על אף שהבריאות המודרנית משחררת אותנו ממוות בנסיבות רבות, במדינות ללא גישה לבריאות טובה, אוכלוסיות ממשיכות להתפתח. ניצולים של התפרצויות מחלות מידבקות מובילים את הברירה הטבעית על ידי מתן ההתנגדות הגנטית שלהם לצאצאים
כותב: לורנס ד’ הרסט, פרופסור לגנטיקה אבולוציונית במרכז מילנר לאבולוציה, אוניברסיטת באת’, בריטניה
היכולת של הרפואה המודרנית לשמור על חיינו גורמת לנו להתפתות לחשוב שהאבולוציה האנושית נעצרה. בריאות טובה יותר משבשת את הכוח המניע המרכזי של האבולוציה. בזכות הארכת החיים, ישנה סבירות גבוהה יותר שאנשים החולים במחלות שפעם היו מתים מהן, יצליחו להעביר את הגנים שלהם לדור הבא. אבל אם נתבונן בשיעור האבולוציה של הדנ”א שלנו, נוכל לראות שהאבולוציה האנושית לא פסקה – היא אף עלולה להתרחש מהר יותר מבעבר.
ההגדרה המדויקת ביותר של האבולוציה היא שינוי הדרגתי בדנ”א של מין על פני דורות רבים. תהליך זה יכול להתרחש על ידי הברירה הטבעית, כאשר תכונות מסוימות שנוצרו על ידי מוטציות גנטיות עוזרות לאורגניזם לשרוד או להתרבות. לכן מוטציות כאלה מועברות לדור הבא, כך שתדירותן גדלה באוכלוסייה. בהדרגה, המוטציות הללו והמאפיינים הקשורים להן הופכות נפוצות יותר בקרב כל חברי הקבוצה.
על ידי עיון במחקרים רבים על הדנ”א האנושי, אנו יכולים לגלות ראיות לכך שהברירה הטבעית שינתה לאחרונה כמה גנים והיא ממשיכה לעשות זאת. על אף שהבריאות המודרנית משחררת אותנו ממוות בנסיבות רבות, במדינות ללא גישה לבריאות טובה, אוכלוסיות ממשיכות להתפתח. ניצולים של התפרצויות מחלות מידבקות מובילים את הברירה הטבעית על ידי מתן ההתנגדות הגנטית שלהם לצאצאים. הדנ”א שלנו מציג ראיות לברירה האחרונה להתנגדות של מחלות קטלניות כמו קדחת לאסה ומלריה. הברירה הטבעית כתגובה למלריה, עדיין נמשכת באזורים שבהם המחלה נותרה שכיחה.
בני האדם מסתגלים גם לסביבתם. מוטציות שמאפשרות לבני אדם לחיות באזורים גבוהים נפוצים יותר באוכלוסיות בטיבט, באתיופיה ובאנדים. התפשטות המוטציות הגנטיות בטיבט היא אולי השינוי האבולוציוני המהיר ביותר בבני אדם, שהתרחש במהלך 3,000 השנים האחרונות. התפרצות מהירה זו בתדירות של הגן המוטנטי המגביר את תכולת החמצן בדם מעניקה לתושבים יתרון הישרדות באזורים גבוהים יותר, וכתוצאה מכך ילדים שנולדים להם שורדים יותר.
תזונה היא מקור נוסף להסתגלות. עדויות מ- DNA אינואיטי (מה שקראנו עד לא מכבר אסקימוסי) מראות כי ההסתגלות המאפשרת להם לשגשג על דיאטה עשירה בשומן של יונקים ארקטיים התפתחה רק לאחרונה. מחקרים מראים גם כי הברירה הטבעית לטובת מוטציה המאפשרת למבוגרים לייצר לקטאז – האנזים המפרק סוכרי חלב התפתחה לא מכבר. מעל 80% מאוכלוסיית צפון-מערב אירופה יכולים לעכל חלב לאחר הגמילה, אבל בחלקים ממזרח אסיה, שם שותים הרבה פחות חלב, חוסר יכולת לעכל לקטוז הוא הנורמה. כמו הסתגלות לגובה רב, הברירה)בחלב לעיכול התפתחה יותר מפעם אחת בבני אדם, והיא עשויה להיות הברירה החזקה ביותר.
אנחנו יכולים גם להסתגל לדיאטות לא בריאות למדי. מחקר על השינויים הגנטיים המשפחתיים בארה”ב במאה ה-20 מצא ברירה להורדת לחץ הדם ורמות הכולסטרול אשר רמת שניהם גבוהה בתזונה המודרנית.
עם זאת, למרות שינויים אלה, הברירה הטבעית משפיעה רק על 8% מהגנום שלנו. על פי תיאוריית האבולוציה הנייטרלית, מוטציות בשאר הגנום עשויות להשתנות באופן תדיר באוכלוסיה במקרה. אם הברירה הטבעית נחלשת, המוטציות הללו אינן מטוהרות בצורה יעילה, דבר העלול להגביר את תדירותן ובכך להגביר את קצב האבולוציה.
אבל אבולוציה נייטרלית אינה יכולה להסביר מדוע חלק מהגנים מתפתחים מהר יותר מאחרים. אנו מודדים את מהירות האבולוציה של הגן על ידי השוואת הדנ”א האנושי לזה של מינים אחרים, אשר מאפשרים לנו גם לקבוע אילו גנים מתפתחים במהירות בבני אדם בלבד. אחד הגנים המתפתחים במהירות באדם הוא HAR1, אשר נדרש במהלך התפתחות המוח. מקטע אקראי של הדנ”א האנושי זהה לרצף בשימפנזה ביותר מ-98% בממוצע, אבל HAR1 התפתח כל כך מהר עד כי באיזור שבו הוא נמצא הדמיון הוא רק 85%.
על אף שמדענים יכולים לראות שהשינויים האלה מתרחשים – ובאיזו מהירות – עדיין איננו מבינים מדוע אבולוציה מהירה מתרחשת בגנים מסוימים, אך לא באחרים. במקור חשבתי שזו תוצאה של העדר הבלעדיות של הברירה הטבעית, עכשיו אנחנו יודעים שזה לא תמיד נכון .
לאחרונה תשומת הלב התמקדה בתהליך של המרה מוטה של הגנים, אשר מתרחשת כאשר הדנ”א שלנו מועבר באמצעות הזרע והביציות שלנו. הפיכת תאי המין האלה לעובר כרוכה בהפרדת מולקולות דנ”א, עיבודן מחדש, ולאחר מכן, איחויין. עם זאת, תיקונים מולקולריים נוטים לקרות באופן מוטה.
מולקולות דנ”א מורכבות מארבעה בסיסים כימיים שונים הידועים בשם C, G, A ו-T. תהליך התיקון מעדיף לבצע תיקונים באמצעות בסיסי C ו-G במקום A או T. אמנם לא ברור מדוע הטיה זו קיימת, אך היא גורמת לבסיסי G ו-C להיות נפוצים יותר.
ריכוז גבוה של G ו-C באתרי התיקון הרגיל של הדנ”א גורמת להתפתחות מהירה של חלקים מהגנום שלנו, תהליך המטעה את הברירה הטבעית, מכיוון ששניהם גורמים לשינוי מהיר בדנ”א באתרים מאוד ממוקדים. כחמישית מהגנים המתפתחים במהירות הגבוהה ביותר שלנו, כולל HAR1, הושפעו מתהליך זה. אם שינויי GC מזיקים, הברירה הטבעית היתה נפטרת מהם. אבל עם הברירה נחלשת, תהליך זה יכול להימשך ואף יכול לעזור להאיץ את ההתפתחות של הדנ”א שלנו.
שיעור המוטציות האנושיות עצמו עשוי גם להשתנות. המקור העיקרי למוטציות בדנ”א האנושי הוא תהליך חלוקת התא היוצר תאי זרע. ככל שהזכרים הבוגרים יותר, כך מתרחשות יותר מוטציות בזרע שלהם. ככל שמאחרים להביא ילדים, גם שיעור המוטציות יהיה גדול יותר. הדבר קובע את שיעור האבולוציה הניטרלית.
האצת האבולוציה שאינה מתרחשת רק על ידי הברירה הטבעית מביאה לכך שהתהליך לא ייפסק לעולם. שחרור הגנום שלנו מלחצי הברירה הטבעית רק פותח אותם לתהליכים אבולוציוניים אחרים – מה שמקשה עוד יותר לחזות את מה שיקרה בעתיד בבני אדם. עם זאת, בהחלט אפשרי כי עם ההגנות שמספקת הרפואה המודרנית, יהיו בעיות גנטיות קשות יותר לדורות הבאים.
עוד בנושא באתר הידען:
