טרדיגרדות הן חיות המשגשגות בקצוות. הידועים גם בשם דובי מים או חזרזירי מוס, חסרי החוליות המיים והמיקרוסקופיים יכולים לשרוד טמפרטורות הקפאה והרתחה וכן את התנאים הקשים של החלל החיצון. ניתן לחדש מחדש את הטרדיגרד המיובש רק על ידי הוספת מים - אפילו עשרות שנים אחר כך. הם נמצאים בכל יבשת כולל אנטארקטיקה, והם חיים בסביבות החל מתעלות האוקיאניות העמוקות ביותר ועד המדבריות החמות ביותר ועד פסגות ההימלאיה.
תוכן קשור
- כרומוזומי מין אנושי הם מחליפי DNA רשלניים
- איך דובי המים הזעירים שורדים בחלל החיצון?
כעת גילו מדענים כי לטדיגרדות יש עוד טענה קיצונית לתהילה: הגנום שלהם מכיל את ה- DNA הזר ביותר מכל מיני בעלי חיים הידועים.
במקום לרשת את כל הגנים שלהם מאבות אבותיהם, טרדיגרדות משיגות שישית עצומה מהאיפור הגנטי שלהן מצמחים, חיידקים, פטריות וארכאים שאינם קשורים, כך מדווחים החוקרים היום ב- PNAS . האיסוף המוזר מדגיש את העובדה שמינים יכולים לקבל צורה בדרכים פחות פחות לינאריות שדמיינו לעיתים קרובות.
"כאשר רוב האנשים חושבים על מגוון החיים והזרימה של מידע גנטי, הם מדמיינים עץ עם ענפים גדולים המייצרים קטנים יותר, אך ללא קשר בין הגפיים", אומר מנהיג המחקר תומאס בותבי, עמית פוסט-דוקטורט למחקר במדעי החיים. אוניברסיטת צפון קרוליינה, צ'אפל היל. "אנו מתחילים להבין שבמקום עץ החיים, יתכן ונכון יותר לחשוב על רשת החיים."
בותבי פנה לגנום הזקני בתקווה לחשוף את הבסיס הבסיסי ביותר באסטרטגיות ההישרדות הקיצוניות של היצורים. כדי לקטלג כל גן, הוא ועמיתיו חילצו ורצפו תחילה נתחי DNA קצרים רבים מאלפי טרדיגרדות. בעזרת תוכנית מחשב הם תפרו את הרצפים האלו יחד כדי לייצר את הקוד בשלמותו.
"כשעשינו את זה ראינו בתחילה שיש המון גנים שנראו כאילו הם לא באו מבעלי חיים, " אומר בותבי. "תגובת הבטן שלנו הייתה שעסקנו במשהו ובטח זיהמנו את המדגם שלנו."
כדי לבדוק שוב, הצוות פנה לתגובת שרשרת הפולימראז, שיטה המגבירה אזורים ממוקדים של חומר גנטי רק אם הם תואמים פריימרים ספציפיים. במקרה זה, הם רצו לבדוק אם הם יכולים להעצים גנים של בעלי חיים וחיידקים כיחידות יחידות, דבר שהיה אפשרי רק אם היו קשורים פיזית באותו הגנום. "עשינו זאת עבור למעלה ממאה גנים, עם הצלחה של 98 אחוזים", אומר בותבי.
משוכנע שקריאת הגנום הייתה נכונה, הצוות שיחזר את האבות האבולוציוניים של רצפי גנים ספציפיים. זה אישר שדומים שנראו כמו גנים זרים היו למעשה זה, ולא מראה דומה שפותח על ידי tardigrades עצמם.
"התוצאות אמרו לנו באופן די חד משמעי שגנים שנראים זרים באמת מגיעים מאנשים שאינם בעלי חיים, " אומר בותבי.
על פי כל האמור, הגנים המדוברים עשויים 17.5 אחוז מחומר זר. לרוב הגנים המוזרים הללו מקורם של חיידקים - אלפי מינים מיוצגים בתוך האיפור הגנטי של הזחל. ידוע או חשד כי רבים מהגנים ממלאים תפקידים בסובלנות מתח לבעליהם המקוריים.
"אני חושב שהממצאים מפתיעים במיוחד", אומר אנדרו רוג'ר, ביולוג מאוניברסיטת דלהוסי בקנדה. כי בעל חיים יכול לרכוש חלק כה גדול מהגנים שלו ממקורות זרים הוא "מדהים וחסר תקדים."
במקרים מסוימים, גנים זרים החליפו למעשה את אלה של טרדיגרדה, ואילו באחרים טרדיגרדות שמרו על גרסאות משלהם אך שילבו עותקים בודדים או מרובים ממין חיידק אחד או כמה. "אנו משערים כי לא מדובר באירוע חד פעמי, אך ככל הנראה היה מתמשך ואולי עדיין קורה כיום, " אומר בותבי.
טרדיגרדות משיגות עד 17.5 אחוזים מהגנים שלהם מאורגניזמים שאינם קשורים. (סטיב GSCHMEISSNER / ספריית תמונות למדע / Corbis) חוקרים יודעים מזה שנים כי חיידקים ומיקרובים אחרים יכולים לעסוק בהעברת גנים אופקית - החלפת חומר גנטי בין מינים שאינם קשורים. אך רק לאחרונה החלו מדענים להבין ששיטה זו להתפתחות גנטית יכולה להופיע גם אצל בעלי חיים.
בהשוואה לטרדיגרדות, הגנום של בעלי חיים אחרים, כולל בני אדם, מכיל מעט מאוד חומר זר. עד כה, מסתובבים - עוד חיית מים מיקרוסקופית - החזיקו בשיא של 8 עד 9 אחוזים. עבור טרדיגרדות ורוטציות, המינון הכבד של גנים זרים, ככל הנראה, ממלא תפקיד משמעותי בהענקת כישורי הישרדות מעולים.
"אם הם יכולים לרכוש DNA מאורגניזמים שכבר חיים בסביבות מלחיצות, יתכן שהם יוכלו להרים כמה מאותם טריקים", אומר בותבי. אבל בדיוק כיצד טרדיגרדות הצליחו לרבוש יחד כל כך הרבה חומר גנטי זר נותר לא ידוע.
בותבי וחבריו חושדים שיכולתם של בעלי החיים להתייבש ולהשלים מחדש עשויה למלא תפקיד. כאשר טרדיגרדה מתייבשת, הגנום שלהם מתפרק. לאחר שנוזל נותן חיים משחזר אותם, הממברנות המקיפות את תאיהם נותרו דולפים לזמן מה, וככל שהתאים פועלים במהירות לתיקון הגנום שלהם, הם עלולים לעבוד בטעות ב- DNA כלשהו מהסביבה.
"מאמר זה מאשר את חשיבותו של חקר הגנום כולו, המופעל כאן על מודל של בעלי חיים יוצא דופן אך מאוד מעניין ומוזנח לעיתים קרובות", אומר רוברטו ברטולני, זואולוג אבולוציוני באוניברסיטת מודנה ורג'יו אמיליה באיטליה.
"נקודה מעניינת אחת שהמחברים מראים היא הקשר האפשרי בין יבוש, דליפת קרום ושברי DNA שעלולים לנטות בעלי חיים אלה לשילוב ושילוב של גנים זרים רבים."
לעת עתה זו רק השערה, אז בותבי מתכנן לחקור שאלות ושאלות מתמשכות אחרות. עבודתו עם יצור קיצוני זה עלולה אפילו להעניק לבני אדם ירייה טובה יותר בהישרדות: לימוד גנים בטרדיגרד עשוי יום אחד לסייע בפיתוח תרופות וחיסונים שכבר אין צורך לשמור עליהם על הקרח, ובמקום זאת ניתן לייבש אותם ולהחיות מחדש במקום במקום מרפאה כפרית או אזור משבר.
