מדעני המכון, שנענו לתגובת קורא באתר האינטרנט, חשפו עוד טפח מסודות האבולוציה
לבנת אפריאט ופרופ' דן תופיק. אבולוציה במבחנה
ציטוט:
“אני אוהב שטויות. הן מעוררות את תאי המוח”.
ד”ר סוס (תיאודור סוס גייזל) סופר ומאייר אמריקאי (1991-1904)
פורסם באתר מגזין המכון ב- 27/11/2006
מגזין “המכון” מהווה, זה שנה, חלק מפורטל האינטרנט הגדול בישראל, Ynet. לצד החשיפה הנרחבת לגולשי האתר נתקלים מדעני המכון גם באחת מהתופעות השנויות במחלוקת ברשת: ה”טוקבק”, תגובות ישירות של גולשים שלא תמיד טורחים לקרוא את המאמר לפני שהם מגיבים עליו. בדרך כלל, ה”טוקבק” הוא לא יותר ממחיר שכל מי שרוצה להעביר את המסרים שלו ברשת נאלץ לשלם. זהו אחד מההיבטים הבעייתיים של
חירות הגולשים באינטרנט. אבל לפחות במקרה אחד, “טוקבק” למאמר שהתפרסם ב-Ynet דירבן את פרופ' דן תופיק, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, למחקר שבו חשף את השורשים האבולוציוניים של אנזים שנמצא בחיידקי קרקע ומאפשר להם לפרק חומר הדברה מסוים (מקבוצת הזרחנים האורגניים), שנוצר לראשונה לפני כ-60 שנה. כאן עלתה השאלה, כיצד התפתח בחיידקים, תוך עשרות שנים בודדות (הרף עין במונחים אבולוציוניים), אנזים המפרק את חומר ההדברה ביעילות רבה כל כך. האם האנזים הופיע יש מאין, או שמא התפתח מאנזים קיים?
במאמר שהופיע ב-Ynet תואר מחקר שבו הראו חברי קבוצת המחקר של פרופ' תופיק, כי תהליך האבולוציה יכול לנצל פעולות משניות מזדמנות (מעין “חלטורות”) שאנזימים שונים יכולים לבצע לצד הפעילות המרכזית שלהם. לעיתים, כשיש בכך צורך, וכשהאנזים “מצטיין” בביצוע ה”חלטורה”, יכול העיסוק הצדדי של האנזים להפוך לעיסוקו העיקרי. זוהי האבולוציה בפעולה. למעשה, כתוצאה מלחץ אבולוציוני יכולות הפעילויות להתחלף: פעילות שהייתה במקור מרכזית “תתנוון” לפעילות צדדית מזדמנת, ואילו פעילות “חלטוריסטית” יכולה, כאשר יש בכך צורך, להתפתח לפעילות העיקרית של האנזים. פרופ' תופיק וחברי קבוצת המחקר שלו הפעילו מסלול אבולוציוני מהיר במעבדה, דבר שהוביל להגברת היקף הפעילות ה”חלטוריסטית” של אנזימים שונים.
במחקר שתואר במאמר בחנו בין השאר המדענים אנזים מסוים, הקרוי PTE. פעילותו העיקרית של האנזים הזה היא פירוק חומר ההדברה המודרני פראוקסון (הידוע גם בשם פרתיון). במקביל הוא מבצע, ברמת פעילות נמוכה יחסית, גם “חלטורה” צנועה: פירוק חומרים המכונים לקטונים.
כאן נכנס לפעולה הטוקביסט שהזדהה בשם “יודע”. לאחר כמה משפטים כלליים בגנות תורת האבולוציה, הוא הגיש למדענים הצעה: “שחזרו את החלבון שמנו התפתח החלבון הנחקר. בטוח שתגיעו מהר למסקנה שמעולם לא היה חלבון שקדם לו”.
פרופ' תופיק ותלמידת המחקר לבנת אפריאט נענו לאתגר. מכיוון שעד לפני 60 שנה לא היו החיידקים זקוקים לאנזים שיודע לפרק חומר הדברה מודרני, הם העריכו שתפקידו המקורי של האנזים הזה היה שונה, וכי היכולת לפרק חומר הדברה הייתה בעבר יכולת רדומה, “חלטורה” חבויה שלמעשה לא באה לידי מימוש. כך עלתה ההשערה, שהפעילות שנראית כיום כ”חלטורה” (פירוק הלקטונים) הייתה הפעילות המקורית של האנזים.
בשלב הזה זיהו המדענים, בחיידקים, גנים שונים שמקודדים אנזימים שתפקידם המרכזי הוא פירוק לקטונים המשמשים לתקשורת בין החיידקים. השוואה ביניהם לבין הגן שמקודד את האנזים שמפרק חומר הדברה גילתה דמיון רב מאוד. במילים אחרות, נראה שגן שמקודד אנזים מפרק לקטונים, שהיה בעל יכולת לבצע “חלטורה” של פירוק חומר שלא היה קיים כלל, החל להשתנות לפני כ-60 שנה כשהופיע חומר ההדברה. תוך ששה עשורי שנים (ואולי פחות) הפכה ה”חלטורה” לעיסוק עיקרי, ופירוק הלקטונים נותר כ”חלטורה” בלבד
10 תגובות
אשרי המאמין
לעמי
הצעתי לבצע מחקר לגבי קצב השתנות של אורגניזמים קטנים אשר לגביהם אין מחלוקת (לפחות בקרב תומכי האבולוציה כגון אלו ששמותיהם מופיעים למעלה) שמתקיימים שינויים הניתנים למדידה בפרקי זמן קצרים יחסית (60 שנה או פחות). מתוך מדידות רבות ולאורך זמן מסוג זה, כולל מעקב אחר קצב שינוי הד.נ.א. במידה ויוכח שקיים, אולי יהיה ניתן להגיע בדרך של דדוקציה לנוסחה מתימטית מוכחת המתארת באופן המקורב ביותר את קצב השינוי של אורגניזם (= אבולוציה) ,לדעתי במידה ויש ממש ב "היפותיזת" האבולוציה כלשונך, הרי שחייבת להימצא נוסחה שכזו.
תודה לך על תגובתך יהונתן.
שתי הערות מינוריות לדבריך:
1) כידוע לך הברירות הן לא רק בין התורה האבולוציונית של דארווין לבין בריאתנות – יש בספרות אלטרנטיבות נוספות ומכניזמים מגוונים להסברים השונים
2)תמוה בעניך שעדין אין מחקר שמאשש או מפריך את האבולוציה? האם יכול בכלל אדם ליצור ולעמוד בניסוי שכזה? תהליכים אבולוציונים גדולים מתרחשים לאורך זמן רב מאוד. לאורך מליוני שנים "נשלף" האדם מן הקוף (לדעת רבים). על מנת לגלות מה ישלוף מתוך עצמו האדם יהיה עלינו להמתין כמה מליוני שנים לפחות. אולי ישלוף מעצמו שוב קוף? אולי יפרח פרפר? כך או כך, נדמה שהאבולוציה הדארוויניסטית כפי שמציג אותה מוצא המינים תשאר בגדר היפותיזה בלבד שהרי לא ניתן לשים יצור במעבדה במשך מליוני שנים ולראות מה הוא ישלוף מתוך עצמו. על כן האבולוציה הדרוויניסטית היא לא תאוריה כי אם היפותיזה. היא נכונה בדיוק כמו הגישה הבריאתנית שאותה הזכרת כבר. אין הוכחות. יש ממצאים שתומכים. יש מאובנים שמראים כך או כך ויש תהליכים מואצים על ידי חיידקים כמו במחקר זה בו אנו דנים כעת – אך אין הוכחות של ממש.
זה יפה ונעים לשמוע שיש עוד קוראים וכותבים בקרב הציבור שנותנים דרור לכתיבתם ומאפשרים קיום דעות ששונה מהמיינסטרים של אבולוציה/בריאתנות.
בברכה,
עמי בכר
לעמי – נכון מאוד!
לפי קצב השינויים האבולוציונים המוצע, במידה ונדרשים 60 שנה לשינוי כה פעוט, אזי התפתחות של תא חי בודד לכדי חתול רחוב מצוי עשויה לארוך הרבה מעבר לתקופה בה כדור הארץ יכול היה לקיים חיים כלשהם.
אם כי הם לא אומרים שהשינוי בהכרח ארך שישים שנה.
זה עדיין לא מפריך את תיאורית האבולוציה, זה רק מוכיח שחסידים שוטים זה לא דבר טוב בשום מצב, לא אבולוציונים ולא בריאתנים.
לו היה ניתן לבצע מחקר מדעי רציני ולאורך שנים, שבסופו תקבע נוסחה מתימטית לגבי שיעורו של קצב ההשתנות הטבעי באורגניזמים (באם קיים כזה) , אזי ניתן היה אולי לספק תשובות מאוששות או מפריכות לגבי תיאורית האבולוציה.
בעיני תמוה שעדיין אין כזה מחקר ואשמח אם מישהו יפנה אותי במידה ונעשה.
