גנים חשובים, ולא נזק לתא ולדנ”א, הם הגורמים להזדקנות
מאת מלינדה וונר
הזִקנה מייסרת את כל היצורים על פני כדור הארץ, וכולם חולמים על תרופה. אבל אפילו לאחר עשרות שנות מחקר, נותרה ההזדקנות, במידה רבה, תעלומה. כעת, ממצאים חדשים מעידים שיש סיבה טובה למבוי הסתום שאליו נקלע המחקר: ייתכן שמדענים פשוט חקרו את הסיבות הלא נכונות. עדויות חדשות מורות שהזקנה אינה תוצאה של הצטברות נזקים גנטיים ותאיים, אלא תוצאה של שיבוש תוכנות גנטיות המבקרות את תהליכי התפתחות.
במשך 50 שנה שלטה בתחום המחקר הזה הסברה שההזדקנות נגרמת כתוצאה ממצבי עקה ומצורות פעילות של חמצן: “רדיקלים חופשיים” הנוצרים באופן טבעי כתוצרי לוואי של חילוף החומרים בגוף. מחקרים שנערכו על התולעת Caenorhabditis elegans הראו שהפחתת החשיפה לצורוני חמצן פעילים מאריכה את תוחלת החיים שלה, וזני תולעים שהאריכו חיים היו גם עמידים יותר למצבי דחק. אך רק מחקרים מעטים קשרו באופן החלטי בין נזק שנגרם מחמצון לבין שינויים בפעילות התא.
מדענים אף הבחינו בשינויים גנטיים פנימיים המתלווים לתהליך ההזדקנות. אצל עכברים מזדקנים, נעשה הגן p16INK4a, המבקר התחדשות וגדילת תאים, פעיל יותר ברוב הרקמות. הגן מונע התחדשות תקינה של התאים בתגובה לפציעה או למחלה כפי שקורה בתאים צעירים יותר. כמו כן, בתאי גזע בשרירים של עכברים מבוגרים, בניגוד לאלה של עכברים צעירים, מצטברים תצמידי חלבונים המשנים את השריר, עם הזמן, ועושים אותו לרקמה סיבית ושומנית.
עם זאת, הממצאים לא הצליחו לערער את הסברה שהזדקנות היא תוצאה של נזקים מצטברים, משום שהשינויים הגנטיים האלה עשויים להיות תוצאת ההזדקנות ולא הגורם לה. “זה תמיד האתגר, לנסות ולהבדיל בין סיבה לבין תוצאה,” אומר בריאן קנדי, ביוכימאי באוניברסיטת וושינגטון. מחקרים אמנם הראו ששינוי רמת הביטוי של גנים מסוימים יכול להשפיע על תוחלת החיים של יצורי חי, אבל לא ברור אם הגנים האלה מעורבים גם בתהליך ההזדקנות הטבעי.
ואולם, מאמר שפורסם בעיתון המדעי Cell, טוען שתוכנות גנטיות אכן גורמות להזדקנות. מדענים באוניברסיטת סטנפורד ובאוניברסיטת קולורדו בבולדר השוו בין הגנים המופעלים בתולעים צעירות ובין הגנים הפועלים בתולעים זקנות. הם מצאו יותר מ-1,000 גנים שהראו שינויים ברמת הביטוי, אך רובם פעלו תחת בקרה של שלושה גנים בלבד: ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6. גנים אלו הם גורמי שעתוק, כלומר מתגים מולקולריים המפעילים ומכבים גנים אחרים. “היו מאות גורמים שהשתבשו, אבל כולם הובילו אל שלושת גורמי השעתוק האלה,” המעורבים בהתמיינות של תאים מיוחדים המצויים בממברנות שונות בגוף, מסביר סטיוארט קים, ביולוג התפתחותי באוניברסיטת סטנפורד ואחד ממחברי המאמר. נמצאו גם הבדלים ברמת הביטוי של שלושת גורמי השעתוק האלה עצמם בהשוואה בין תולעים צעירות לתולעים זקנות.
כדי לראות אם נזקים מצטברים משפיעים בסופו של דבר על גורמי השעתוק האלה, חשפו המדענים את התולעים לעקה חמצונית, לזיהום ולקרינה, אך דבר מכל אלה לא השפיע על ביטוי הגנים. נראה שהשינויים הם “שינויים פנימיים בגנום התולעת,” אומר קים, ואינם מושפעים מבחוץ. זאת ועוד, כשעצרו החוקרים את ביטוי הגנים ELT-5 ו-ELT-6, שפעילותם מוגברת בדרך כלל בגיל מבוגר, עלתה תוחלת החיים של התולעים ב-50%. “הייתי לגמרי מופתע,” אומר קים.
ממצאי המחקר תואמים גם את הדעה הרווחת המקשרת בין תוחלת החיים לבין צריכת קלוריות. החוקרים גילו ששלושת גורמי השעתוק מבוקרים באמצעות מסלול איתות דמוי אינסולין, השולט בשינויים המטבוליים של האורגניזם בתגובה לרעב. אחת הפעולות של המסלול דמוי האינסולין במצב של צריכת קלוריות מוגבלת, אומר קים, היא “לאתחל מחדש” את גורמי השעתוק ממשפחת ELT, או את הגנים המקבילים ביצורים אחרים, ולהחזיר אותם “למצב צעיר יותר.” מדענים סבורים שהתרכובת הצמחית רֶסְוֶורָטְרול, המאריכה את תוחלת החיים של יוצרים מסוימים, מחקה את השפעתה של צריכת קלוריות מוגבלת ואף היא מאתחלת מחדש את מסלולי האיתות האלה.
