# רמזים חדשים לאבולוציה של בעלי-החוליות מבעל-חיים ימי זעיר

> המחקר החדש מראה כיצד התפתחו מבנים חדשים בבעלי-חוליות על-ידי שכפול גנים ומציאת פונקציות חדשות עבורם בעל החיים הידוע בשם איזמלון (אמפיוקסוס בלעז) בוודאי לא היה מרוצה לו היה מודע לסערה שמתחוללת מסביבו ברגעים אלו. כל אורכו של חסר-החוליות הימי הזעיר הוא חמישה סנטימטרים, והוא מבלה את חייו השקטים כשהוא קבור בחול ורק ראשו מבצבץ החוצה לצורכי הזנה. אך למרות הופעתו התמימה, הגנום של יצור קדום זה אוצר את התשובה לאחד…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/worm-like-marine-animal-providing-2506082
- Author: ד"ר רועי צזנה
- Published: 2008-06-25T00:11:42+03:00
- Modified: 2008-06-25T09:40:31+03:00
- Sections: אבולוציה בפעולה
- Topics: אבולוציה, אבולוציה בפעולה, גנום, חולייתנים, חסרי חוליות

## Article

המחקר החדש מראה כיצד התפתחו מבנים חדשים בבעלי-חוליות על-ידי שכפול גנים ומציאת פונקציות חדשות עבורם בעל החיים הידוע בשם איזמלון (אמפיוקסוס בלעז) בוודאי לא היה מרוצה לו היה מודע לסערה שמתחוללת מסביבו ברגעים אלו. כל אורכו של חסר-החוליות הימי הזעיר הוא חמישה סנטימטרים, והוא מבלה את חייו השקטים כשהוא קבור בחול ורק ראשו מבצבץ החוצה לצורכי הזנה. אך למרות הופעתו התמימה, הגנום של יצור קדום זה אוצר את התשובה לאחד מרזי האבולוציה – כיצד התפתחו חסרי-החוליות לבעלי-חוליות מורכבים כמו האדם? אם היינו צריכים לנחש, הרי שהיינו מצפים ליצירת גנים רבים חדשים, המבקרים את תהליכי המטבוליזם והביו-סינתזה של הגוף החולייתני המורכב. אלא שלפי לינדה הולנד, עורכת המחקר הנוכחי, החולייתנים המורכבים של ימינו לא נזקקו לגנים חדשים רבים על-מנת להגיע לרמת המורכבות העכשווית. "האזמלון מראה לנו שהחולייתנים לקחו גנים עתיקים והרכיבו אותם מחדש, שינו את הבקרה עליהם ואולי שינו את פעילות הגן." אנו יכולים להתייחס לאזמלון כאל דוגמא מייצגת של חסרי-החוליות, היות והוא עובר אבולוציה באיטיות רבה. מתוך המאובנים הרבים מעידן הקמבריון אנו למדים כי תבנית הגוף הכללית שלו נותרה זהה כבר כמה מאות מליוני שנים. מכיוון שכך, חקר הגנום של האזמלון והשוואתו עם גנומים של בעלי-חוליות יכולים לתת לנו נקודות ציון בדרך להבנת תהליך האבולוציה שעברנו מאז אבותנו הקדומים וחסרי-החוליות. הולנד, שתפרסם את תוצאותיה בגליון יולי של 'מחקר גנומי' ומחקר מקביל בנייצ'ר, חקרה יחד עם עמיתיה את הגנים של האזמלון 'בראנכיוסטומה פלורידה'. הם הצליחו לחשוף כי באדם קיימים רק 25% יותר גנים מבאזמלון. אך מאין הגיעו גנים חדשים אלו? מסתבר כי הם אינם חדשים כלל וכלל. במהלך האבולוציה עברו גנים מסויימים תעתוק והכפלות, ועותקים נוספים שלהם הצטברו בגנום. עותקים 'מיותרים' אלו יכלו לעבור מוטציות ולקבל על עצמם מטלות חדשות, הכוללות יצירת מבנים חדשים שאינם קיימים באזמלון – למשל תאים המייצרים פיגמנטים, או קולאגן סחוסי מסוג 2. במחקר החדש מתארים הולנד ועמיתיה כיצד התפתחו עקרונות מערכת החיסון העכשווית. לחולייתנים כמונו יש שני סוגים של מערכות חיסון – מולדת ונרכשת. מערכת החיסון המולדת קיימת באורגניזם כבר מרגע הלידה ואף בזמן ההתפתחות העוברית והיא מהווה את קו ההגנה הראשון כנגד גורמי מחלות. מערכת החיסון הנרכשת יוצרת נוגדנים ספציפיים כנגד גורמי מחלות מסויימים כגון חיידקים ווירוסים. למרות שלאזמלון, בדומה לשאר חסרי-החוליות, יש רק מערכת חיסון מולדת, המחקר החדש מראה כי חלק מהגנים המפקחים על מערכת החיסון המולדת עברו שכפול פעמים רבות והצטברו בגנום של האזמלון. גנים 'עודפים' אלו מהווים כנראה את הבסיס ממנו תתפתח מערכת החיסון הנרכשת. דוגמא אחרת לדרך בה גנים ותיקים רכשו פונקציות חדשות מתמקדת בתאי הרכס העצבי (neural crest). בעוברים של בעלי-החוליות, תאי הרכס העצבי נודדים מאיזור חוט השדרה אל כל הגוף ויוצרים מבנים שונים כגון תאי פיגמנטים, סחוס ותאים מסוגים שונים. אך למרות שלאזמלון יש מוח וחוט שדרה, ויוצר אותם באמצעות אותם הגנים ובאותה דרך כמו בעלי-החוליות, הוא נטול תאי רכס-עצבי. למרות זאת, ניתן למצוא אצל האזמלון את כל הגנים הנחוצים לנדידה של תאי הרכס העצבי. החולייתנים פשוט הצליחו להשתמש בגנים הללו בדרכים חדשות ולהביא לנדידה של אותם תאים וליצירה של מבנים חדשים בגוף. על מנת להצליח בפענוח והשוואת הגנום נזקקה הולנד לעמיתים מלמעלה משלושים מעבדות מכל רחבי ארצות-הברית, אירופה ואסיה. הולנד עצמה מאמינה כי אנליזות מעמיקות יותר המשוות בין הקוד הגנטי של האדם והאזמלון יספקו רמזים חשובים נוספים לגבי האבולוציה הגנומית. "כל זה רק קצה הקרחון," אומרת הולנד, "יקח עוד כמה שנים לאנשים להסתכל לעומק בגנומים של האזמלון ובני-האדם". היא מוסיפה כי, "כשמנסים להבין מה האבולוציה עשתה ואיך היא עובדת בכלליות, הגנום של האזמלון היה מכרה זהב של ממש וימשיך להיות כזה בשנים הבאות." [לידיעה באתר אוניברסיטת קליפורניה בסאן דייגו](http://ucsdnews.ucsd.edu/newsrel/science/06-08WormLikeMarineAnimals.asp)