אבולוציה ברוורס

האם אפשר להחזיר לאחור את גלגלי האבולוציה? מדענים ניסו לעשות זאת עם זבובי פירות. התוצאה: תלוי על מה מסתכלים, על הגנים או על התכונות שלהן הם אחראים

רבות דובר כבר באפשרות לערוך מסע אחורה בזמן אל העבר. ספרים, כתבות וסרטים שנעשו על הנושא דנו בשיטות האפשריות ובפרדוקסים השונים העלולים להיווצר כאשר בני אדם יחזירו את מחוגי השעון לאחור. אך מה בדבר חזרה לשלב קודם באבולוציה? הלא האבולוציה היא תהליך בו משתנה המטען הגנטי של מינים בתגובה להשתנות תנאי הסביבה. אם כן, האם לא ניתן להחזיר את גלגלי האבולוציה לאחור על ידי שחזור התנאים שהתקיימו בעבר, אשר יצריכו הסתגלות מחודשת על ידי חזרה למטען גנטי קדום יותר?

 

מאמר שיתפרסם השבוע בכתב העת Nature Genetics, מסכם ניסוי בן יותר מ-30 שנה, במהלכו ניסו מדענים להחזיר מין לשלב קדום יותר באבולוציה שלו. כוכב הניסוי הוא זבוב הפירות Drosophila Melanogaster, אשר זכה זה מכבר לכינוי "חיית המחמד של הגנטיקאים". זבוב פירות זה חביב במיוחד על חוקרי אבולוציה בשל אורך החיים הקצר שלו (כ-30 יום), קצב הריבוי הגבוה שלו (נקבה מטילה ביצה כל 30 דקות בממוצע) והמבנה הגנטי הפשוט שלו (4 זוגות כרומוזומים בלבד).

 

החוקרים עבדו עם אוכלוסיית זבובי פירות שנלכדה ב-1975 וגודלה בתנאי מעבדה. הזבובים שנלכדו חולקו לכמה קבוצות ולכל קבוצה שינו את תנאי הסביבה באופן שונה. זבובים מסוימים היו צריכים להסתגל לתוחלת חיים גבוהה יותר (שנבעה משמירה על טמפרטורה אופטימלית), אחרים היו צריכים להתרגל לאספקת מזון דלה יותר. קצב הריבוי הגבוה והתחלפות הדורות המהירה גרמו לכך שכעבור שני עשורים בלבד, החזיקו בידם החוקרים מספר קבוצות של זבובים שעברו תהליך של ברירה טבעית, אשר השאיר את חותמו על המטען הגנטי שלהם.

 

בשלב הבא, החזירו את צאצאי הזבובים שנלכדו בחזרה אל האתר ממנו נלקחו אבות אבותיהם. החוקרים עקבו לאורך השנים אחר הזבובים ובחנו את השינויים הגנטיים שהתרחשו בעקבות החזרה לסביבה הטבעית. כבר ב-2001 החלו החוקרים להבחין בכך שכמה תכונות שאפיינו את הזבובים בעבר חזרו להופיע לאחר כמה שנים בסביבה החדשה-ישנה. הופעתן המחודשת של התכונות, היה בה כדי להעיד על שינוי גנטי, אך שינוי זה עדיין לא נבדק באותו שלב. עתה, לאחר שנערכו בדיקות גנטיות, יכולים החוקרים להתייחס לשינויים הגנטיים להם גרמה השיבה לסביבה הקודמת.

 

האם אפשר לחזור לשלב קודם באבולוציה? (צילום: גטי אימאג'בנק)

 

"ב-2001 הראנו שניתן להשיב את האבולוציה לאחור בכל הנוגע לפנוטיפ (תכונה הנובעת מהגנים, אותה ניתן לראות - א.ל)" אמר פרופ' הנריקה תיאוטוניו (Henrique Teotónio), שלקח חלק במחקר. "אבל אז גם הבחנו בכך, שהחזרה למצב הקדום היא רק עד נקודה מסוימת, והיא גם לא אחידה בכל התכונות. היו תכונות שחזרו בקצב מהיר יותר ואחרות שחזרו בקצב איטי". תוצאות הבדיקות הגנטיות, המתפרסמות עתה, מציעות הסבר לתופעה. מסתבר שרק חצי מתדירויות האללים חזרו למצבן הקדום. "אלל" הוא צורת התבטאות מסוימת של גן ותדירות אלל היא שכיחותו היחסית של אלל כלשהו בכלל האוכלוסייה. כלומר, אצל זבובי הפירות, הספיקה חזרה של חצי מתדירויות האללים למצב הקדום כדי לגרום לזבובים להידמות חיצונית לאבותיהם ולשרוד בתנאים בהם חיו הדורות הקודמים.

 

החזרת השעון האבולוציוני לאחור נעשתה כאן על מנת לנסות ולהבין מה קורה באמת כשמתרחש שינוי אבולוציוני. אך כפי שלמדנו מסרטי המדע הבדיוני, מסעות אל העבר, יותר משהם מספקים תשובות יש להם את היכולת לעורר שאלות שמעולם לא נשאלו. כך קורה גם במסע הזה, אל עברם האבולוציוני של זבובי הפירות. הלא חלק מהזבובים חזרו להיראות כמו אבות אבותיהם ולשרוד בסביבה בה הם חיו, אך מבחינה גנטית, הם התקרבו רק כמחצית הדרך חזרה אל השלב האבולוציוני הקודם. "התוצאות מעוררות את השאלה מהו גיוון מיני" מסביר תיאוטוניו. "חלק מהזבובים זהים עתה פנוטיפית לאבותיהם הקדומים, אך הם שונים מהם גנטית. כיצד, אם כן, נגדיר גיוון מיני?".

 

בעצם, תיאוטוניו שואל אותנו מה הוא מין. האם מין מוגדר על ידי פרווה מסוימת, צורת הליכה מסוימת ומבנה גולגולת? או שמא לכל מין מטען גנטי המגדיר אותו. אך יותר מזאת, המחקר מעורר את השאלה האם מסע אל העבר האבולוציוני באמת אפשרי. האם ניתן לשחזר את תנאי העבר ועל ידי כך לגרום לגדילי נוקליאוטידים לשוב ולבצבץ מבין גדילי האבק של הזמן שחלף, או שבאבולוציה כמו בהיסטוריה, הניסיון לחזור אל העבר מוליד משהו אחר - תמהיל של ישן וחדש.