לחץ דם גבוה הוא אחד מהבעיות הבריאותיות השכיחות ביותר, במיוחד בגיל המבוגר. המחלה הכרונית, המכונה גם “הרוצח השקט” (מכיוון שהאדם הסובל ממנה מתקשה לאתר אותה בשל היעדר תסמינים) גורמת במהלך הזמן לפגיעות בכלי דם של רקמות רגישות כגון הלב, העיניים, ורקמת העצבים במוח. מהסיבה הזו לחץ דם גבוה הוא אחד מגורמי הסיכון להתקף לב, לאי-ספיקת לב, למפרצות ולמחלת כליות כרונית.

מאידך, יש חיות שלחץ דם גבוה הוא דבר הכרחי להישרדותם, כמו למשל הג’ירפה. על מנת להזרים את הדם במעלה צווארה הארוך, הג’ירפה חייבת להיות בעלת לחץ דם גבוה (פי 2 וחצי מהמקובל אצל בני האדם). מחקר בינלאומי משותף של חוקרים מסין, נורבגיה ודנמרק השווה את הגנום של הג’ירפה עם גנים של 50 יונקים אחרים וגילה מספר מוטציות בגנום הג’ירפה, אשר מצד אחד מאפשרות את לחץ הדם הגבוה שלה ומצד שני מונעים את הפגיעות שלו לטווח ארוך. אחד הגנים הוא למשל גן בשם FGFRL1 (גן זה נמצא גם אצל בני האדם והוא ממלא תפקיד חשוב בוויסות לחץ דם אצל בני האדם). המחקר איתר בנוסף שינויים בגנים שקשורים להתפתחות העין והראייה של הג’ירפה, אשר תורמים לה את יכולת הראייה הטובה ביותר אצל כל היונקים מפריסי הפרסה, וגם מוטציות בגנים המסדירים את דפוסי השינה, מה שיכול להסביר מדוע ג’ירפות בטבע ישנות רק 40 דקות ביום וכ -3 עד 5 דקות בכל פעם.

מחקרים אלו חשובים, מאחר שכך המדענים לומדים על המנגנונים הגנטיים אצל בעלי החיים ואז יכולים לאתר תרופות והתערבויות רפואיות שיכולות לעזור לבני האדם להתמודד עם מחלות שונות.

 

קישור לכתבה על המחקר- אתר science.org

 

בשנים האחרונות מורגשת ההתחממות הגלובלית ומתרחשים תהליכים אחרים כמו למשל הידלדלות שכבת האוזון באטמוספרה- דבר המעלה את החשיפה לקרינה. במהלך השנים תהליכים אלו ואחרים ילכו ויחמירו, ורק האורגניזמים הקשוחים ביותר ישרדו. אחד מבעלי-החיים הקשוחים ביותר בטבע, אשר מכיל בתוך ה-DNA שלו חלבון מיוחד המגן עליו בפני קרינה מייננת, הוא בעל-חיים בשם דובון המים (tardigrade).

דובון המים הינו יצור קטן- גודלו בין עשירית המילימטר למילימטר וחצי- אך הוא מצליח לשרוד בסביבות מאוד קיצוניות- כדוגמת קור מקפיא שקרוב לאפס המוחלט (מינוס 273 מעלות), לחץ אטמוספרי גדול מאוד, חום גבוה של כ-150 מעלות, וגם בתנאי קרינה קיצוניים. דובון המים מסוגל לשרוד 10 שנים ללא מים (ויותר זמן מכך ללא מזון) והוא עמיד אפילו בפני הריק בחלל (דובוני המים הם בעל החיים היחיד הידוע למדע שיכול לשרוד מסע בחלל ללא הגנה – החללית הישראלית “בראשית” שהתרסקה בשנה שעברה, הכילה בתוך מתקן מיוחד אלפי דובוני מים, אשר די בטוח שחלקם הגדול שרד את ההתרסקות ועדיין חי בינתיים אי שם על הירח).

