גנים קופצים משרטטים את העץ האבולוציוני של חיות הכיס

רטרופוזונים משמשים לאישור נדידה יחידה של יונקי כיס מדרום אמריקה לאוסטרליה

התפרקות יבשת העל לפני 130 מיליון שנה ליבשות של ימנו. M. A. Nilsson et al., PLoS Biology, 8 (July 2010)
התפרקות יבשת העל לפני 130 מיליון שנה ליבשות של ימנו. M. A. Nilsson et al., PLoS Biology, 8 (July 2010)

קנגרואים, אופוסומים ושדים טזמניים אמנם שונים באופן דרמטי זה מזה בצורתם ובתפוצתם, אך יש להם עץ משפחה משותף. מדענים התווכחו במשך שנים לגבי השאלה כיצד חיות כיס אלה התפתחו ונפוצו על פני העולם. כעת מחקר חדש העוסק בגנים "קופצים" (רטרופוזונים ***) עשוי לתת מענה לשאלות אלה.

יותר מ-300 מיני חיות כיס חיים ביבשות אמריקה ואוסטרליה. יצורים אלה מפורסמים לגבי הכיס שלהם, מנשא-תינוקות- מובנה, בו הם שומרים על הולדות הצעירים ומאכילים אותם. ליונקי הכיס הריון קצר וולדות הנולדים זעירים ולא מפותחים. הולדות זוחלים מיד עם לידתם לכיס (marsupium) – שהוא קפל עור המחובר לעצמות הכיס שמתחת לבטן האם, שם הם ממשיכים להתפתח במשך כמה חדשים עד להשלמת התפתחותם.

יונקי הכיס הם קרובי המשפחה הקרובים ביותר ליונקים השליתיים, (עליהם נמנים גם בני האדם), אך הם התפצלו מקבוצתם המקורית לפני 130 מיליון שנים. הם התיישבו בעיקר בדרום אמריקה ובאוסטרליה, אשר בזמנו היו חלק מיבשת-על בשם גונדוונה.

חיות כיס הן תת מחלקה במחלקת היונקים, שמתחלקת לשתי קבוצות (סדרות-על): סדרת חיות הכיס האוסטרליות וסדרת חיות הכיס האמריקאיות. כל סדרת-על מתחלקת לסדרות נוספות, וכל סדרה – למשפחות. כך למשל, נמצא בסדרת העל האוסטרלית את סדרת הקנגורואים, אליה שייכות משפחת הקנגורואים, הפוסומים למיניהם, הקואלות, חולדות הכיס והוומבטים.

בניסיון לתאר את האבולוציה של יונקי הכיס קביעת רצף הדנ"א ועדות המאובנים מספרים שני סיפורים שונים. הדנ"א מציע שאב קדמון דרום אמריקאי אחד נסחף לאוסטרליה לפני שהיבשות נדדו והתרחקו זו מזו, וחיות הכיס על כל יבשת יכלו להתפתח בנפרד. המאובנים לעומת זאת, תומכים בתמונה מורכבת יותר, בה חלק מהפרטים הקדמונים עשו מסע חזרה לדרום אמריקה ושכמה מינים דרום אמריקאים התפתחו באוסטרליה.

בקונפליקט זה מככב המין Monito del Monte המכונה "קוף הרים קטן". מדובר בחיית כיס נדירה וזעירה, החיה רק ביערות הגשם של הרי האנדים הדרומיים בצ'ילה ובארגנטינה. קוף ההרים הקטן פעיל בלילה ושוכן על עצים. המרכיב העיקרי בתזונתו הוא חרקים ופירות. המתמיהה הוא שלמרות תפוצה זו היא מסווגת כקרובת משפחה קרובה למין נכחד של חיית כיס אוסטרלית, על בסיס דמיון רב ביניהם במבנה העקב ובעצמות האוזן. מספר חוקרים מתייחסים לקוף ההרים הקטן כאל הוכחה לנדידות המורכבות יותר שהתרחשו בעבר. חוקרים אחרים לעומת זאת ממשיכים לדגול בנדידה אחת, זאת משום שנתוני הדנ"א אינם חד משמעיים.

