סיקור מקיף

אבולוציה בלי שיניים

לפעמים קורה, במהלך האבולוציה, שמין כלשהו מאבד תכונה אך הגן שמקודד אותה עדיין נשאר. במקרים אלה מדובר בפסאודוגן, כלומר גן שמוטציה כלשהי ניטרלה את השפעתו. חוקרים מצאו גן כזה אצל יונקים שהפסיקו ללעוס את מזונם ועקב כך איבדו את ציפוי האמייל, שמגן על שיניו של יצור

מאת נועם לויתן ויונת אשחר

צילום תת-מימי של לווייתן, באדיבות ויקיפדיה
צילום תת-מימי של לווייתן, באדיבות ויקיפדיה

לפעמים קורה, במהלך האבולוציה, שמין כלשהו מאבד תכונה אך הגן שמקודד אותה עדיין נשאר. במקרים אלה מדובר בפסאודוגן, כלומר גן שמוטציה כלשהי ניטרלה את השפעתו. חוקרים מצאו גן כזה אצל יונקים שהפסיקו ללעוס את מזונם ועקב כך איבדו את ציפוי האמייל, שמגן על שיניו של יצור

במהלך האבולוציה מופיעים תכונות ומבנים חדשים ולעתים אובדים תכונות ומבנים קיימים. לרוב המבנים אינם נעלמים ללא זכר, אלא מותירים אחריהם עקבות המצביעים על ההיסטוריה האבולוציונית. באדם, למשל, אפשר למצוא את עצם הזנב, שריד קטן לזנב המפואר של אבותינו הפרימטים הקדומים. בבעלי חיים אחרים אפשר למצוא שרידים שונים, כגון שרידי אגן הירכיים הקיימים בתוך גופם של לווייתנים או העיניים המנוונות של החולד העיוור או של דגי מערות.

גם כאשר בוחנים את הגנום אפשר למצוא שרידים לתכונות הקדומות. גנים שתפקדו בעבר וקודדו יצירת חלבונים פעילים נעשים לעתים מיותרים וצוברים מוטציות המונעות מהם לפעול ולייצר חלבון תקין. גנים פגומים כאלו מכונים פְּסֵאוּדוֹגנים. בפרימטים (פרט לקיפופים), לדוגמה, הגן החיוני לייצור ויטמין C פגום, כלומר הוא פסאודוגן, ולכן גופנו אינו מסוגל לייצר ויטמין C ואנחנו חייבים להשיגו ממקור חיצוני.

מרק ספרינגר (Springer) מאוניברסיטת קליפורניה ועמיתיו פרסמו בכתב-העת המקוון PLoS Genetics מחקר שהציג את הקשר בין היעלמות האֶמַייל ביונקים, כפי שרואים ברשומות המאובנים, להצטברות מוטציות בגן המעורב ביצירת אמייל.

אמייל, החיפוי העמיד המצפה את השן, הוא החומר הקשה ביותר בגופם של בני אדם וחולייתנים אחרים. מאחר שהאמייל נוקשה ועמיד הוא מתאבן בקלות ובמקרים רבים הוא השריד המאובן היחיד ממינים קדומים. הגנים המעורבים ביצירתו של האמייל מוכּרים למדע, ולכן הוא מועמד מצוין למחקר שמטרתו למצוא קשר בין ממצאים מאובנים לגנים.

לכל היונקים הראשונים ולמרבית היונקים בני זמננו שיניים מצופות אמייל. עם זאת, קיימות שושלות יונקים שאיבדו אותו במהלך האבולוציה. מקצת משושלות אלה – דובי הנמלים, הפַּנגוֹלינים (יונקים מכוסי קשקשים הניזונים מטרמיטים ומנמלים) ולווייתני המזיפות – איבדו לחלוטין את שיניהן, בעוד אחרות – עצלנים, ארמדילים, ראשתנים ננסיים ושנבּוּבים – איבדו רק את שכבת האמייל שלהן.

בכל אחת מהשושלות נראה כי אובדן האמייל התרחש לאחר שעברו לתזונה שאינה דורשת שיניים קשיחות. למשל, ממצאי המאובנים מעידים על המעבר של אבותיהם של לווייתני המזיפות מטוֹרפים בעלי שיניים וחסרי מזיפות, לבעלי חיים שבפיהם גם שיניים וגם מזיפות, עד שלבסוף נעלמו השיניים כליל ונותרו רק המזיפות המשמשות לסינון מזון מהמים.