החלבון שנמצא אצל דובוני המים נקרא Dsup. הוא עוזר לדובוני המים לעמוד בקרינה חזקה פי אלף מעוצמת הקרינה שמזיקה לאורגניזמים אחרים, זאת בזכות היכולת שלו להגן על ה-DNA מפני נזקי הקרינה וכך לתחזק אותו בצורה טובה (בנוסף לחלבון הזה, בגנום דובוני הים חלבונים אחרים ייחודים שמגינים על ה-DNA שלו ומתקנים אותו). את אותו החלבון לקחו מדענים יפניים וביטאו בתאי כליות של עוברים. הם הופתעו לגלות שהתאים, בהם בוטא חלבון ה-Dsup, התאפיינו ביכולת הישרדותית גדולה הרבה יותר מאשר אצל תאים שה-Dsup לא בוטא בהם. הסיבה לכך היא שחלבון זה עוטף את ה-DNA בשכבת הגנה וכך מגן עליו מפני פגיעות חיצוניות כדוגמת קרינה (במאמר המצורף אפשר להבין את דרך עבודתו של חלבון ה-Dsup).

יכולתו של דובון המים לשרוד בתנאים קשים יכולה להביא פתרונות רבים לעולם הרפואה והתעשייה- כמו למשל הגנה מפני קרינה לאנשים שעובדים בסביבות קרינה, הגנה על אזורי גוף קרובים לגידולים בעת הקרנות, תרופה לאנשים שנפגעו מקרינה וגם יישומים הקשורים להגנה מפני קרינה בחלל.

 

המאמר על דובוני המים- אתר elifesciences

קישור לכתבה באנגלית על דובוני המים- אתר sciencedaily

סרטון על דובוני המים- פייסבוק (Hashem Al-Ghaili)

על דובוני המים- מתוך ויקיפדיה

צמחים נראים לנו כאורגניזמים די פסיביים. הם אינם נעים בכוחות עצמם ונראים כלא מתקשרים עם הסביבה. מספר מחקרים אחרונים מגלים שלא בדיוק כך הדבר, כמו למשל מחקר חדש, אשר נעשה באוניברסיטת תל אביב בשיתוף פרופ’ לילך הדני, ד”ר יובל ספיר ופרופ’ יוסי יובל, אשר הוכיח שיש צמחים (או יותר נכון, הפרחים שלהם) שמסוגלים לשמוע.

במחקר נבדקה תגובתם של צמחי נר הלילה (Oenothera drummondii) להקלטות של צלילי כנפי דבורים ועשים. הצמח נקרא כך משום שפרחיו סגורים במשך היום ונפתחים בערב. כאשר הפרחים נפתחים, מגיעים רפרפים, לוגמים את הצוף בבסיס הפרחים וכך מאביקים אותם. החוקרים גילו כי קולות זמזום של משק כנפיים ליד הצמחים בתדר מסוים הובילו לעלייה מהירה של 20% בממוצע בריכוז הסוכר בצוף הפרחים, וזאת בהשוואה לריכוז הסוכר שנמדד בצמחים אשר נחשפו לצלילים גבוהים אחרים או שלא נחשפו לצלילים (מכאן שהתגובה היא תלוית תדר). כמו כן גילו החוקרים שהפרחים דמויי האפרכסת הם איבר השמע – כי כאשר עטפו את הפרחים והשמיעו קולות לצמח עצמו, לא חלה עלייה בריכוז הסוכר בצוף.

זהו המחקר הראשון אשר מוכיח שצמחים מסוגלים להגיב ביעילות ובמהירות לקולותיהם של מאביקים. אם הפרחים יכולים לשנות את ריכוז הסוכר שלהם בתגובה לרעשים חיצוניים, הם יכולים לחסוך במשאבי הסוכר שלהם והדבר משתלם אבולוציונית.  מחקרי המשך יכולים לבחון את היכולת של צמחים לשמוע ולהגיב גם לסוגי צלילים אחרים כמו מגע עם אוכלי עשב, אירועי אקלים ואולי גם קולות הנובעים מפעילות אנושית.