קים אינו סבור שגורמי השעתוק מתוכנתים מראש כדי לגרום להזדקנות. הוא משער, במקום זאת, שפעילותם פשוט יוצאת מאיזון כשהתולעים מזדקנות. ככלות הכול, האבולוציה בוררת גנים שעוזרים לפרט להתרבות, אך מרגע שהאורגניזם עבר את גיל הרבייה, הוא כבר אינו נתון להשפעות הברירה הטבעית. “מערכות ביולוגיות שלמות נסחפות ויוצאות מאיזון כשלטבע כבר לא אכפת מהן,” אומר קים. הגנים ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6 עשויים למלא תפקיד חשוב בהתפתחותן של תולעים צעירות, אך לאחר שסיימו את תפקידם, פעילותם עלולה להשתבש, ו”סחף התפתחותי” זה, כפי שמכנה אותו קים, יכול לגרום להזדקנות.
המחקר אינו מוכיח שהזדקנות בתולעים נגרמת רק על ידי סחף התפתחותי, מעיר קנדי. ייתכן שגם נזקים מצטברים וגם סחף התפתחותי ממלאים תפקיד, וייתכן שמעורבים מסלולים גנטיים נוספים. אבל המאמר בהחלט מספק למדענים “חומר למחשבה באשר לגורמים לתהליך ההזדקנות,” הוא אומר. “המרמק מביא לקדמת הבמה השערה חדשה שאפשר לבחון אותה ביתר פירוט.”
מה משמעות הממצאים האלה לבני אדם? אם ההזדקנות היא בעיקרה תהליך גנטי, ייתכן שיהיה אפשר למנוע אותה ביום מן הימים. אין איש יודע אם גם הגנים המקבילים למשפחת ה-ELT באדם, המכונים גורמי שעתוק ממשפחת GATA, מעורבים בהזדקנות, וקים ועמיתיו מקווים להידרש לסוגיה זו בקרוב. “אנו יודעים כיצד מתרחשת ההתפתחות האנושית,” אומר קים. “כעת עלינו לגלות אילו מסלולים אינם פועלים באופן תקין בבני אדם זקנים.”
מלינדה וונר היא כתבת מן העיר ניו יורק.
המאמר פורסם בגליון דצמבר 2008 – ינואר 2009 של כתב העת סיינטיפיק אמריקן-ישראל
41 תגובות
מאחר ואין לי שום הכשרה ו/או ידע ביולוגי באשר הוא, רציתי לשאול שאלה רטורית משהו שאולי תוכל לנתב את הדיון הזה קצת לכיוון שונה:
למה לא לראות באדם כחלק אינטגרלי ממכונה גדולה יותר, כדוגמת הטרמיטים אשר מתפקדים כאורגניזם מאוחד ? ומנוקדה זו לנסות להיתמודד עם מכאניזם הזיקנה .
הראיה שאדם הוא חלק אינטגרלי ממחזוריות החיים הינה קטגורית , כדוגמת המחזור החודשי של האישה וכדומה. לכן בואו נניח לרגע שהאדם הוא אכן חלק אינטגרלי ממערכת גדולה יותר, ואם ניקח את הלוגיקה הזו ונכפיף אותה לסוגייה הנדונה דנן, אז ניתן להניח (אמנם אפריורית) שהאורגניזם הגדול שהאדם הוא חלק אינטגרלי ממנו מכתיב חיצונית את ההיתקלות של הגוף האנושי, או במילים אחרות המכאניזם של המוות לא טבוע בנו אלא הוא מוכתב לנו על ידי גורם שאנו חלק אינטגרלי ממנו (האב טיפוס).
נישאלת השאלה מהו האורגניזם הענק שאנו חלק ממנו (אצל טרמיטים זה קל, זו פשוט המושבה, המתפקדת כמוכנת מילחמה כשמותקפת ) , האם אותה הקבלה קיימת גם אצלנו ? ואם כן , אז אולי ברמת הניסוי סתם ניתם לטעון שבמצב של סטגנציה קיפאון מוחלט של "האורגניזם הקולקטיבי" של האדם / תנאי הסביבה אולי מכאניזם המוות יפסיק לפעול.
לכן אולי הפיתרון הוא קודם למצוא מהוא "אורגניזם הקולקטיבי / האב טיפוס " האמיתי של האדם "כבורג", ולטפל בבעיה באופן חיצוני לגוף? כניראה שהתשובה תמונה בסוג של אנרגיה ברמת המפץ שיכולה להסביר זאת ( או שאני רואה יותר מידיי STARTREK)..
רענן:
קרא את כל מה שאמרתי.
הסברתי מדוע תחרות של הורה בלתי פורה על המשאבים פוגעת בהישרדות הצאצאים (שלו עצמו) ולכן בהפצת הגנים (שלו עצמו!).
מובן מאליו שהאבולוציה לא תקדם תכונה שפוגעת בהישרדות.
עכשיו בוא נראה את ההצעה שלך.
אתה אומר שיבררו (אבולוציונית) יצורים שמביאים פחות צאצאים?
זה שקול בדיוק למות הצאצאים אחרי שנולדו.
זה מקטין את תפוצת הגנים ולא מגדיל אותה.
הבעיה הדמוגרפית בישראל מראה בדיוק מה קורה כאשר יש פרטים שמביאים יותר צאצאים מאחרים.
ברור שהאבולוציה שמה גבול גם למספר הצאצאים אבל הסיבה לכך אינה הצורך "לתחזק" את ההורים אחרי גיל הרבייה אלא הצורך לאפשר להורים לדאוג לצאצאיהם ולמקסם את מספר השורדים מביניהם.
לכן הורים שמשקיעים בחינות הצאצאים מביאים פחות צאצאים והורים שמתעלמים מצאצאיהם מרגע שנוצרו מביאים הרבה יותר צאצאים.
אגב – הורים "משקיעים" גם מאריכים ימים קצת יותר אחרי גיל הרבייה כיוון שהם יכולים להמשיך לדאוג לחינוך ולסיוע אחר באופן שיגדיל את הישרדות צאצאיהם.
הכל עניין של כוונון עדין – עד איזו נקודה חייך תורמים להישרדות הגנים שלך והחל מאיזו נקודה הם מתחילים להוות מכשול.
נראה לי שיש לך בלבול יסודי בכך שאתה מייחס לאבולוציה איזו שהיא מוטיבציה לשמור מישהו בחיים.
האבולוציה היא פשוט חוק טבע שסיבתו היא חוקי הסטטיסטיקה. אין לה שום מוטיבציה ובפרט אין שום סיבה לכך ש"תדאג" להישרדות הורה שאינו פורה.
ואיך בדיוק הסקת שהטבע לא מקבל אותה? זה שבטבע הורים מתים לא אומר שהסיבה לכך היא מניעת תחרות על משאבים בין הורים לצאצאים
רענן:
מה שאתה אומר שהוא יותר הגיוני אינו הגיוני כלל.
אינני יודע על מה אתה מבסס את דעתך אבל מסתבר שהטבע אינו מקבל אותה.
מיכאל:
לדעתי יותר הגיוני שהטבע ישלוט ברמת המינון של התחרות בין הורה לצאצא על משאבים, דרך הפחתת מס’ הצאצאים הממוצע שההורה יכול לייצר ולא ע”י הרג ההורה.
רענן:
כללית אני מסכים אתך אבל אם תקרא את תגובותיי בדיון זה תראה שהשארתי מקום פתוח לסיבות המדויקות להשתבשות המנגנונים השונים כיוון שלא רק רדיקלים חופשיים יכולים להרוס.
לכן ההזדקנות היא לדעתי פשוט תוצאה של הרס תאים ואי מושלמותו של מנגנון התיקון שלהם.
עדיין – מה שרשום בכתבה נכון במובן זה שמוטציות המשפרות, למשל, את יכולתו של הלב לתפקד לזמן ארוך לא תקנינה לבעליהן יתרון אבולוציוני כאשר התוספת היא אחרי גיל הרבייה. להיפך – מוטציות כאלו עלולות להוות חיסרון בכך שהן גורמות להורה להתחרות עם צאצאיו על משאבים ובכך להפחית את מספר הצאצאים שלהם (שהם בעקיפין צאצאיו) מבלי להגדיל את מספר הצאצאים הישירים שלו.
לכן סביר לצפות שמנגנוני שימור הרקמות לא יתפתחו כדי להעניק ליצור חיים הרבה מעבר לגיל הרבייה.
אז למה גיל הרבייה מוגבל?
כי הטבע לא הצליח עדיין ליצור מנגנוני תיקון שישמרו את יכולת הרבייה עד אינסוף.
צריך גם לזכור שהאבולוציה הולכת עקב בצד אגודל ואינה יכולה לזהות את היתרון הפוטנציאלי של מנגנון רביה שמסוגל לשרוד יותר מן החוליה החיונית החלשה ביותר (כיוון שלא חשוב כמה רב און הוא העכבר – בשום מקרה הוא לא יוכל להתרבות אחרי שמת).
זה קצת דומה (אבל לא זהה) למה שקרוי במחשבים Deadlock – שום מנגנון שאינו החוליה החלשה ביותר של האורגניזם לא ישתפר לפני שהחוליה החלשה תשתפר.
סורו גורו ‘רדיקלים חופשיים’ מארצי הקדושה.
ה’ליבה’ המרכזית.
🙂
מ-ו-ז-ר
רענן,אתה שוב ‘צודק’:)במיוחד אם הבנת מהות שכתבת במרכאות .
מעל גיל 40(גיל בינה) אם נוצרת ילודה טבעית (מברית- שותפות מקודשת)הרי שהיא נובעת מגורם הג’/י’ של מזכר ‘לב’ ה’רצון עליון’ האמיתי המודע והתמימותי של שאר-ה’רוח’ הנאצל והגבוה יותר (אכן,פלאי קסום ונשגב.גם אם מודע ו’נשתכח זמנית’,מקויימים בו קימצוץ מהפליאה ושום דבר לא מובן מאליו!).
ואם כבר דיברת על ‘רדיקלים חופשיים’ קח את משמעות המילים למקומות נוספים,על מנת להבין יותר.
טוב,ואם אין הסכמה כנראה ,שתמיד יש ה”יוצאים מהכלל’המופלאים והבלתי ‘נמשגים’ על ידי האוחזין ב’רצון החופשי”הברירתי.חסר ראיית התכלית העליונה ה’נגזרת’:)
"האבולוציה בוררת גנים שעוזרים לפרט להתרבות, אך מרגע שהאורגניזם עבר את גיל הרבייה, הוא כבר אינו נתון להשפעות הברירה הטבעית"
אבל למה בכלל הטבע יצר גיל רבייה? אם היה אפשרי לחיות לנצח הטבע לא היה יוצר הזדקנות ותמותה שתגביל את תוחלת החיים סתם כך ללא סיבה. אחרי גיל הרבייה אכן אנו לא נתונים להשפעות הבריריה הטבעית אבל מדוע גיל הרבייה הוא דווקא עד גיל 40 בערך? למה לא עד גיל 100 או 1,000 או יותר. ולכן לדעתי הטבע לא יצר גנים מיוחדים שתפקידם להגביל את תוחלת חיי האורגניזם.לדעתי הסיבה להזדקנות חייבת להיות שהרדיקלים החופשיים גורמים לנזקים בשיעתוק שגורמים עם הזמן להרס האורגניזם ועוד הרבה לפני זה גורמים לסיכויים יותר גדולים למומים מולדים אצל הצאצאים של האורגניזם.
דיי לנסות לחפש כל מיני הסברים קסומים להזדקנות ,
יש הסבר מצויין שנמך בהרבה ממצאים , הגוף באמת שמנסה להגן על עצמו אבל יש עוד גורמים למוות כמו חוסר מזון או טורפים , מה שגורם לכמה סוגי ב"עח להעדיף להתרבות מהר ו"לפרמט" את תוצאות הגנים שלהם כל פעם במקום לפתח מערכות הגנה מסובכות עם מחיר מטבוליהשרדותי גבוהה , ואילו סוגי בעלי חיים אחרים ששורדים טוב יותר עם הזמן צוברים מוטציות שימושיות בתחום הזה וזה נצפה אפילו על אותו זן באיים שונים ותנאים אחרים בכל אי. לעומת זאת מוטציות שגורמות להזדקנות אחרי גיל מסויים שאף אחד מילא לא הגיע אליו גם בתוך ציוויליזציות של בני אדם פשוט נשארו.
למה לאדם יש תוחלת חיים מקסימלית גבוהה יותר מפי 2 משימפנזה(עם תנאי מחייה זהים)? , כי האדם מחזיק ביכולת השרדותית גבוהה יותר שאין לקופים לכן זה מורגש כשאתה מת בגיל 20 והטבע נותן לך לחיות גנטית כ40 שנה במקום.
בטח שיש נזק לגנים , אבל זה אובסורדימפגרבנאלימקום פנוי לדוקטורנט לומר שיש גנים באדם שגורמים לו להשמדה עצמית כי זה איזשהוא יתרון שירשנו מאבותינו…
הדעה שלי ממה שקראתי עד כה היא זה , וזה שיש מאות גורמים להזדקנות שאחד מהם הוא הראשון בתור להרוג אותנו במקרה של סגנן חיים כזה או אחר , התקדמות ברפואה יכולה לחסל אותו ואז בא הבא בתור. בתוך לא הרבה זמן בני אדם יותר משילשו את תוחלת החיים (המילא גבוהה אצל יונקים בגודל הזה) עוד כמה שנים ימציאו משהו אחר ואצל מי שחי בחברה מפותחת מספיק יעלה את תוחלת החיים(אם הוא לא ינהל אורח חיים כזה או אחר שיהרוג אותו נגיד מהשמנת יתר.סוכרתII או סיכוי גבוהה לאיידס)
בעוד קצת זמן , בסוף נגיע לשלב שבו יש לנו מוחות מעבדים וידע בכמות כזאת שעל כל שנה שנזדקת תוחלת החיים שלנו תעלה בשנתיים וזה יהיה מעין שלב מעבר ארוך בחברה.
לפי תיאורייה מוכרת המוות של תאים סומטיים נגרם מהקצרות הטלומרים, המבנה בקצוות הכרומוזומים ולא כתוצאה מחוסר יכולת לתחזק את התא.
אפשר לקרוא עוד ב-
אכן, אין גבול לרמת הפישוט שניתן להגיע אליה ברמה הפילוסופית. מה שכן ניסיתי להבהיר הוא, שככל שרמת המורכבות עולה יכולת ההתחדשות יורדת. מה שרלוונטי מהדוגמה של ההידרה, הוא שאם אתה רוצה להיות בן אלמוות, כנראה שעליך לוותר על רמת המורכבות שהגעת אליה. ועובדה שגם ההידרות וחבריהן איתנו וגם אנחנו, אז שתי הבחירות נבררו בברירה הטבעית עד כה.
אור:
תיאורטית יכול היה להיות ש"שורש" הניצן הוא בכל זאת תא מיוחד שבו השעון נדרך מחדש כמו בתאי המין ולכן דבריך אינם הוכחה של ממש.
מה שכן – עם עובדות לא כדאי להתווכח וממצאי הניסוי מראים ש"ההידרה מזדקנת לאט מאד אם בכלל" אם אני מתרגם בתרגום חפשי את מה שמצאתי בוויקיפדיה:
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydra_(genus)
מסתבר, אם כן, שההידרה היא כנראה בת אלמוות אבל היא, כאמור, יצור פשוט ביותר.
אגב, ברמה הפילוסופית ניתן לראות בבעלי החיים פשוט שלב במחזור חייהם של תאי המין.
אם חושבים על זה כך, הרי שתאי המין בני האלמוות "לובשים" בשלב מסוים במחזור החיים האינסופי שלהם גוף של בעל חיים ומשילים אותו בשלב אחר.
אריאל:
כפי שמיכאל הבהיר, אכן דיברתי על יכולת התחדשות והשוותה אותה בין אורגניזמים שונים, לפי רמת מורכבותם. טענתי שככל שהאורגניזם מורכב יותר, הוא מאבד את יכולת ההתחדשות שלו. כמו כן, הסברתי מהי רבייה א-מינית דרך אוטוטומיה.
נסתכל עתה בהידרה, אורגניזם המתרבה בשתי דרכים: מינית (תאי זרע ותאי ביצית, מפרטים שונים) וא-מינית. בדיון שאפתח אתבונן ברבייה הא-מינית.
להידרה יש מנגנון רביה אמינית שנקרא “הנצה” (budding). הווה אומר, ה”הורה” מפתח הידרה קטנה, זהה לו גנטית, על גופו שלו. כשהניצן בשל, הוא מתנתק מההורה ומתפקד כהידרה לכל דבר, עם מטען גנטי זהה להורה (חשוב עליהם בתור שיבוטים או תאומים זהים שנולדו בעתות שונות).
נניח ששעון מתקתק אכן קיים בהידרה. לפי הנחה זו, השעון מתקתק בכל התאים בגוף למעט בתאי המין, כי אחרת המין היה נכחד (מיכאל פיתח את הדיון הזה בהודעה קודמת). לפיכך, בכל תא ותא מתאי ההידרה שאינו תא מין, יש שעון מתקתק שמורה לו, בקירוב, מתי למות. מכאן אני מסיק שהשעון מתקתק גם בניצן, הצאצא לעתיד, של ההידרה, כאשר הוא עדיין מחובר להורה. כאשר ההידרה מניצה ניצן, היא והניצן הם אותו יצור, כלומר הם מזדקנים בו זמנית והשעון המתקתק בהם מראה על אותה שעה (יש להם אותו מס’ חלוקות לחיות, או אותו זמן לחיות, כרצונך). כאשר הניצן מתנתק, יש עתה שני יצורים שונים (הגדרה בעייתית כשלעצמה, מהו יצור אחד ומהם שני יצורים שונים), ובשניהם השעון המתקתק מורה על שעת מוות זהה. כלומר, ההורה והצאצא מזדקנים באותו קצב – כאשר ההורה זקן, הצאצא יהיה זקן בדיוק כמוהו! לשם המחשה, שווה בנפשך שאתה תראה תסמיני זקנה כמו של הוריך, על אף שהם מבוגרים ממך.
הגנו לסתירה. אם הניצן וההורה ימותו מתקתוק השעון (זקנה ומוות קבועים מראש) בו זמנית, הרי לרבייה א-מינית אין שום תועלת – היא לא יוצרת דור חדש וצעיר, היא יוצרת דור חדש וזקן בדיוק כמו הוריו. עובדה שההידרות ממשיכות להתרבות בדרך זו (כך פתחנו את דיוננו), בסתירה למסקנה שהגענו אלינו מתוך הנחה שיש להן שעון מתקתק.
מכיוון שכך, הפרכתי את קיומו של שעון מתקתק ביצור רב תאי מורכב. האם ניתן לגזור מכך על יצורים מורכבים עוד יותר? קטונתי. אשאיר את ההשלכות לביולוגים מוסמכים…
אריאל:
אור דיבר על יכולת רה-גנרציה של אברים ולא על חיי נצח.
גם יכולת הרה גנרציה היא בדרך כלל מוגבלת והאיבר החלופי פחות מפותח מקודמו.
לא ידוע לי על בעל חיים מורכב אחד שאינו מזדקן.
ייתכן שיצורים ירודים מאד כמו הידרה עושים זאת אבל אין שום יצור מורכב באמת שמסוגל לחיות לנצח.
אין ספק שחיי נצח היו מגבירים את האינרציה של האבולוציה אבל על הגברה זו של האינרציה ניתן היה לפצות בקצב מוטציות גדול יותר.
יש פה מנגנון מורכב שקשה לדעת (ולכן אין איש יודע) את כל הפרמטרים שלו והדרך היחידה לבדוק אם הוא באמת פועל היא דרך ההתבוננות בטבע.
כדי לטעון שהמוות נברר אבולוציונית יש להצביע על מינים של בעלי חיים מורכבים שנכחדו רק משום שהיו בני אלמוות.
לא נראה לי שנמצאה עדות מסוג זה.
האם לך ידוע משהו אחר?
זה שהטבע לא פתר את כל הבעיות אינו מעיד על כך שלא היה צורך בפתרונן אלא רק על כך שלא מצא להן פתרון.
האם אין יתרון אבולוציוני ביכולת להתגבר על החיות שטורפות אותך?
בוודאי שיש אבל עדיין יש חיות שלא הצליחו לפתח עמידות כזו.
בפרט לא הצליח המין האנושי לפתח עמידות כנגד מחלות שונות ומשונות וזאת, למרות שבמעבדה הוא מצליח ליצור תרופות כנגדן.
ואני אוסיף: והגוף הישן מתחרה על משאבים עם הגופים החדשים שנוצרו ממנו. וכשהגוף הישן מת לאחר מספר טקטוקי שעון גנטי – התחרות התוך־מינית מצטמצמת.
אור ומיכאל: טענתם שקשה לתחזק ולחדש תאים שהתמיינו ביצורים רב־תאיים (כמדומני כ-260 סוגי תאים באדם), מצד שני אור הביא מספר דוגמאות של חסרי־חוליות שיכולים להתחדש ולחיות לנצח (אמנם יש להם פחות סוגי תאים, אבל עדיין יש להם התמיינות של תאים).
אתם טוענים כי במהלך האבולוציה יצורים רב-תאיים איבדו או לא הצליחו לפתח דרכים להתגבר על מוות וזקנה, אך יש לנו כמה וכמה דוגמאות של התמודדות עם מוות וזקנה!
