מחקר בתרנגולות סיפק עדות ישירה ל”דליפה אבהית” שבה המיטוכונדריה מורשת מהאב במקום מהאם

מדענים מאוניברסיטת אוקספורד גילו שתי מוטציות שהתרחשו בגן המיטוכונדרי של העופות במהלך חמישים שנה, דבר המראה כי קצב האבולוציה גדול מזה שהיה מקובל לחשוב לפיו השינויים בגנום המיטוכונדרי מתרחשים בקצב של שני אחוזים במיליון שנה.

מחקר חדש שנערך בתרנגולות ערער את ההשערה הפופולארית לפיה האבולוציה ניתנת לצפיה מוחשית על פני פרקי זמן ארוכים. באמצעות חקר תרנגולות פרטניות שהיוו חלק מתכנית רביה ארוכת טווח, הצליחו החוקרים בראשותו של פרופ’ גרגור לארסון מהמעבדה למחקר ארכיאולוגי באוניברסיטת אוקספורד לגלות מוטציות שהתרחשו בגנומים המיטוכונדריאליים של עופות בתוך 50 שנה בלבד.

במשך זמן רב העריכו המדענים כי קצב השינוי בגנום המיטוכונדריאלי לעולם אנו מהיר מ-2% למיליון שנה. העדות לכך שמוטציות אלה מראות כי קצב האבולוציה באילן היוחסים הזה מהיר פי 15. באמצעות קביעת הרצף הגנומי לאורך השושלת גילו החוקרים כי גרסה בודדת של DNA מיטוכונדריאלי הועבר מהאב.

זו תגלית מפתיעה המראה כי תהליך המכונה “דליפה הורית” ‘paternal leakage’ איננה נדירה כמו שחשבו עד כה. המחקר התפרסם בכתב העת Biology Letters.
החוקרים שהשתמשו בשושלת מתועדת של תרנגולות לבנות מזן Plymouth Rock שפותחו בווירג’יניה טק על ידי פרופ’ פול זיגל, הצליחו לזהות כיצד ה-DNA המיטוכונדריאלי עבר מאם לבת בתוך האוכלוסיות. הם נטלו דגימת דם מ-12 תרנגולות מאותו דור ואשר הקרבה ביניהם קטנה ככל האפשר. ביודעם שאוכלוסיות אלה החלו משבע שושלות שהתרבו חלקית ביניהן.

הפריה סלקטיבית בתוך האוכלוסיות החלה בשנת 1957, וגרמה להבדלים של פי 10 בגודל בין שתי הקבוצות בגיל 56 ימים.

החוקר הראשי פרופ’ לארסון אומר: “התצפיות שלנו חושפות כי האבולוציה תמיד נעה מהר אך אנו נוטים שלא לראות זאת משום שאנו מודדים אותה על פני פרקי זמן ארוכים. המחקר שלנו הראה כי האבולוציה יכולה לנוע הרבה יותר מהר בתקופת זמן קצרה מאשר הערכנו מבדיקת מאובנים. קודם לכן, סברנו שקצב השינוי יאפשר לנו לצפות במוטציה אחת על פני חמישים שנה, אך למעשה גילינו שתיים”.

לפי המאמר, כעת יש עדויות משמעותיות להבדלים בין ההערכות ארוכות הטווח וקצרות הטווח של השינויים במיטוכונדריה. אחת התיאוריות המנסות להסביר את התופעה ואשר החוקרים טוענים כי היא עדיפה, היא שה-DNA המיטוכונדריאלי התפתח באופן לא ניטראלי, ושמתבצעת ברירה מטהרת, וכי מוטציות שליליות מוסרות מהר יותר מאשר מוטציות מועילות או ניטרליות. עד כה התבצעו מעט מאוד מחקרים על האבולוציה קצרת הטווח של המיטכונדריה שכללו הן את קצב המוטציות והן את הדליפה האבהית. כעת יש עדות ישירה לכך שהמיטוכונדריה לא תמיד באה בירושה מהאם.

החוקרת הראשית ד”ר מישל אלכסנדר מאוניברסיטת יורק אמרה: “הדבר היחיד שכולם ידעו אודות המיטוכונדריה הוא שהיא תמיד מועברת בקו האימהי, אך אנו זיהינו אפרוחים שירשו את המיטוכונדריה מאביהם במקום מאמם. משמעות הדבר היא שאותה “דליפה אבהית” יכולה להתרחש באוכלוסיית עופות. שני הממצאים הללו מדגימים את המהירות והדינמיקה של האבולוציה כאשר צופים בה בטווחי זמן קצרים”.

להודעה של החוקרים