 

קישור לתקציר המאמר באנגלית- אתר biorxiv

קישור לכתבה על המחקר- אוניברסיטת תל-אביב

ההכחדה ההמונית החמישית (הכחדת קרטיקון-פלאוגן), בה הושמדו בין השאר הדינוזאורים, אירעה לפני שישים ושש מיליון שנה כאשר אסטרואיד בשם צ’יקסולוב (Chicxulub) פגע בפני כדור הארץ, פיזר שכבה דקה של חרסית הכוללת יסודות שהינם נדירים בכדור הארץ (לכן הסברה שמדובר באסטרואיד), וגרם לשריפות יער ענקיות ולגשם חומצי שמילאו את האטמוספרה בפיח. הפיח חסם את היכולת לבצע פוטוסינתזה וכך השמיד את כל היערות על פני כדור הארץ.

מחקר חדש של דניאל פילד מאוניברסיטת באת’ שבבריטניה בשיתוף רייגן דאן, פלאונטולוגית מארצות הברית וחוקרים נוספים משבדיה, אשר פורסם בכתב העת Current Biology , ניתח מאובנים ששרדו מתקופה זו והתחקה אחרי האבולוציה של העופות. המחקר גילה שעופות, כולל ציפורי שיר, אשר חיו אז על העצים, כולם הוכחדו. מוצאם של הציפורים החיים כיום הוא אך ורק מקרב העופות המעטים ששכנו אז על הקרקע והצליחו לשרוד. בהמשך, לאחר שגדלו העצים שוב, ולאחר שמוצו הגומחות האבולוציוניות על פני הקרקע, עלו שוב העופות חזרה אל העצים ויצרו את הקבוצה המגוונת ביותר בעולם של בעלי חיים ארציים, כמעט 11,000 מינים חיים.

מחקר זה מעיד על כך שמוצא כל העופות כיום הינו מאב קדמון ששכן על הקרקע, אשר הצליח לשרוד את ההכחדה ההמונית לפני 66 מיליון שנה. הוא גם מעיד על החשיבות הרבה של צמחים, כבסיס עליו מתפתחים ושורדים כל בעלי היבשתיים, בזכות היכולת ליצר אנרגיה בעזרת אור השמש באמצעות פוטוסינתזה.

 

קישור למאמר המקורי- אתר Cell

קצת על הכחדת קרטיקון-פלאוגן

 

 

מסת החיים שעל פני כדור הארץ הינה דבר אשר משתנה כל הזמן, בין השאר גם בגלל פעילותו של האדם. היא משפיעה על תופעות עולמיות רבות כמו מחזור הפחמן בטבע, כמות המזון בעולם ועוד.

מפקד ביומסה עולמי, אשר בוצע על-ידי ינון בר-און בהנחייתו של פרופ’ רון מילוא מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן ושל פרופ’ רוב פיליפס מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, הצליח להשוות לראשונה בין הביומסה של חיידקים, אצות, טרמיטים, עצים, בעלי חיים ובני-אדם. המחקר, אשר הצריך סקירת מחקרים רבים, התייעצות עם מומחים שונים והכרת שיטות מדידה בתחום, גילה למשל שהביומסה של הצומח היא הגדולה ביותר בכדור הארץ- 80% מהמסה של החיים על פני כדור הארץ עם כ-450 ג’יגה-טון פחמן (כן, גם יותר מהחיידקים שהם רק כ-13% מהביומסה של כדור הארץ עם 70 ג’יגה-טון פחמן). כמו כן, על אף שהאוקיינוסים מכסים שטח גדול יותר על פני כדור הארץ, הביומסה של אורגניזמים יבשתיים גדולה פי עד 100 מאשר זו של היצורים הימיים. ברמת בעלי החיים, פרוקי הרגלים (קבוצה הכוללת סרטנים, עכבישים וחרקים) הם הקבוצה הגדולה ביותר ברמת הביומסה (שימו לב שביומסה איננה כמובן מספר הפרטים אלא המסה שלהם), אחרי קבוצה זו נמצא קבוצת הדגים. בני האדם הם בעלי אותה ביומסה כמו הטרמיטים, 0.06 ג’יגה-טון פחמן.