כדי לעשות קצת סדר בבלגן, הביולוגית האבולוציונית מריה נילסון מאוניברסיטת מונסטר בגרמניה ועמיתיה, החלו לבדוק מקטעי דנ"א הקרויים רטרופוזונים. רטרופוזונים נשברים מהדנ"א הכרומוזמלי, מועתקים ומודבקים בחזרה במקום אחר בגנום (כלומר- אלו מקטעים אשר "קופצים" ממקום למקום בדנ"א). שלא כמו שאר הקוד הגנטי, אשר נתון למוטציות ולאירועים אקראיים נוספים שעלולים להקשות על אנליזה גנטית, רטרופוזונים ומיקומם ניתנים לחיזוי ונשארים יציבים לאחר ההעתקה וההדבקה במקום החדש. תכונה זו הופכת אותם לסמנים (מרקרים) יותר אמינים עליהם ניתן לסמוך כדי לקבוע קשר וקרבה אבולוציונית בין מינים; אם לשני מינים יש את אותם רטרופוזונים באותם מיקומים, הם כנראה חולקים אב קדמון משותף.

האבולוציה של חיות הכיס מדרום אמריקה לאוסטרליה. M. A. Nilsson et al., PLoS Biology, 8 (July 2010)
האבולוציה של חיות הכיס מדרום אמריקה לאוסטרליה. M. A. Nilsson et al., PLoS Biology, 8 (July 2010)

נילסון השוותה בין האופוסום הדרום אמריקאי, הוואלאבי האוסטרלי (חיית כיס קטנה הדומה לקנגורו) ו-20 מינים נוספים של חיות כיס, כולל הוומבאט האוסטרלי, וואלארו ועוד. לכל חיות הכיס שנבדקו היו אותם 10 רטרופוזונים, ממצא המאשר את העובדה שכולם חולקים ביניהם אב קדמון משותף. חיות הכיס מדרום אמריקה עברו פחות אירועי קפיצת רטרופזונים, מה שמציע שהם התפתחו מענף מאוחר יותר בעץ המשפחה. האופוסומים חסרו שני רטרופוזונים כמעט אוניברסליים בשכיחותם, עובדה שעשויה להציע שמבחינה גנטית הם הקרובים ביותר לאב הקדמון של חיות הכיס, אומרת נילסון. אפילו לגבי המוניטו המסתורי נפתרה התעלומה ונמצא מקומו על עץ המשפחה: הוא חולק תכונות גנטיות מסוימות עם חיות הכיס האוסטרליות, אך ללא ספק קרוב יותר לחיות הכיס הדרום אמריקאיות.

נתוני הרטרופוזונים מאפשרים חלוקה ברורה של חיות הכיס האוסטרליות והדרום אמריקאיות לקבוצות נבדלות- מה שמרמז על קשר מועט מאד ביניהן במהלך התפתחותם האבולוציונית.

ממכלול הנתונים ניתן להסיק כי אירוע יחיד של נדידה מדרום אמריקה לאוסטרליה הוביל למגוון מיני חיות הכיס המוכר כיום, כולל המוניטו. וכפי שנלסון מעידה "התלהבתי מאד. אני חושבת שהמחקר עומד לפתור מחלוקת."

הממצאים, שפורסמו בתחילת אוגוסט, מייצגים צעד גדול קדימה בהקשר של הבנת היחסים והקשרים בין מיני חיות הכיס, אומר הביולוג האבולוציוני מתיו פיליפס מהאוניברסיטה האוסטרלית בקנברה. הליקוי היחיד בטכניקת הרטרופוזונים, לדברי פיליפס, הוא שהיא אינה לוקחת בחשבון קצוות מתים- מיני חיות כיס שהוכחדו ומן הסתם מילאו עוד את עץ המשפחה. מאחר ומינים אלה הוכחדו לא ניתן כיום לבדוק את הדנ"א שלהם ולערוך בו את מבחני האיתור לרטרופוזונים, כך שלא ניתן לקבוע את מיקומם המדויק בעץ המשפחה. שילוב של טכניקת הרטרופוזונים יחד עם נתוני המאובנים יכול לסייע לחוקרים לקבל תמונה מפורטת יותר של מתי ואיך נדדו האבות הקדמונים של מיני חיות הכיס. "המחקר הנוכחי" אומר פיליפס "מספק טכניקה יעילה ויוצר את היסודות למחקרים נוספים בתחום."

*** רטרופוזונים (ויקיפדיה באנגלית) הינם מקטעי דנ"א רפטטיבי המוחדרים לכרומוזומים לאחר שעברו רברס טרנסקריפציה ממולקולת רנ"א. בניגוד לרטרוטרנספוזונים, הרטרופוזונים אינם מקודדים את האנזים RT, רברס טרנסקריפטאז, בעצמם. לכן, הם מהווים אלמנטים לא-אוטונומיים ביחס לפעילות הטרנספוזיציה שלהם (לעומת טרנפוזונים).

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

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן