם לו.