המחקר הוא כמובן אומדן, כי למשל קשה ממש לדעת מהי בדיוק הביומסה של החיידקים (בעוד שלמשל את הביומסה של העצים קל יותר לאתר כי קיים מעקב תמידי על כך באמצעות לווין). למרות זאת, מעקב אחרי הביומסה תאפשר, בין השאר, לדעת כמה בני האנוש משפיעים עליה ומה ההשלכות של השפעות אלו על העתיד.

 

קישור לכתבה על המחקר- אתר מכון ויצמן

קצת על ביומסה

הדמיון בין גנים מקודדי חלבון של בני אדם לבין גנים מקודדי חלבון של בעלי חיים אחרים הוא יחסית גדול- למשל בני אדם חולקים עם הדגים 70% מגנים אלו. מאידך כאשר מדובר בגנים בתפקידי בקרה, הדמיון הרבה פחות גדול. ניתן לתת לדוגמה למשל גנים מקבוצת בקרה המייצרים מולקולות RNA ארוכות שאינן מקודדות חלבונים (IncRNA – Long non-coding RNA) שהדמיון בהם בינינו לדגים מסתכם ב-0.5% בלבד. יש בגנום האדם כ-20 אלף גנים כאלו, בערך כאותו מספר גנים שמקודדים חלבונים, כאשר הם ממלאים תפקיד של מתגי-על בתהליכים ביולוגיים רבים, מכבות ומפעילות גנים, משפיעות על גנים של בקרה ומשפיעות על התפתחות העובר ועל תאים באדם הבוגר.

מחקר חדש שנעשה במכון ויצמן על ידי ד”ר אוליצקי וקבוצתו (בהשתתפות ד”ר רותם בן-טוב, ד”ר יואב לובלסקי, הדס חצרוני, גלי האוזמן וזוהר מאיר) גילה שאותם גנים שהיו בעבר גנים מקודדי חלבונים, החליפו את תפקידם ביונקים, מטעמי חיסכון בחומר בנייה, לגנים של בקרה. הם איתרו כאלף גנים אשר מקודדים חלבונים אצל בעלי חיים שאינם יונקים, כגון עופות, דגים ולטאות, והדגימו דימיון לאזורים של גנים ביונקים אשר מייצרים IncRNA. הם מצאו תאימות ב-60 גנים כאלו ומסקנת החוקרים היתה שגנים אלו המירו את תפקידם בתהליך ההתפתחות ליונקים, מטעמי חיסכון אבולוציוניים, מתפקיד של גנים מקודדי חלבונים לתפקיד של גנים המייצרים IncRNA.

גילוי זה פותח פתח נוסף להבנתם של גנים המייצרות מולקולות IncRNA , מולקולות אשר בשנים האחרונות מרכזים מחקר רב סביבם בשל המעורבות שלהם במחלות ותהליכים שונים- כדוגמת תסמונת אנגלמן, חלוקת תאים, התפתחות תאי עצב בעובר, מחלות ממאירות ועוד.

 

קישור לכתבה על המחקר- אתר מכון ויצמן

קצת על מולקולות IncRNA

 

בשנות השלושים העלו חוקרים השערה שהיונקים הקדמונים התאימו עצמם לפעילות לילית כדי להימנע ממפגש עם הדינוזאורים ועברו לפעילות יומית רק כאשר הדינוזאורים נכחדו. בעידן המזוזואיקון, הדינוזאורים והיונקים חיו ביחד באותן סביבות, היונקים היו נחותים מהדינוזאורים ואם הם היו פעילים כמוהם ביום (הדינוזאורים הם זוחלים ולכן זקוקים לקרינת השמש כדי להתחמם ולחיות), הם היו נכחדים. כעת קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב איששו לראשונה השערה זו.

