מדוע מינים מסוימים שורדים הכחדות המוניות? הסוד הוא אולי “שכפול גנום שלם” חבוי

גנטיקאים גילו אירוע שכפול גנום שלם שהתרחש בעבר באב הקדמון המשותף של חידקנים ודגי משוט שיתכן ועזר להם בעת ההכחדה ההמונית של לפני 200 מיליון שנה

גנטיקאים גילו תגלית משמעותית על ההיסטוריה הקדומה של חידקנים ודגי משוט, שיש לה השלכות עמוקות על הבנתנו את האבולוציה. הם גילו מופע חבוי של “שכפול גנום שלם”  באב הקדמון המשותף של שני המינים האלה, אירוע שכנראה איפשר וריאציות גנטיות שאולי העניקו יתרון באירוע של הכחדה המונית חמורה שהיה לפני כמאתיים מיליון שנים.

בהכללה, הממצא רומז על האפשרות שיש הרבה שכפולי גנום שלם משותפים שלא התגלו במינים אחרים, שקדמו לתקופות של תהפוכות סביבתיות דרסטיות לאורך ההיסטוריה הסוערת של כדור הארץ.

המחקר, בראשות פרופסור איפה מקלייזי (Aoife McLysaght) וד”ר אנתוני רדמונד מבית הספר לגנטיקה ומיקרוביולוגיה של טריניטי קולג’ דבלין, פורסם זה עתה בכתב העת הבינ”ל המוביל Nature Communications.

פרופסור איפה מקלייזי אמרה: “שכפול גנום שלם זה בדיוק כמו שזה נשמע – אירוע אבולוציוני מרתק שבו גנום שלם מועתק ומודבק כך שהחומר הגנטי של מין הוא פתאום כפול ממה שהיה קודם. רוב המינים, כמונו, הם “דיפלואידים” – בעלי זוגות כרומוזומים, אחד מכל הורה – אחרי שכפול גנום שלם כל דבר קיים בארבע עותקים. זה למעשה מספק הרבה חומר גלם להתרחשות מוטציות – ואבולוציה. בסופו של דבר הגנום של מין יחזור לזוגות האופייניים באמצעות תהליך שנקרא דיפלואידזציה מחדש.

“שכפול גנום שלם ודיפלואידזציה מחדש ידועים מזמן, אבל מה שחדש ומלהיב הוא שהראנו שאורך הזמן שלוקח להשלמת החלק השני של התהליך מאוד חשוב. במקרה הזה הוא היה מאוד, מאוד ארוך – כל כך ארוך עד שנראה ששכפולי גנים מסוימים הם ספציפיים למין, והתרחשו אחרי ששני המינים נפרדו בעץ החיים.

“כתוצאה מכך, לא הבחינו עד כה בשכפול הגנום השלם הקדום המקורי שהתרחש לפני שהמינים נפרדו. אנו סבורים שייתכן שאותו הדבר קרה בשושלות של מינים רבים אחרים וזה חשוב בגלל האפשרות שזה יצר תנאים גנומיים שעזרו למינים לשרוד הכחדות המוניות”.

גנטית, בחידקנים ודגי משוט יש עדויות לשכפולי גנום שלם משותפים ולא משותפים שבעצמם נבעו מהשכפול הקדום, שהתרחש לפני קצת יותר מ-250 מיליון שנים, כלומר מעט לפני ההכחדה ההמונית פרם-טריאס שהשמידה יותר ממחצית מהמשפחות של כל היצורים החיים.

נראה שזה יוסיף משקל לתאוריה שאירועי שכפולי גנום שלם מעניקים למינים עוד מרחב פעולה אבולוציוני – יותר חומר גנטי משמעו יותר יכולת להשתנות בזמן נתון, וזה מגדיל את הסיכוי לזכות ביתרון בהתמודדות עם תנאים סביבתיים קשים או משתנים. יש לכך הוכחות ברורות בתקופת הדיפלואידזציה מחדש שחפפה להכחדה ההמונית טריאס-יורה לפני כמאתיים מיליון שנים.

ד”ר אנתוני רדמונד אמר: “ידוע בבירור שאירועים מרובים של שכפולי גנום שלם התרחשו באבותינו הקדמונים בעלי החוליות המוקדמים והם עיצבו את סביבת הגנום האנושי המודרני שלנו”.

“הממצאים שלנו מרגשים כי בנוסף למידע על התפתחות הגנום של החידקנים ודגי המשוט, הם מספקים תמונת מצב השוואתית על האופן שבו התפתחו הגנום והגנים המשוכפלים של אבותינו הקדמונים בעלי החוליות אחרי אירועי השכפול האלה”.

למאמר המדעי