מופה עץ החיים המכיל את הקשרים בין 2.3 מיליון המינים הידועים למדע – מחיידקים ועד האדם

מדובר במאמץ משותף של חוקרים מ-11 אוניברסיטאות לפתח עץ שימפה את הקשרים בין היצורים החיים שהתפצלו זה מזה במהלך השנים, החל מראשית החיים לפני 3.5 מיליארד שנים

חוקרים פיתחו לאחרונה מהדורה מקוונת ראשונה של עץ החיים המכיל את כל 2.3 מיליון המינים שזכו לשם מדעי של כל היצורים החיים – בעלי חיים, צמחים, פטריות, ומיקרובים (חיידקים וארכיאות).

תרשים העיגול מתאר את העץ של כל צורות החיים על פני כל ההסטוריה של 3.5 מיליארד השנים מאז נוצרו החיים לראשונה, וכיצד הם התפתחו והתגוונו. איור: Credit: opentreeoflife.org

מדובר במאמץ משותף של חוקרים מ-11 אוניברסיטאות לפתח עץ שימפה את הקשרים בין היצורים החיים שהתפצלו זה מזה במהלך השנים, החל מ\לראשית החיים לפני 3.5 מיליארד שנים.

עשרות אלפי עצים קטנים יותר פורסמו במהלך השנים עבור ענפים נבחרים של עץ החיים, חלקם מכילים עד מאה אלף מינים, אך זו הפעם הראשונה שהממצאים הללו שולבו יחדיו ליצירת עץ אחד המשלב את כל צורות החיים.
התוצאה הסופית היא מאגר דיגיטלי, הזמין לכל אחד לשימוש או לעריכה, מעין “ויקיפדיה” של היחסים האבולוציוניים בין המינים.
זו הפעם הראשונה שבה נעשה מאמץ אמיתי לאסוף את כל הנקודות ולשלב אותן יחדיו” אומרת החוקרת הראשית בפרויקט קארן קרנסון מאוניברסיטת דיוק. “חישבו על כך כגרסה 1.0″ הוסיפה.
הגרסה הנוכחית של העץ ביחד עם המידע וקוד המקור זמינים ל”גלישה” והורדה בקישור זה

הממצאים גם פורסמו ב-18 בספטמבר בכתב העת PNAS של האקדמיה הלאומית האמריקנית למדעים.
עצים אבולוציונים, תרשימי ענפים שנראים לעיתים קרובות כהכלאה בין מנורה למפת קווי רכבת תחתית, לא נועדו רק כדי לבחון האם דב הנמלים קרוב יותר לחפרפרת או לפרת הים, או מי הדודן הקרוב ביותר של עובש הרפש. הבנת כיצד מיליוני מינים קשורים זה לזה יכולה לסייע למדענים לגלות תרופות חדשות, לשפר את היבולים ואת תפוקת חיות המשק ולעקוב אחר מקורותיהם והתפשטותם של מגיפות כדוגמת האיידס, האבולה ושפעת.
במקום לבנות את עץ החיים מחדש, אספו החוקרים ועיבדו אלפי פיסות קטנוות יותר שכבר פורסמו ונגישים באינטרנט ומיזגו אותם יחדיו למעין עץ על ענק המשלב את כל המינים המוכרים למדע ולפיכך זכו לשם מדעי.
הגרסה הראשונה משלבת כ-500 עצים קטנים יותר שפורסמו במחקרים קודמים. כדי למפות עצים ממקורות שונים לענפים והחוטרים של עץ על ענק אחד, אחד האתגרים הגדולים היה לספור את שינויי השמות, השמות החלופיים, טעויות איות נפוצות והקיצורים לשמו של כל מין. החולדה האדומה המזרחית לדוגמה מסווגת תחת שני שמות מדעיים: Lasiurus borealis ו- Nycteris borealis. נמלים קוצניות חלקו פעם שם מדעי עם קבוצה של צלופחי מוריי.
“למרות שמדובר במאמץ אדיר בזכות עצמו, הטיוטה של עץ החיים היא רק השלב הראשון”, כותבים החוקרים. נכון להיום, רק חלק זעיר מהעצים שפורסמו זמינים דיגיטלית. מתוך למעלה מ-7,500 מחקרים פילוגניים פורסמו בין השנים 2000 ל-2012 בלמעלה ממאה כתבי עת רק נתוניהם אחד מכל שישה מחקרים בפורמט שהחוקרים יכלו להשתמש.
מרבית העצים האבולוציוניים פורסמו ב-PDF ואחרים בקצבי תמונה שלא ניתן להכנס אפילו לבסיס הנתונים שלהם או למזג אותם עם עצים אחרים.

“ישנו פער די גדול בין סך כל הידע המדעי אודות המינים החיים והיחסים ביניהם לבין מה שזמין דיגיטלית בפועל” אומרת קרנסון. לפיכך, היחסים המתוארים בכמה מחלקי העץ כגון הענפים המייצגים את משפחות האפונה והחמנייה, לא תמיד תואמים את דעת המומחים. חלקים אחרים של העץ, בפרט אלו העוסקים בחרקים ובמיקרובים, עדיין חמקמקים. זאת מכיוון שהארכיונים המקוונים הגדולים ביותר של רצפים גנטיים גולמיים – מהם מפיקים את העצים האבולוציוניים – מכילים נתוני DNA של פחות מחמישה אחוזים מעשרות מיליוני המינים החיים על כדור הארץ היום.
לא פחות חשוב מלהראות מה אנו יודעים אודות היחסים בין המינים, עץ חחיים ראשון זה, חשוב גם כדי לחשוף מה שאיננו יודעים, אומר דאגלס סוליטס מאוניברסיטת פלורידה, אף הוא ממחברי המאמר.

כדי לסייע במילוי הפער פיתחו אנשי הצוות תוכנה שתסייע לחוקרים בתחום להכנס, לעדכן ולשנות אם צריך את העץ, ככל שיצטברו נתונים חדשים ממחקרים טריים, וכך ניתן יהיה לבנותא ת העץ גם עבור מיליוני מינים שעדיין לא זכו לשם או אף לא התגלו.

“זה איננו פרויקט גמור” אומרת קרנסטון. “חיוני לחלוק נתונים שכבר פורסמו ועבודות שיפורסמו הלאה אם אנו רוצים לשפר את העץ.

“לפני 25 שנים עצם המטרה של בניית עץ חיים גדול היה בלתי אפשרי” אמר סולטיס. “עץ החיים הפתוח מהווה נקודת התחלה שחוקרים אחרים יוכלו כעת לעדכן ולשפר בעשורים הבאים.”

המחקר מומן בחלקו על ידי הקרן הלאומית למדע של ארה”ב.

למאמר המדעי

להודעה של החוקרים

עוד בנושא באתר הידען:

ברוכים הבאים למשפחה – עושים סדר בעץ האבולוציה של האדם

שושנת הים – חצי צמח, חצי בעל חיים

האבולוציה כתורה המסבירה תופעות רבות – מהתפתחות היקום ועד להתפתחות החברה מאת יובל נאמן