גנים עוברים שינוי כל הזמן. השאלה היא הקצב.
אני חושב שהקשר בין העובדה שגנים עוברים מוטציות לבין התאוריה האבולוציונית, אמנם קיים, אך אחד לא מוכיח את השני.
המחקר הראה, למיטב הבנתי מהמאמר, כי הרצף העתיק יותר דומה באופן מובהק לרצף החדש יותר. זהו בהחלט שינוי “אבולוציוני” לכאורה שהרי דבר התפתח מדבר (EVOLVE)! פעם היה רצף X שקודד לחלבון Y והיום יש רצף X’ שמקודד לחלבון Y’. האם זוהי הוכחה לאבולוציה? במידה מסויימת כן.
הדבר דומה, לדעתי, לרובה שמשמש לצייד שעם הזמן התבלה והפסיק לירות. כעת משתמשים בגוף הרובה כפריט אמנותי. ניתן להגיד שהייתה כאן אבולוציה – מגוף אחד בעל שימוש מסויים, עקב שינוי, התקבל גוף דומה/קרוב בעל שימוש אחר.
האם גם רובים עוברים אבולוציה כמו בעלי חיים? ומה באשר לאקדחים? והאם אלו הם הוכחות או אנלוגיות סבירות בלבד?
עמי
תגובה לעמי:
עמי, אתה לא חושב שבכל זאת המחקר הראה שינוי אבולוציוני מובהק בגן ספציפי? הרי זו הייתה הבעיה של הגולש, שטען שהם לא יצליחו להוכיח שהאנזים היה קיים קודם אך היה בעל פונקציה אחרת.
לדעתי הם עמדו באתגר ונתנו תשובה מספקת לגולש שלא ממש מאמין בהתפתחות אבולוציונית.
אבי
לדעתי הם בכלל לא קיבלו את האתגר, או פרשו אותו לא נכון. מה שהגולש הציע להם הוא לקחת את אותם חיידקים מפרקי חומר הדברה מודרני ולנסות להעביר אותם אבולוציה "רגרסיבית" שתגרום לאנזימים מפרקי חומרי ההדברה לחזור ולפרק לקטונים.
מה שהם עשו בפועל, לפי כתבה זו, הוא טריויאלי לחלוטין: בהתחלה היה גן שקודד לאיזה מפרק לקטון. עם הזמן חלו בו שינויים קלים שגרמו לאנזים שיוצא ממנו להתמחות בפרוק חומר הדברה זרחני. מן הסתם הרצף הגנטי של הגן "החדש" דומה מאוד לגן "הישן". אז מה הועילו הפרופסור ותלמידתו כשמצאו משפחה של גנים שמקודדת לחלבונים מפרקי לקטונים והשוו את הרצפים לרצף שעבר אבולוציה מאותם רצפי מקור?
זה כמו לקחת וילון ישן, לתפור ממנו שמלה ואז להגיד: "המממ… מוזר!!! השמלה הזו מזכירה לי וילון"
הגולש המדובר ידע על מה הוא מדבר ונדמה לי שגם הפרופסור ותלמידתו יודעים על מה הוא מדבר. באבולוציה אין אפשרות לחזות מראש מה הולך להתפתח. אי אפשר לקחת היום רצף שמקודד לאנזים הזה שמפרק חומר הדברה ולנסות להעביר אותו שורה של שינויים שתחזיר לו את הפעילות הראשית הקודמת שלו (פרוק לקטונים).
כל האמור לעיל הוא באשר לגוף המחקר. באופן משני אני רוצה להעיר ששישים שנה בעבור חיידקים שזמן הדור שלהם הוא 20 דקות זה לא זמן טריוויאלי. מדובר ביותר ממליון וחצי דורות. במושגים אנושיים (אם נניח שאדם חי 50 שנה) זה מקביל ליותר מ 77 מליון שנה. אם אורגניזם שלם השתנה באופן כל כך דרסטי במשך תקופת דור שכזו – מה זה כבר שינוי בגן פונקציונלי בטווח זמן מקביל?
מצטער, המחקר לא לרוחי.
עמי
[email protected]
אפשר לקבל בבקשה את הקישור למאמר ב-YNT?
תודה!
מאמר מעניין. כעת מה שנותר לפרופסור דן ולליבנת לעשות הוא מיפוי החלטורות האפשריות בגנים.
מציאת חלטורות מעין אלה תיתן ייתרון ואולי גם זכויות מיסחריות יקרות (פטנטים וכדומה)
אתגר
סבדרמיש יהודה