מה עוד שבמעבדה, כפי שמוכיח הניסוי לעיל, ניתן לשלוט באורך־החיים של יצורים! מדוע לא יוכלו טריקי המעבדה שביצעו החוקרים ביצורים רב־תאיים מורכבים להתפתח מעצמם עקב שינויים גנטיים?
אולי במה שהוספת בסוף על תאי־המין שחיים חצי לנצח (בגלל שהמטען הגנטי מתמזג עם מטען גנטי של פרט אחר ברביה־זוויגית) נמצא פתרון כלשהו, אולי מראש הגופים לא אמורים לשרוד לנצח אלא רק המטען הגנטי שבתאים, לאחר שהיצור התרבה והמטען הגנטי התרבה – אין עוד תועלת להמשיך ולתחזק תאים של גוף ישן שהרי נוצרו הרבה גופים חדשים.
יוגב:
כדור הארץ לא היה קורס.
ברגע שהיה נוצר מחסור במשאבים היו הפחות מתאימים נכחדים (ולא מזיקנה אלא מחוסר התאמה).
המגוון שהיה עומד אז לבחירתה של האבולוציה היה גדול יותר והסיכויים שתמצא וריאציה עם התאמה לתנאים החדשים היו גדלים עמו.
אבל באמת עדיף שתקרא מה שכתבו לפניך לפני שאתה מגיב.
איפה האבוליצה הייתה מהירה יותר כשגיל התמותה הוא צעיר יותר או מבוגר יותר 😉 ?
כיוון שאם כולם היו חיים עד גיל 250 אז כדור הארץ היה מתמלא וקורס תחת כל פיצוץ האוכליסין,
לעומת זאת, כשהתמותה היא יחסית צעירה יש יותר "מרווח" "זמן" ו"מקום" להמשיך אותה.
(אם כתבו זאת לפניי אני מתנצל מראש)
אריאל:
רק חזרתי למחשב ואני רואה ששאלת שאלה ואף קבלת תשובה.
התשובה שהייתי כותב דומה לזו של אור.
בשעה שהחיידק הוא תא בודד וצאצאיו הם תאים הזהים לו, באדם יש תאים רבים המתמחים כל אחד בתחומו.
המנגנון מורכב בהרבה. בכל תא מושבת חלק מה DNA ויש אפילו תאים שאינם מכילים DNA כלל.
כל העסק צריך לעבוד בהרמוניה תוך שהוא מעביר ומעבד בתוכו (בצינורות המסתיידים כפי שמסתיידת צנרת מים) חומרים חיצוניים, מכיל בתוכו – ביחסים סימביוטיים יצורים אחרים וכדומה.
חלק מסוים מן האדם זוכה, עם זאת, במובן מסוים לחיי נצח.
אני מדבר, כמובן, על תאי המין.
המנגנון המופעל באדם לייצור תאי המין דומה, כנראה, באמינותו, לזה שמשמר את החיידק כולו.
גם מה שאמר הדפקט (איזה פירגון עצמי 🙂 ) נכונים.
כסיכום והכללה של דבריו אומר שהעובדה שחיי גוף מורכב מכילים שלבים שונים שבכל אחד מהם הוא חייב לתפקד אחרת מוסיף מורכבות רבה.
תאים שונים חייבים לעבור שינויים לאורך הזמן ושינויים אלה אינם בהכרח הפיכים וההפיכות נחוצה אם רוצים לאפשר שיחזור.
ביחס לזקנה – גם אם אינה מופיעה בכל היצורים המורכבים (וככל שאני מנסה להעלות דוגמאות בדמיוני אינני נזכר בחיה נטולת זקנה) – עצם קיומה ברבים מהם מאשש את טענתי.
מעבר לכך, כאמור, יש גם את אותו חלק מן הזקנה המוריד את איכות הצאצאים ומגיע אף להפסקה מוחלטת של הפוריות.
איזו תועלת יש בכל אלה?
אתה מעדיף את אפשרות ב אבל לא הצלחת להתמודד עם טיעוני הנגד וגם לא הדגמת אפילו יתרון אחד שלה (וזה שאתה טוען שמשהו מהווה יתרון אינו שקול להדגמת היתרון)
אריאל, לשאלתך – "מדוע שיצור רב־תאי לא יהיה מסוגל לתחזק את תאיו באופן זהה?"
ישנם אורגניזמים רבי תאיים בעלי כושר התחדשות מופלא. רבים מחסרי החוליות הם בעלי יכולת זו, ויש כאלה, כמו התולעת השטוחה מסוג Dugesia, המסוגלת להתחדש גם אם איבדה שני שלישים מגופה. אתה יכול לחתוך תולעת אחת לחצי, ושני החצאים יחדשו את החצי החסר. כך יתקבלו שני פרטים זהים גנטית (כמו שיבוטים).
יתרה מזו, זוהי דרך רבייה מוכרת של תולעים שטוחות, וגם של חסרי חוליות אחרים כמו ההידרה. יצורים אלא קורעים את גופם מרצון בתהליך שנקרא אוטוטומיה.
השורה התחתונה היא, שהתהליך האבולוציוני של התמחות תאים (לאיברים ולרקמות שונים) מביא לירידה ניכרת בכושר ההתחדשות. כושר התחדשות זה קיים בתאי גזע עובריים, אבל לא קיים באדם הבוגר. ייתכן שמנגנון זה קשור לזיקנה – בשל ההתמחות של התא, הגוף מתקשה לחדש אותו.
