איך נוצרים הצדפים?

רקמת מעטפת הצמודה לתחתית הקונכייה מפרישה את החלבונים והמינרלים היוצרים את הקונכייה והצדפים - השונים מהמבנים המאפיינים את בעלי-החיים בדרך כלל. וגם: איך מתחקים החוקרים אחר דנ"א מיטוכונדריאלי לאורך מאות שנים

כיצד נוצרים צדפים וקונכיות?  

פרנסיס הורן, ביולוג באוניברסיטה של מדינת טקסס, מספק תשובה:

 

קונכיות, שהן השלד החיצוני של צדפות, שבלולים ורכיכות רבות אחרות, אינן עשויות מתאים כפי שעשויים מבנים המאפיינים בדרך כלל בעלי חיים. הן מורכבות בעיקר מסידן פחמתי בתוספת כמות קטנה של חלבון - לרוב, פחות מ-2%.

 

רקמת מעטפת הצמודה לתחתית הקונכייה מפרישה את החלבונים והמינרלים היוצרים את הקונכייה. ראשית כול, נוצרת שכבה נטולת סידן של קונכיולין - חלבון וכיטין, פולימר שמופק באופן טבעי ומשמש לחיזוק. לאחר מכן מגיעה שכבה הבנויה ממנסרות עשירות בסידן, ואחריה השכבה הפנינתית הסופית. התהליך מקביל להנחה של יסודות פלדה (החלבון) ויציקת בטון (מינרל) עליהם.

 

שלא כעצמות של בעלי חיים יבשתיים, כגון בני אדם, הצומחות יחד עם הגוף הגדל, חלזונות וצדפות צריכים להגדיל ולהרחיב בהדרגה את הקונכיות שלהם על ידי הוספת חומר חדש בשוליים. החלק החדש ביותר בקונכיית החילזון, לדוגמה, ממוקם סביב הפתח שממנו מגיח היצור החי, והשוליים החיצוניים של מעטפת החילזון מוסיפים ובונים את הקונכייה מסביב לפתח הזה. 

 

 

כיצד עוקבים אחרי דנ"א מיטוכונדריאלי לאורך מאות שנים? 

ברט איליי, ביולוג מאוניברסיטת דרום קרוליינה, מציע את ההסבר הזה:

 

דנ"א מיטוכונדריאלי (mtDNA) כמעט אינו משתנה, אם בכלל, מדור לדור. סוג הדנ"א הזה עובר אך ורק מאם לילדיה. אבות אינם יכולים להוריש את הדנ"א המיטוכונדריאלי שלהם.

 

מוטציות (שינויים) אכן מתרחשות לעתים ב-mtDNA, אך לא לעתים קרובות - פחות מפעם אחת לכל 100 צאצאים. לכן, סביר להניח שה-mtDNA של אדם מסוים זהה לזה של אמהותיו במשך 12 דורות לאחור. המטען התורשתי המשותף הזה מאפשר לקשר בין אנשים שונים על פני טווחי זמן ארוכים. לדוגמה, אם סוג מסוים של mtDNA שכיח בעיקר באפריקה, נוכל להסיק מכך שאנשים ממקומות אחרים בעולם, שיש להם אותו סוג של mtDNA, הם צאצאי אמהות אפריקניות.

 

שלא כמו רוב מולקולות הדנ"א, הדנ"א המיטוכונדריאלי אינו מצוי בכרומוזומים שלנו ואפילו לא בגרעין התא (האזור הסגור במרכז התא שמכיל את כל הכרומוזומים). המיטוכונדריה היא מבנים קטנים, עטופים בממברנה, המצויים בכל התאים בצמחים ובבעלי חיים, אחראים לייצור רוב האנרגיה הדרושה לפעילות התא. כל מיטוכונדריון מכיל דנ"א משלו ומנגנונים משלו לסינתזה של חלבונים.

 

לפני שהחלו בני אדם לטייל ברחבי העולם, השינויים הנדירים שהתרחשו ב-mtDNA יצרו סוגים ייחודיים של mtDNA בכל יבשת. מדענים יכולים אפוא לשייך דנ"א מיטוכונדריאלי מודרני של אדם ליבשת המוצא שלו בהתבסס על חלק ב-mtDNA, המכונה HvrI, שבו הסבירות למוטציות היא הגבוהה ביותר. מדענים יכולים לנתח את ה-HvrI כדי למצוא תיעוד לכל המוטציות שהתרחשו בעבר כשה-mtDNA הועבר מאם לבת ומדור לדור. מוטציות מצטברות אלה הן הבסיס לדנ"א המיטוכונדריאלי הייחודי של כל יבשת.

 

בתוך היבשות עצמן, יש הבדלים ב-mtDNA גם בין אזורים. מכיוון שצאצאיה של אישה קובעים בדרך כלל את מושבם סמוך אליה, יוגבלו המוטציות שמקורן ב-mtDNA שלה לאזור מגוריה. כמובן, בכל פעם שאנשים נודדים ממקום למקום הם נושאים עמם את ה-mtDNA שלהם. לדוגמה, לאורך השנים הייתה נדידה נרחבת של אנשים באפריקה שמדרום לסהרה. מחקר שנעשה לאחרונה הראה שכמחצית מכל ה-mtDNA האפריקני משותף משום כך לאנשים ממדינות שונות ביבשת.