סיקור מקיף

מחקר במימון נאס”א חושף תובנות חדשות אודות האבולוציה של החיים

מיזוג בין שני יצורים פשוטים יצר את הפרוקריוטים – היצורים הראשונים שיכלו לבצע פוטוסינתזה ולחמצן את כדור הארץ. תהליך זה איפשר אחר כך התפתחותם של כל היצורים המורכבים

מבנה של אחד משני סוגי הפרוקריוטים. הסוג השני - אלו הם החיידקים
מבנה של אחד משני סוגי הפרוקריוטים. הסוג השני - אלו הם החיידקים

בני האדם לא יכלו היום להלך על כדור הארץ אלמלא מיזוג עתיק בין שני יצורים חד-תאיים המכונים פרוקריוטים, כך עולה ממחקר שמומן ע”י נאס”א.

באמצעות השוואת החלבונים בלמעלה מ-3,000 סוגים שונים של פרוקריוטים – סוג של יצור חד תאי ללא גלעין, הראה הביולוג המולקולרי ג'יימס לייק מאוניברסיטת קליפורניה והמרכז לאסטרו-ביולוגיה בלוס אנג'לס כי שני סוגים עיקריים של חיידקים פשוטים יחסית התמזגו ביחד לפני למעלה מ-2.5 מיליארד שנה. המחקר של לייק חשף מסלול חדש לאבולוציה של החיים על כדור הארץ. תובנה זו פורסמה בגרסה המקוונת של כתב העת נייצ'ר ב-20 באוגוסט.

סימביוזה פנימית זו, או המיזוג של שני התאים, איפשר את התפתחותו של יצור יציב ומוצלח בעל היכולת להשתמש באנרגיה מאור השמש באמצעות הפוטוסינתזה. התפתחות אבלוציונית נוספת הובילה ליצורים פוטוסינטטיים שיצרו חמצן כתוצר לואי. החימצון של אטמוספירת כדור הארץ בזכות אותו תוצר לואי, השפיעה על האבולוציה של החיים, והובילה להתפתחות יצורים מורכבים יותר הצורכים חמצן, שהם אבות אבותיהם של היצורים המודרניים נושמי החמצן, לרבות בני האדם.

“חיים עילאיים לא יכלו להתפתח ללא אירוע זה” אמר לייק. “אלו יצורים חשובים מאוד. בזמן ששני פרוקריוטים מוקדמים התפתחו, לא היה חמצן באטמוספירה. בני האדם לא יכלו לחיות. אף יצור נושם חמצן לא יכול היה לחיות.

המנגנון הגנטי והארגון המבני של שני יצורים אלה התמזגו ויצרו סוג חדש של פרוקריט – פרוקריוט בעל ממברנה כפולה, cyanobacteria, שהפך ליצרן החמצן הראשוני על כדור הארץ, ואשר יצר מספיק חמצן כדי לשנות את ההרכב הכימי של האטמוספירה ולהכין את הבנה לאבולוציה של היצורים המורכבים יותר – בלעי החיים והצמחים.

עבודה זו מספקת התקדמות בהבנה שלנו כיצד קבוצה של יצורים הצליחה ללמוד לנצל את השמש ולגרום לשינוי הסביבתי הגדול ביותר על כדור הארץ מאז ומעולם, תוצאה טובה במקרה זה.” אמר קארל פילצ'ר, מנהל המכון לאסטרוביולוגיה של נאס”א במרכז המחקר איימס של נאס”א בקליפורניה, שמימן את המחקר ביחד עם הקרן הלאומית למדע בארלינגטון, וירג'יניה.

מכון האסטרוביולוגיה של נאס”א הוא שותפות בין נאס”א, 14 קבוצות אמריקניות ושש קבוצות בינלאומיות. מטרת המכון היא לקדם, ךבצע ולהוביל מחקרים בין תחומיים באסטרוביולוגיה, להדריך דור חדש של חוקרים בתחום, ולחלוק את ההתרגשות של האסטרוביולוגיה, עם תלמידים בכל הגילאים.

המכון הוא חלק מתוכנית האסטרוביולוגיה של נאס”א שמרכזה בוושינגטון. התוכנית תומכת במחקרים אודות מוצא החיים, האבולוציה, תפוצתם והעתיד של החיים על כדור הארץ, וכן אודות הפוטנציאל לחיים במקומות אחרים ביקום.

לידיעה באתר נאס”א

אבי בליזובסקי

אבי בליזובסקי

עורך אתר הידען ([email protected])
לכל הכתבות של המחבר

13 תגובות

  1. צודק
    אבל גלשתי שתי דפדפנים יחד
    ונתקלתי ופשוט העברתי

    לגבי הלינק השני אלו תמונות ממאדים באיכות
    תמונות ממש מיוחדות

  2. מה קורה פה?
    שמעתם את המילה פרוקריוטים אז עכשיו הכל פרוקריוטים?
    רוצים לטפל במאדים?
    כבר חשבו על זה וזו תמצית המסקנות:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Terraforming_of_Mars

    ראול:
    מדוע לא הבאת את הקישורים בכתבה שרלבנטית אליהם?
    בכתבה זו הם ילכו לאיבוד כי איש לא יחשוב לחפש מידע על התנגשות גלקסיות בכתבה העוסקת בהתנגשות פרוקריוטים.

  3. רועי, בעולמנו החמצן המיוצר ע"י אורגניזמים מופק שתי מולקולות H2O.
    וזאת אחת הסיבות בגללן הימצאות מים הוא הפקטור העיקרי בקיום של חיים מחוץ לכדה"א.

  4. קודם שיטפלו בכדהו"א
    צריכה להיות הנדסה גנטית ליצורים פרוקריוטיים שתוריד את רמת הפחמן הגבוהה
    ותגביר את ייצור החמצן.

  5. השאלה המעניינת היא ממה הם מפיקים חמצן? די בטוח שניתן לנצל את זה למניעה וטיפול בזיהומים

  6. בגדול הרעיון (הישן) שלכם לאכלס את מאדים בפרוקריוטים יוצרי חמצן הוא נכון אבל לא כרגע. הפוטנציאל של גילוי חיים שהיו מנותקים מאיתנו במשך מיליארדי שנים יקר ערך הרבה יותר מאשר להתחיל כבר עכשיו לזהם את היקום בחיים תוצרת כדור הארץ. במידה ויתברר כי אין חיים על מאדים (אני תמיד אהיה בספק, גם בעניין הירח שלנו אגב) או אז ניתן להתחיל לחשוב על הנדסה גנטית והחדרה מבוקרת של חיים בחממה בגודל של כוכב לכת.

    בברכה,
    עמי בכר

  7. לרענן … בדיוק חשבתי על זה.. שייסמו את התוכנית הזאת על מאדים באמצעות רכב חלל או משהו .. ועד שיגיעו לשם אסטרונאוטים תיהיה שם צמיחה שתספק חמצן .. =] ..

  9. אבי אני לא מבין למה צינזרת את הלינק שננתי להורדת התמונות של מאדים היו
    שם 416 תמונות איכותיות

    זה נוגד לתקנון או משהו?

    לגבי הכתבה
    האם זה אומר שהאבולוציה התחילה רק לפני 2.5 מיליארד שנה?

  10. צריך לשים על מאדים הרבה פרוקריוטים שיבנו שם אטמוספירה עם חמצן, ולהנדס אותם גנטית שיפסיקו את ייצור החמצן כאשר שיעור החמצן באטמוספיר של מאדים יגיע לשיעור החמצן באטמוספירה של כדור הארץ.

  13. כן…. ז"א לא נטול בעיות אבל מעניין. כמובן שיש לציין שהפוטוסינתיזה הומצאה הרבה לפני ויותר מפעם אחת ככל הנראה. אם היה איחויי שכזה המקור שלו הוא, לדעתי בחיידקיי גפרית ירוקים וחיידקים אדומים, שלכל אחד מהם יש את אחת מהפוטוסיסטמות שאנחנו מכירים מהציאנובקטריה או מהצמחים (יוקריוטים). זו סברה מאוד הגיונית אבל קשה להוכיח. הוכחת שיתוף גדול של חלבונים היא חזקה אבל ניתן גם להגיד שהיא מעט טריוויאלית – ברור שאם יש לך מערכת שמורכבת מאיקס ומזד אז מן הסתם יהיה לך חפיפות חלבוניות עם מי שיש לו רק איקס ועם מי שיש לו רק זד. ואם רוצים שהמערכות יעבדו כמו שצריך אז הגנים ותוצרי הביטוי שלהם צריכים להיות שמרניים או לפחות כאלה שלא יפגמו ביעילות ובכושר התחרות עם קוצרי אנרגיית אור אחרים.

    אנחנו חייבים את תודתינו לציאנובקטריות – זה נכון. אבל התחילו כסטארטאפ של איחוי של (לפחות) שני סטארטאפים אחרים, מוצלחים גם הם – אם כי מעט פחות יעילים אנרגטית בנפרד.

    בברכת חברים,
    עמי בכר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זה עושה שימוש באקיזמט למניעת הודעות זבל. לחצו כאן כדי ללמוד איך נתוני התגובה שלכם מעובדים.

לוגו אתר הידען
חיפוש