לאריאל
אם אני לא טועה פרפרים אינם מתים מזיקנה וכך גם חרקים רבים אחרים. כדאי לבדוק זאת גם לגבי צמחים.
לחיזוק הרעיון שלך- . בחברה שבה הפרטים לא מזדקנים ונראים תמיד צעירים, הנקבות תעדפנה תמיד את הפרטים המבוגרים יותר (וגם הזכרים יעדיפו את הנקבות המבוגרות) כי הם יותר חכמים ובעלי נסיון וכושר השרידות שלהם באופן כללי גבוה יותר. כתוצאה מכך לא יהיה הרבה מקום לשונות גנטית וזה אסון מבחינה אבולוציונית.
זו כתבה ממש מעניינת. לכו תדעו מה יהיו האפקטים העתידיים של המחקר.
אני כולה מהנדס אלקט’, אז אני לא מתיימר להיות פולימר.
לדעתי, ביצור רב-תאי כמו האדם הקוד הגנטי (כמוהו כקוד תוכנה) מכיל תוכנית (פקודות) גדילה. אך הגדילה איננה לינארית ומואטת אם הזמן בדומה לגל סינוס המוכפל באקספוננט דועך.
אותו אקספוננט דועך, אותו קוד המקטין ומחדיל את הגדילה, לדעתי גורר איתו פגמים בייצור ואיננו מושלם.
יכול להיות שהמעבר מן המצב “גדילה”, למצב “שימור” באורגניזם חי, המחייב טרנספורמציה של פונקציות גנטיות רבות מסטטוס פעולה לסטטוס סרק IDLE לא הגיע לשלמות ב 3 מיליארד שנות אבולוציה.
ממש כמו שלא באמת קיים “0” או “1” דיגיטלי מושלם.
מיכאל – אתה כן מכיר מכונה שאיננה מתקלקלת לנצח – החיידקים שכפי שציינת, למעט המקרה שמתארת פרופ’ קולקה, הם בני אלמוות. מדוע שיצור רב־תאי לא יהיה מסוגל לתחזק את תאיו באופן זהה? גם אם תאים שלמים או אברונים בתאים מתקלקלים – ניתן לתקן או להחליף אותם.
עובדה היא שאף יצור מורכב איננו בן אלמוות, אפזר לפרש זאת בשני דרכים: (א) אין מה לעשות, מוות הוא גזירת המציאות, קלקולים, שינויים גנטיים ונזק מצטבר הורגים בסופו של דבר את התא. (ב) למוות יש תועלת אבולוציונית כלשהי.
אני מעדיף את פירוש (ב), אין לי תשובה לשאלה מה תועלת יש בדעיכה ובזִקנה, על־פניו נראה כי עדיף מוות מהיר המפנה את השטח ליצורים צעירים במהירות.
צריך לברר גם האם זיקנה אכן מופיעה בכל היצורים בהם יש מוות טבעי. ייתכן כי יכול להיות מוות טבעי ללא הקדמה של זיקנה.
רעיון נוסף שמתחבר לרעיון ההתבלות של מיכאל וגם לרעיון הראשוני שלי: ייתכן שתמיד קיימת התבלות ותיקון בתאים של ייצורים ומתישהו כבר לא “שווה” לתקן את התאים ועדיף שהיצור ימות ויפנה את מקומו לצאצאים חדשים. הזיקנה היא אפוא וויתור על התחדשות כדי לפנות מקום לדורות הבאים.
שיהיה ברור:
אני בטוח שהמוות – כמו שאר תכונותינו – טבוע בגנים שלנו. לא אמרתי אחרת. אמרתי רק שלא הייתה לדעתי ברירה טבעית חיובית של יצורים בשל נטייתם למות מזקנה.
הדעה המקובלת – על פיה לא התפתחו בנו מנגנונים המשמרים אותנו מעבר לגיל הפוריות נראית לי הרבה יותר הגיונית.
השאלה היחידה שהשיקול שהעלה אריאל יכולה להיות רלבנטית לגביה היא השאלה מדוע פוריותם של בעלי החיים אינה נמשכת עד בלי די אבל כאן אפילו יותר ברור שמדובר בשחיקה של המערכות. בבני אדם, למשל, ככל שהגיל עולה, עולה גם הנטייה להעמיד צאצאים פגומים. איזה יתרון אבולוציוני יכול להיות לתופעה זו?
זה כמובן מקרה פרטי של חוסר ההיגיון בכך שהמוות בא בהדרגה וקודמת לו הזיקנה. איזה יתרון אבולוציוני מביאה עובדה זו?
לאריאל
אני מסכים עם דעתך
אומנם הגדלת הילודה מגדילה את המוטציות האפשריות למעבר לדור הבא,וכמובן שתעזור בעתיד למין להתגבר על הקשיים החדשים בסביבתו אבל מצד שני היא מקטינה את המשאבים המתחלקים בין קבוצה גדולה יותר של פרטים. לכן יש לנו כאן צורך לחפש את האופטימום לצורך התפתחותו של מין היצורים, לכן אני מאמין שהמוות תבוע בגנים שלנו.
יום טוב
סבדרמיש יהודה
אריאל:
זה לא שייך כיוון שמוטציות מתאימות יותר תגברנה על היצורים הפחות מתאימים ללא שום קשר בשלב בו נולדו.
המוות מביא בסך הכל לשינויים בגודל האוכלוסייה ובמובן זה אין הבדל בין אוכלוסיה של הדור החדש לאוכלוסייה של הדור הישן. להיפך – אוכלוסיית הדור הישן מתאימה למציאות בהסתברות גבוהה יותר כיוון שהוכיחה ששרדה עד כה. ברגע שיחול שינוי שאוכלוסייה זו אינה בנויה להתמודד אתו היא תכחד ממילא.
אם גודל האוכלוסייה היה פקטור כזה חשוב הוא היה גם מגביל את הילודה (שוב – כדי להקטין את התחרות בין נשאי הגנים המתחרים).
כעיקרון יש מצבים שבהם עדיף שימות חלק מן האוכלוסייה אבל כלל לא ברור מראש מהו החלק שעדיף שייכחד והדרך היחידה לקבוע זאת בצורה אופטימאלית היא לתת לברירה הטבעית לעשות את שלה על פי התכונות ומבלי להתחשב בדור המוצא.
דוגמת החיידקים מוכיחה זאת היטב כיוון שאלה היצורים בעלי כושר ההישרדות (כמין) הגבוה ביותר והאבולוציה שלהם מביסה את כל חידושי הטכנולוגיה חדשות לבקרים.
נכון שיש מצבים שבהם מחליטה מושבת החיידקים "לארגן" התאבדות קולקטיבית של חלק מן הפרטים אבל גם אז לא מדובר בהזדקנות.
אינני מכיר במציאות שום מכונה שאינה מתקלקלת לעולם ולכן ההשערה המקובלת שבמשך הזמן דברים פשוט מתקלקלים נראית לי סבירה יותר מן האפשרות שההישרדות מחייבת גזר דין מוות לבוגרים – במיוחד, כאמור, כאשר אפשרות זו מופרכת על ידי השורדים הטובים ביותר.
והנה קישור המתמצת את עיקר העניין:
ישעיה עבד השם: איזה יופי, תודה רבה, באמת למדתי אצל פרופסור חנה אנגלברג-קולקה קורס אחד, אולי היא הזכירה את זה באחת ההרצאות.
אריאל – הנה רמז לגבי ההפניה שאתה מחפש.
A group of Hebrew University scientists headed by Prof. Hanna Engelberg-Kulka of the Department of Molecular Biology at the Hebrew University – Hadassah Medical School have discovered a new bacterial communication factor. The researchers revealed the discovery of the extra-cellular death factor, and described some of its characteristics and several genes that are involved in its generation in an article published in the October 2007 issue of Science magazine.
מיכאל:
אני יודע שחיידקים אינם מתים מוות טבעי אלא מתחלקים חלוקה בינארית, זה לא סותר את הרעיון שלי באופן כללי, זה רק יכול להראות שהוא לא מתאים בכל המקרים. חוץ מזה, אני לא בטוח במאה אחוז שאין מוות מתוכנן ביצורים פרוקריוטיים, לפי מיטב זכרוני יש ממצא המראה כי חיידקים יכולים לאותת אחד לשני למות כאשר משאבי הסביבה אוזלים. לא, אין לי קישור למאמר.
עכשיו תנסה להראות דווקא בעזרת ההיגיון כי הרעיון עצמו לא נכון, הרעיון שלי בפשטות הוא כזה: ביצורים שיש להם מוות מתוכנן גנטית לאחר זמן/מספר חלוקות מסויים קצב השינויים הגנטיים גדל וסיכויי ההתאמה שלהם לסביבה משתנה גם הוא גדל.
אריאל:
אפשר להוכיח שדבריך אינם נכונים גם באמצעות ההיגיון אבל זה יהיה סיפור ארוך ומורכב ולכן אני מעדיף להפריך אותם באמצעות ממצא פשוט:
החיידקים אינם מתים מזקנה.
לאריאל,
יפה, אהבתי.
האם הגנים ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6 משפיעים גם על תסמונת Hutchinson-Gilford Progeria ( תסמונת הילד המזדקן)
לאבי
האם הגנים ELT-3, ELT-5 ו-ELT-6 קשורים גם לתסמונת Hutchinson-Gilford Progeria (תסמונת הילד המזדקן)?
מרתק,
אני סברתי שזיקנה נובעת מהתקצרות הטלומר בכל חלוקת תא,
עד שנוצר התא שלא יכול להתחלק הלאה, ואז מות התאים גורם לתופעות הזיקנה.
כל יום יש תיאוריה חדשה בנושאים אלו,
מניח שהאמת המלאה תתגלה כשעטנז של כולן או חלקן.
ולי יש רעיון טיפה אחר, הזדקנות היא הדרך של מיני יצורים להגביר את השונות הגנטית שלהם, ההזדקנות והמוות הנגרמים בעקבותיה מקטינים את החלק הבוגר של אוכלוסיית המין, ולכן מגדילים את היכולת של החלק הצעיר של אוכלוסיית המין לשרוד ומקטינים את התחרות בתוך המין בין פרטים צעירים לבוגרים, ולכן התחרות בין מין שיש לו מנגנוני מוות למינים אחרים יותר יעילה.
הניסוח שלי לא מספיק חד, אבל אני מקווה שהרעיון מובן. אשמח להערות ולשיפצורים.
עד היום אמרו שההזדקנות היא כתוצאה של הצטברות מוטציות. לא אמרו אוליי, לא אמרו שאין הוכחות, והאמירות נשמעו די נחרצות. תופעת האמירות מסוג זה מרפה את השכל הקולקטיבי לחשוב ולמצוא את האמת… פרט לפורצי דרך ושוברי מוסכמות מעטים.
קצת מזכיר את המלצות הרפואה לגבי תזונה — כל פעם משנים והופכים את מה מותר ומה לא מומלץ לאכול.