המחקר בוצע על-ידי הדוקטורנט רועי מאור ופרופ’ תמר דיין מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע”ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב תוך שיתוף מדענים מ-UCL (University College London), ובו הם ביצעו שיחזור מורכב של דפוסי הפעילות הקדומים של היונקים כאשר הם מתייחסים לכל סוגי היונקים (יונקי שלייה – כמו רוב היונקים, יונקי כיס – כדוגמת הקנגורו, ויונקי ביב – כדוגמת הברווזון, יונקים שמטילים ביצים ולאחר הבקיעה מניקים את הוולדות). התברר שאכן האב הקדמון של היונקים וגם היונקים המוקדמים שלאחריו היו פעילי לילה, ופעילות יומית חלקית התחילה להופיע אצלם כ-200,000 שנה לאחר היכחדות הדינוזאורים, הרף עין מבחינה אבולוציונית. בהמשך הפכו להיות חלק מהיונקים פעילי יום מוחלטים, כדוגמת הקוף והאדם, שחוש הראייה שלהם מותאם באופן מובהק לאור היום.

מחקר זה הוא מחקר הראשון המאושש את ההשערה שבעקבות היכחדות הדינוזאורים עברו היונקים לפעילות יומית, מה שתרם לשגשוגם בהמשך.

 

קישור למחקר- אוניברסיטת תל אביב

 

 

ג'ירפהג’ירף (בשמו המדעי Giraffa) הוא סוג פרסתן (משמע אחת הקבוצות של היונקים, אשר להם פרסות, כמו סוסים, פילים, זברות ועוד) המעלה גירה (תהליך שבו המזון יורד אל הקיבה ואז חוזר חזרה אל הפה וחוזר חלילה). לג’ירף רגליים וצוואר ארוכים והוא יכול להגיע לגובה של כ-6 מטרים מעל פני הקרקע (נחשב ליונק הגבוה בעולם). הוא גם מסוגל לרוץ די מהר וכך להימלט מאוייביו.
עד לאחרונה סברו שקיים רק מין אחד של ג’ירף ותחתיו קיימים עוד מספר תת-מינים, אך ניתוח גנטי שנעשה לאחרונה על-ידי חוקרים מאוניברסיטת גתה בגרמניה, בראשותו של אקסל ינקה (Axel Janke), ופורסם בכתב העת Current Biology, מלמד שישנם ארבעה מיני ג’ירפות ולא מין אחד בלבד (ההבדל בין מינים לתת-מינים הוא שמינים שונים בדרך כלל לא מזדווגים ביניהם). במחקר נלקחו דגימות DNA מביופסיות עור של 190 ג’ירפות והניתוח הגנטי הפריד אותם לארבעה מינים: ג’ירף דרומי (G. giraffa), ג’ירף מסאי (G.Tippelskirchi), ג’ירף מרושת (G. reticulata) וג’ירף צפוני (G. Camelopardalis).
הג’ירפות נמצאות כיום בסכנת הכחדה חמורה ויחסית לשאר אוכלוסיות בעלי חיים, המחקר דל בהקשר אליהם. החוקרים מקווים שמחקר זה יגדיל את מאמצי השימור של אוכלוסיות הג’רפות באפריקה ובעולם כולו.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור לכתבה על המחקר- אתר Nature