כל היונקים חסרי השיניים או חסרי האמייל התפתחו מיונקים בעלי אמייל ומאובנים, כגון מאובני לווייתני המזיפות שהוזכרו לעיל, אכן מציגים אובדן שיניים במהלך האבולוציה. בעקבות נתונים אלה, וכפי שחוזה תורת האבולוציה, החוקרים שיערו כי הגן לאמייל עדיין קיים בכל היונקים חסרי השיניים או חסרי האמייל, אך הוא כולל מוטציות שהפכו אותו לבלתי פעיל, כלומר הוא קיים כפסאודוגן.

על מנת לבדוק זאת מיפו ספרינגר ועמיתיו את רצף הנוקליאוטידים של אחד מהגנים האחראים על ייצור האמייל ב-49 מיני יונקים שונים, כולל כל קבוצות היונקים חסרי השיניים או האמייל. כפי שצפו, הם גילו כי הגן תקין, כלומר ללא מוטציות מזיקות בכל היונקים בעלי השיניים, אך בעל מוטציות שונות היוצרות רצף פגום שאינו מקודד יצירת חלבון תקין בכל אחד מחסרי האמייל שנבדקו.

ממצאים אלו מצביעים על הקשר בין השינויים המתרחשים בגנים במהלך האבולוציה, ושאפשר לראותם ביצורים בני זמננו, ובין שינויים מבניים שנצפים ברשומות המאובנים. זאת ועוד, ברגע שגן הופך לפסאודוגן (ובהנחה שאובדן פעילותו אינו מזיק לאורגניזם) מוטציות נוטות להצטבר בו בקצב קבוע. כך אפשר להעריך לפני כמה זמן התרחש אובדן האמייל. על בסיס הפסאודוגן יכולים ספרינגר ועמיתיו לחזות היכן – כלומר בסלעים מאיזה גיל – כדאי לפליאונטולוגים לחפש מאובנים של האבות בעלי השיניים של יונקים חסרי השיניים וחסרי האמייל שנחקרו, אם עדיין לא התגלו מאובנים כאלה.

הכתבה התפרסמה בגיליון דצמבר של המגזין "גליליאו"

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

33 תגובות

  1. אדם רוסו:

    יופי של סרט!
    אין ספק שאשתמש בו בעתיד.
    הייתי, עם זאת, משנה כמה דברים:

    בחלק הראשון:
    תורת האבולוציה אינה מוגבלת רק ליצורים חיים.
    זו תוצאה מתמטית של קיומם של מספר תנאים שאכן מתקיימים בחיים ולכן יש אבולוציה בחיים אבל תנאים אלה מתקיימים גם בסביבות מלאכותיות מסוימות וזה הבסיס לחישוב האבולוציוני שמשמש אותנו בפתרון בעיות שונות.
    למה אני טורח להזכיר זאת? מפני שייתכן שאבולוציה אחראית גם להיווצרות התא החי הראשון.
    היא תתקיים בכל מקום בו יהיו משכפלים הנתונים לשינויים שאינם בהכרח הרסניים ולכן ייתכן מאד שהתקיימה במבנים כימיים שונים עוד לפני היווצרות החיים כפי שאנחנו מכירים אותם.
    למעשה לא מוכרת לי תיאוריה מדעית בלתי אבולוציונית המסבירה את היווצרות החיים מלכתחילה.
    תיאוריות אבולוציוניות כאלו כמובן שיש, למרות שכנראה לעולם לא נוכל לדעת כיצד החיים באמת התחילו.

    בחלק השני:
    מופיע שקף המדבר על חלוקה ברורה של המינים.
    רצוי להצביע בהקשר זה על קיומם של מיני טבעת.

    לדוגמת כתם הדיו – כשלב בין האקראיות לאבולוציה – הייתי מביא דוגמת ביניים דוממת:
    כששופכים מן השמיים גשם באופן אקראי הוא בכל זאת מתארגן בערוצים ונחלים.
    למעשה, בזעיר אנפין, זה קורה גם בכתם הדיו אבל נניח ששם זה כל כך קטן שדתי לא יכול להבחין בכך ולכן צריך להגדיל את זה לממדים של גשם וערוצי נחלים.

  2. אבי, לסרטון שראית קוראים "אבולוציה או בילבולוציה" במקרה?
    אם כן, חפש את חמשת סרטוני התגובה שהכנתי "אבולוציה או בילבולוציה – האמת". התעצבנתי שם כמה פעמים, והיו קטעים שיכלתי להשקיע בהם יותר. אבל יצא נחמד בסך הכל. YOUTUBE, כמובן.

