כיצד המיקרוביום תורם לשיתוף פעולה, אלטרואיזם וחברתיות

המיקרואורגניזמים שבגופנו גורמים לבני אדם להתקרב ולעזור זה לזה, גם כאשר אין ביניהם קרבה גנטית

לפי עקרונות הברירה הטבעית, רק התנהגויות שמסייעות לפרט לשרוד ולהתרבות, ממשיכות להתקיים. עם זאת, תופעות רבות מתקיימות גם כאשר לא ברור מהי התועלת שהן מעניקות לפרט המבצע אותן או לגנים שלו. פרופ’ לילך הדני מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב, וצוותה, שכולל את הדוקטורנטים יעל גורביץ’ ואוהד לוין-אפשטיין, מנסים לפענח את התופעות הללו בכלים מתמטיים ולהבין מה מאפשר ומניע אותן. כך, למשל, הם חוקרים אבולוציה של שיתוף פעולה ואלטרואיזם (זולתנות).

מהו האינטרס של פרט לעזור לאחר על חשבונו. שהרי לפי דרווין, אבי תורת האבולוציה, כדי להעמיד צאצאים ולשרוד הפרט צריך להילחם על משאבים מוגבלים בטבע. לפיכך, מדוע שיהיה נדיב לאחר? או שאפילו יקריב את עצמו למענו? לדברי פרופ’ הדני, “שיתוף פעולה בטבע הוא תופעה נפוצה, והוא לא תמיד נובע מסיבות מובנות כגון קשר דם והדדיות. במקרים רבים הוא מתקיים בין פרטים שאינם קרובים גנטית, ואפילו בין מינים שונים לחלוטין. שאלנו את עצמנו איך הגנים שתורמים לשיתוף פעולה ואלטרואיזם מתפשטים באוכלוסייה, והצענו את האפשרות שלמיקרוביום – טריליוני המיקרואורגניזמים (כגון חיידקים) שחיים בגופנו, ובעיקר במעי – יש בכך תפקיד. ייתכן שהגנים של המיקרוביום תורמים להתנהגות החברתית. שכן, כיום כבר ידוע שהמיקרוביום יכול להשפיע גם על התנהגות המאכסן ולא רק על בריאותו”.

מאז שנת 2007, אז הכריזו חוקרים על פרויקט חקר המיקרוביום האנושי, הולכות ונחשפות עדויות מחקריות על השפעתם המכרעת של המיקרואורגניזמים שבגופנו על הבריאות, הפיזית והנפשית שלנו. חלקם עלולים לגרום למחלות זיהומיות קשות, כגון מחלות מעי דלקתיות, וחלקם יכולים להיאבק בהן. חלקם גם מייצרים נוירוכימיקלים שעשויים להשפיע על ההתנהגות, אשר עוברים מהמעי למוח (מסלול שנקרא “ציר מעי־מוח”).

ידוע כי אינטראקציה וקרבה פיזית מאפשרות למיקרואורגניזמים הללו ואחרים לעבור מפרט לפרט. בנוסף, ידוע, כאמור, כי הם מייצרים בגוף המאכסן נוירוכימיקלים, ובהם מוליכים עצביים כסרוטונין ודופמין, שמגיעים למוח ועשויים להוביל לרצון למגע, עזרה, קרבה וכדומה. כך, לפי פרופ’ הדני, מכיוון שהברירה הטבעית פועלת לטובת הגנים של המיקרואורגניזמים שמצליחים להתפשט ולשרוד, הם מעודדים את המאכסן ליצור אינטראקציות חיוביות (כגון האכלה והגנה) עם פרט אחר. וכך המיקרואורגניזמים עשויים גם להדביק את הפרט השני וגם לסייע לשרידות קרוביהם שיעברו אליו באינטראקציה. כלומר, הם עושים מניפולציה על המאכסן שלהם כדי שיוכלו להפיץ את הגנים שלהם, וייתכן שכך גם גורמים לו להיות חברתי ומשתף פעולה.

טיפול אבהי הוא דוגמה ייחודית להתנהגות אלטרואיסטית. באחד ממחקריהם האחרונים בחנו פרופ’ הדני וצוותה את תפקיד המיקרוביום בהתפתחותו של טיפול זה. הם בנו מודל אבולוציוני-מתמטי-הסתברותי שהתבסס על שני מבנים משפחתיים: נקבה, זכר וצאצאיהם לעומת נקבה, זכר וצאצאים מעורבים (גם כאלו שעשויים להיות של זכר אחר). באמצעות המודל הם בדקו אם גנים של המיקרוביום יכולים לעודד אבות לטפל בצאצאים (באמצעות הפרשת הנוירוכימיקלים המתאימים בגופם), גם כאשר הסיכוי שהצאצאים האלה שלהם, אינו גבוה. אם לוקחים בחשבון רק את הגנים של האבות, פעמים רבות הם צפויים להשקיע אנרגיה במציאת בנות זוג נוספות, בהפצת זרעם והעמדת כמה שיותר צאצאים, ולא בטיפול אבהי. לפיכך נשאלת השאלה, מתי בכל זאת הם יעדיפו לדאוג לצאצאים במקום לחפש הזדמנויות זוגיות נוספות?

המודל הראה כי חיידקי המיקרוביום של האבות עשויים לתרום לכך; כאשר אב יוצר אינטראקציה עם הצאצא (למשל האכלה) הוא עשוי להעביר לו גם חיידקים. כלומר, האינטראקציה מגבירה את העברת הגנים המיקרוביאלית, והיא כמובן לא מחייבת קרבה גנטית בין האב לצאצא. בנוסף, טיפול בצאצא מגדיל את סיכויי השרידות שלו – ושל המיקרוביום שלו. במצב כזה יהיה יתרון לחיידקים שמעודדים טיפול אבהי. לכן, המיקרוביום עשוי להסביר התנהגות אבהית גם בקרב אבות שאין להם לכאורה אינטרס לכך (למשל כאשר צאצאיהם מאומצים). מחקר זה מחייב אמנם בדיקה אמפירית, אך בינתיים אפשר להסיק ממנו כי למיקרוביום עשוי להיות תפקיד משמעותי בטיפול האבהי. מסקנה נוספת היא שגורמים המשפיעים דרמטית על הרכב המיקרוביום (כגון אנטיביוטיקה) עשויים לשנות את היחס של אב לצאצאיו.

 החיים עצמם:

פרופ’ לילך הדני, בת 47, נשואה ואם לשני ילדים (בני 9 ו-12). בזמנה הפנוי אוהבת לקרוא, לטייל ולתרגל יוגה. היא בחרה לעסוק בחקר האבולוציה מכיוון ש”אותי מעניין ה’למה’ יותר מאשר ה’איך'”.