קצת על הג’ירף

תא זרעתא הזרע, הגמטה (תא רבייה) הזכרית של האדם הוא בעל כושר תנועה בזכות שוטון (פלג’לום), אשר מוביל אותו אל הביצית של האשה הממתינה להפרייה בחצוצרה. המסע שאותו הוא צריך לעבור, מספר סנטימטרים, הוא מרחק אדיר בשבילו ועל מנת לחסוך זמן עליו לנווט את דרכו ביעילות. מחקרים קודמים גילו שתא הזרע מבצע זאת בעזרת שני סימני דרך- טמפרטורה ואותות כימיים. איזור ההפרייה שבו נמצאת הביצית חם מעט יותר מאיזורים אחרים ותא הזרע מסוגל לחוש בהפרש טמפ’ זעיר זה ולנווט את עצמו לאיזור. במקביל הוא גם קולט את האותות הכימיים שמפרישה הביצית וכך נע לכיוונה.
מחקר חדש של פרופ’ מיכאל אייזנבך (M. Eisenbach) וקבוצתו ממכון ויצמן למדע, שאותו הוביל ד”ר סרפין פרז-סרזלס, בחן כיצד מצליחים תאי הזרע לחוש את הפרשי הטמפרטורה. במחקר הם התמקדו בקבוצה של קולטנים חלבוניים, GPCRs, אשר נמצאת על פני תא הזרע ולאחר שאישרו שהם אכן מעורבים בחישת חום, הם גילו שאותם חלבונים הם חלבונים מסוג אופסינים (opsins). אופסינים, כמו למשל רודופסין, הם חלבונים אשר משמשים במערכת הראייה כתאים קולטי אור. מאידך בזחל זבוב הפירות חלבון זה מעורב גם בתגובה לטמפרטורה ולטענת החוקרים, יכול להיות שאותם אופסינים משמשים גם את תא הזרע כחיישני חום לניווט לכיוון הביצית.
ממצאים אלו יכולים להסביר גם את תפקידם של אופסינים בריאות ובכבד, איברים שאינם חשופים לאור, כנראה כחיישני חום, אם כי נדרשים מחקרי המשך כדי לאשר זאת סופית.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קצת על תאי זרע

קצת על חלבוני אופסינים

Toxoplasma gondiiפחד הינו תחושה רגשית ופיזיולוגית לא נעימה אך חיונית, אשר קיימת אצל בעלי חיים (כולל כמובן האדם) הנגרמת מחשיפה לגירוי חיצוני מסוכן, כמו למשל מראה של חיה מסוכנת. מאידך, מסתבר שטפיל חד-תאי בשם טוקסופלזמה גונדי (Toxoplasma gondii) או בשמו המקוצר “טוקסו”, אשר מסוגל להדביק מגוון בעלי חיים, אך חייב לסיים את מחזור חייו בתוך מעיים של חתול, מצליח להעלים את הפחד של חולדות ועכברים מפני חברי משפחת החתוליים (רק פחד זה נעלם, פחדים אחרים נשארים). יותר מכך, הוא אף גורם לזכרי החולדות להימשך מינית לחתולים, כך שהם ממש רצים אל טורפם הטבעי וניצודים בקלות. הוא עושה זאת על-ידי שינוי קבוע בביטוי הגנים במוחם של החולדות והעכברים הנגועים.
מחקר צרפתי חדש, אשר נעשה על-ידי קלמנס פוארוט ועמיתיה מהמרכז לאקולוגיה תפקודית ולאבולוציה שבמונפלייה ופורסם בכתב העת Current Biology, בחן את תגובתם של שימפנזים נגועים בטוקסו ושל שימפנזים לא נגועים, לריח השתן של טורפם הטבעי, הנמר. מתוצאות המחקר, אשר נעשה על אוכלוסיות יחסית קטנות, נראה שהשימפנזים הנגועים השתהו זמן רב יותר על שתן הנמרים מהשימפזים הלא נגועים. לא נמצאו הבדלים בהתנהגות שתי הקבוצות כאשר חשפו אותם לריח של שתן אדם או לריח של חתוליים אחרים.
ממצא זה, אף כי הוא מעניין, מצריך מחקרים נוספים על מנת אכן לקבוע שקיים קשר ישיר בין הידבקות בטוקסו לבין התנהגות השימפנזים הנגועים כיוון שיכולות להיות סיבות אחרות להבדלים אלו (כמו למשל היות השימפנזים הנגועים פזיזים מחבריהם). כמו כן לא סביר שהשימפנזים יאבדו את הפחד אך ורק מנמר ולא מבעלי חיים אחרים. מחקרים נוספים יכולים לשפוך אור נוסף על הממצאים הללו ולאשר את נכונותם.

 

מבוסס על כתבתם של יונת אשחר ונעם לויתן, גלילאו מ”ס 210, ע”מ 15-14

 

קישור למאמר המקורי- כתב העת Current Biology

הטוקסופלסמה והשפעותיה על העכבר ועל האדם- הבלוג של אורי פלביץ

קצת על תחושת פחד ויתרונה האבולציוני