  3. אבי,
    אם אתה ממש רוצה לראות את הסרט – חסר בקישור של "מיטל" סימן השוויון בין האות v לקוד של הסרט

  4. תיארתי לעצמי אבל לא הצלחתי לראות אותו. משהו בקישור לא בסדר, הוקפצתי ישר לדף עם הרבה כותרים של סרטים.

    נ.ב אני מכין היום סדרת כתבות בעקבות פרשת המדען הראשי של משרד החינוך.

  5. ישראל:
    הפסק עם הטפות המוסר הכלליות ודבר לעניין.
    אם אתה מוצא טעות בדברי – הצבע עליה ואחרת פשוט שתוק.
    אני שומע את דעתם של אחרים.
    למעשה אני שומע הרבה יותר דעות של אחרים מאשר אתה.
    כמות הספרים שקראתי בוודאי עולה עשרות מונים על כמות הספרים שאתה קראת או אי פעם תקרא ואני קורא אך ורק כדי להתוודע לדעתם של אחרים.
    בהרבה מהספרים שקראתי גם למדתי ובחלקם מצאתי דברים שאיני מסכים להם.
    בכל מקרה – גם כאן באתר אני קורא את דברי האחרים כל עוד אינם מוכיחים שהם בסך הכל פטפון שבור שחוזר על אותם דברים שוב ושוב (גם אז אני קורא את דבריהם אבל לא קורא אותם מחדש כל פעם).
    אין לי כל עניין להראות לאנשים כמה אני תמיד צודק. יש לי רק עניין בהוצאת האמת והצדק אל האור ובחשיפת מערומי ההונאה והשקר.

  6. קלטק:
    באמת?
    לא כופים עלי לממן את קהילת "בטלנותם אומנותם" ולשרת בצבא כדי לשמור עליהם מבלי שהם יעשו זאת?
    לא כופים עלי לשלם מיסים כדי שבכל העיריות ישבו אוכלי חינם ויגבו כסף נוסף בכל פעם שמישהו נולד, מתחתן או מת?
    לא כופים עלי לא להשתמש בתחבורה ציבורית בשבת?
    לא מגלגלים עלי את תשלומי האתנן למוסדות כפיית הכשרות שהמסעדות ויצרני המזון צריכים לשלם?
    האם ידוע לך שבשנת 1966 כפו על חרשת שהתאלמנה בטרם נולדו לה ילדים להיאנס בידי גיסה הנשוי רק בגלל שעל פי מערכת חוקים מפגרת שנכתבה לפני מאות שנים אין חרשת מורשית לעבור טקס חליצה (ולמה בכלל צריך כזה חוק מטומטם של ייבום וחליצה?)?

    אלה רק חלק ממעשי הכפייה שהדת המטורפת כופה עלי דרך החוק. כמובן שזה מתגמד לנוכח העובדה שבשם הדת אנשים בארץ גם רוצחים הומואים (שזה מקרה פרטי של יישום החוק הדתי המצווה לרצוח הומואים ומחללי שבת).

    במילים אחרות, בניגוד לשקר שאתה מנסה למכור, הוויכוח שלי נועד רק כדי להשתחרר ממטבעת החנק שלך ושל חבריך.

  7. מיכאל.
    מבלי להכיר אותך לפי הרגש שלי אתה אדם מבוגר בגילך.
    חשבת פעם אולי שאתה טועה? עם כל הידע הרחב שיש לך. אולי אתה מפספס משהו?
    אני לא אומר שכן, אני רק אומר שלפי דעתי אתה צריך לשמוע יותר ולא רק להראות לאנשים כמה אתה תמיד צודק. ואפילו שאתה צודק לא מונע ממך לשמוע דעות של השני.

  8. מ י כ אל-
    אף אחד לא מנסה לכפות עליך דבר. בסך הכל מנסים לנהל וויכוח שניתן ללמוד ממנו משהו.
    התלמוד על כל ענפיו פיתח את שיטת הוויכוח ושיכלל אותה. המטרה היא לנסות ולראות את הדברים הרגילים באור שונה מנקודת מבט חדשה להגיע להבנות חדשות.
    מטרות הוויכוח שלך היא לכפות דעתך להראות שאתה מנצח ורק אתה צודק.
    בגישה הזאת אתה רק מסתובב סביב הזנב לא מגיע לאף מקום חיובי .

  9. בני:
    לצערי עדיין לא הבראתי אבל החברה האלה פשוט מעצבנים.
    הם חוזרים ומספרים לך שאין התנגשות בין המדע לבין הדת ומתרצים את השקר בכך שבספרי הקודש משתמשים בשפה לא נכונה בכוונה ושמי שלא מבין זאת הוא בור.
    כמובן שהסתירה אינה רק בין הדת למדע – אילו היה הדבר כך לא הייתי מתעניין בנושא כי לכל אחד מותר להיות אידיוט.
    הבעיה היא בכך שהסתירה היא בין הדת לדמוקרטיה, לשלטון החוק, לחלוקת הנטל ולזכויות האדם ושה"מאמינים" אינם מאמינים רק בשטויות מתחום המדע אלא גם בזכותם לכפות עלי את דתם.

  10. לדביר – להדביר
    התכוונתי לכל היתר!

    עכשיו נסה לקרא שוב את הכל,לאט,לאט.
    (אולי יעזור לך לקרא גם את התגובה עליה תגובה זו באה.)

  11. הצחקתה אותי,
    לאיזו מהשגיאות התכוונת "במתכוון" – ל-הצחקתה, ל-היתי, ל-לדביר, או לשגיאה הגדולה מכולם?
    בערות היא ההיפך מידיעה והכלת ידע, ומאחר שאתר זה מכיל הרבה ידע הוא אינו מבוסס על בערות. הקביעה שידע המצוי ברשותו של מישהו אחר ואינו מצוי ברשותך היא בערות, נובעת מטיפשות.
    אין ניגוד בין התכוונות לבין רוע: הרבה תוקעים בשופר הרוע ומתכוונים מאוד.
    ולבסוף, כתיבה באופן מעורפל לא הופכת את דבריך לחכמים, אלא רק למתנשאים: מה כוונתך ב-"המקרים האלה", "המקורות" ובכלל, בכל מה שכתבת כאן?

  12. בני שלום לך שבוע טוב.
    כאדם דתי שמדי פעם בודק מה שלום המוטציות בעולם אני היתי רוצה אולי לחדש לך –
    אני נכנס לאתר בעיקר ע"מ להתעדכן בחידושי המחקרים במדעי הטבע.
    זה שאני יכול תוך כדי כך גם ל"שוחח" עם מוטציות אינפיטליות שהתקרר להם המרק – מבחינתי זה רק בונוס קטן.
    ודרך אגב – א. אתר זה גם הוא מבוסס על בערות, הוא מנסה למכור לך שאין בעולם דבר מלבד מה שאתה יכול להשיג בשכל, אם לא תהיה נבער אתה תדע שלא כך הוא.
    ב. הטלויזה והאינטרנט מעולם לא היו " שופר הרוע" , אתה מבין , כשאדם תוקע בשופר הוא צריך להתכוון , הבעיה במקרים האלה היא לא בשופר, אלה בתוקע.
    ג. אם היתה מנסה לדביר את הבערות היתה מבין מהם המקורות ולמה הם נועדו.
    ד. בסופו של דבר אתה צודק, המישור התאולוגי /אמוני נע על מישור שונה לחלוטין מהמישור החומרי/מדעי ואם קורה שבאחד מהמישורים משתמשים במושגים מהמישור המקביל – הרי זה רק בהשאלה ע"מ שניתן יהיה לציייר את העיניין .
    זה מה שהופך את כל ההתנגחויות כאן למצחיקות במיוחד.
    ולגביר – "שגיאת" הכתיב – במתכוון!

  13. מיכאל – אני רואה שחזרת למיליטנטיות – טוב הבראת
    נראה לי שאנשים דתים נכנסים לאתרי מדע בעיקר להגביר את
    אמונתם – וכן יש סתירה מהותית בין דת למדע,
    כוחה של הדת בנוי על בערות, טשטוש על ידי שטיפת מוח,והיכולת המופלאה
    להתפתל מול אמת "הכל כבר כתוב התורה"- רק אתמול הטלויזיה והאינטרנט היו
    שופר הרוע – ובאיסור מוחלט לשימוש והיום?
    ציטוטים מכל מיני מקורות שמי יודע
    מי כתב אותם ולמה נועדו.
    בכל מקרה חבל על האנרגיות מפני שזה קווים מקבילים
    ולמרות שאנחנו חיים על כדור הקווים לא יפגשו

  14. ישראל:
    אינני בוחן דעות לפי יושנן אלא לפי נכונותן. כדאי שגם אתה תעשה כך.
    מעבר לכך – במקרה שלך דיברתי על תגובותיך ולא על הדת. תגובותיך מנסות לשלול את המדע מסיבות דתיות כך שדווקא אתה הוא זה שמראה שהדת מתנגדת למדע ויהי מה.

  15. מיכאל.
    יש לך דעות מיושנות. אתה כל כך בטוח שהדת מתנגדת למדע ויהי מה.
    אני לעומתך לא חושב כך. בנוסף אני כמו שאמרתי מתעניין בדת וגם מתעניין במדע. אני לא דתי. אני חושב על להתקרב ליהדות ואני עושה את זה בזה שאני שואל את השאלות הכי "קשות" כביכול בין התורה למדע.

  16. ישראל:
    נכון, פה זה לא מקום לשאול שאלות על דת ולכן היה לי ברור מבלי לבדוק שלא שאלת כאן שאלות על דת.
    לא שאלתי אותך למה אינך שואל כאן שאלות על דת.
    אתה הוא זה שהציע שמתגובותיך אפשר היה להסיק שאתה מתעניין גם בדת וגם במדע.
    ואיך אפשר להסיק שאתה "מתעניין בדת"? רק אם אתה שואל שאלות על דת! לכן מצאתי לנכון לומר שלא שאלת שאלות על דת (וקיוויתי שתבין מכך שהצעתך שנסיק שאתה רק "מתעניין בדת" אין לה על מה להסתמך).
    כל הדברים שאמרת בהקשר הדתי היו דברים שתומכים בדת ומתנגדים למדע.
    לכן – כפי שהסברתי בתגובותיי הקודמות – דבריך הם דבריו של מחב"ת ואם אתה טוען שאינך דתי אז אתה לא רק מחב"ת אלא גם צבוע.

  17. מיכאל
    כי זה לא המקום לשאול שאלות על דת. את זה אני שואל במקומות המתאימים.
    ופה אני שואל את מה שמעניין אותי לדעת בעניין מדע.
    אני לא מבין איפה יש פה בעיה?

  18. ישראל:
    לא אמרתי שאתה דתי.
    יכול להיות שאתה מחב"ת שאינו דתי (אחד הסוגים הגרועים ביותר של צביעות).
    לא שאלת כאן שום שאלה על דת. הבעת התנגדות למדע ותמיכה ברעיונות דתיים.

  19. מיכאל.
    מה הקשר? דבר ראשון הוא שלא אמרתי מעולם שאני דתי כי אני לא כזה.
    דבר שני אתה מסיק מהשאלות שלי שאני דתי? אולי אני מתעניין ביהדות וגם במדע?

  20. ישראל:
    זה חשוב מתי אמרת?
    מה שחשוב שה אם אתה דתי או לא.
    אם אתה דתי – הרי ששאלתך הנ"ל נועדה לזרות חול בעיניים.
    אם אינך דתי הרי שכל תגובותיך שהן מחב"תיות בעליל נועדו לזרות חול בעיניים.

  21. בני:
    בהיותי סטודנט לפנימ שנים רבות, שאלנו את הפרופסור שלנו לאנטרופולוגיה ומורפולוגיה דנטלית, שאלה דומה.
    תשובתו היתה, בי מכיוון שלשיני האדם יש, מלבד הלעיסה גם תפקיד בעל חשיבות עליונה בדיבור והגייה, ומביוון שהדיבור כתקשורת מילולית הוא בעל חשיבות על למין האנושי, אין הוא חושב שהאדם מתפתח לכוון של העלמות השיניים.
    בכל זאת יש לציין כי לבני האדם יש גנים של חוסר שיניים, ואפשר ליראות במין האנושי נטיה גנטית להעלמות שיני הבינה.

  22. מה עם ה 90% של הזבל הגנטי בטח ניתן למצוא בו את כול האבולוציה שעברו בני האדם עוד לפני שיצאו מהים.

  23. שאלה לאבי
    אם אנני טועה המזון שאנחנו אוכלים עובר
    שינוי למזון רך יותר
    (פשוט לשם ההשואה שוחחתי עם אימי על סוגי
    המזון שאכלה בילדותה)
    ומה גם שלפחות על פניו עושה רושם שיש היום
    יותר בעיות שיניים במיוחד לאנשים צעירים,
    אתה חושב שאנחנו כגזע עוברים תהליך דומה

  24. אינני מבין גדול בביולוגיה , אבל האם אין כאן "טריק" לתכנת את הגנים מחוללי מחלות לגנים פסדואים ?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן