מדרווין לברירה זוויגית

השבוע, 12 בפברואר, חגגנו את יום הולדתו של סר צ’ארלס דרווין, מהדמויות המשפיעות ביותר בהיסטוריה של המדע, שנולד ב-1809. ספרו ‘מוצא המינים’, שפורסם ב-1859, הציג תשובה מהפכנית לאחת השאלות הבסיסיות שהעסיקו חוקרי טבע במשך מאות שנים: כיצד נוצרים מינים חדשים בטבע?

מאת שחר לביד ופרופ’ בנימין פודבילביץ, הפקולטה לביולוגיה, הטכניון

הרפתקאות דארווין באיי גלפאגוס. <a href=המחשה: depositphotos.com” data-lazy-sizes=”(max-width: 2000px) 100vw, 2000px” data-lazy-src=”https://indexofnews.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/02/localimages/Depositphotos_92290128_L.jpg” data-lazy-srcset=”https://indexofnews.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/02/localimages/Depositphotos_92290128_L.jpg 2000w, https://indexofnews.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/02/localimages/Depositphotos_92290128_L-240×151.jpg 240w, https://indexofnews.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/02/localimages/Depositphotos_92290128_L-768×482.jpg6215897f20f0e.jpg 768w, https://indexofnews.com/wp-content/uploads/sites/2/2022/02/localimages/Depositphotos_92290128_L-1536×964.jpg6215898138e49.jpg 1536w” height=”1255″ src=”data:image/svg+xml,%3Csvg%20xmlns=’http://www.w3.org/2000/svg’%20viewBox=’0%200%202000%201255’%3E%3C/svg%3E” width=”2000″>
הרפתקאות דארווין באיי גלפאגוס. המחשה: depositphotos.com

דרווין היה הראשון שהציג מנגנון דינמי המספק הסבר עקבי להיווצרות מינים חדשים – עקרון הברירה הטבעית, המניע אבולוציה הדרגתית [1]. מושג חדש זה כולל מספר היבטים: מאבק הישרדותי, כלומר – נוכחות של לחץ חיצוני המשפיע על הישרדותם של פרטים; הימצאות שונוּת באוכלוסייה, והעברה תורשתית של תכונות המעניקות כשירות מסוימת להתמודד עם לחצים אלו (fitness) [2].

למעלה מעשור לאחר מכן פרסם דרווין ספר מוכר מעט פחות ובו התעמק בנושא הברירה הזוויגית כצורה מובחנת של ברירה טבעית [3]. דרווין ניסח את הבחנתו בעיקר עבור פרטים זכרים שיש להם יתרון בהזדווגות. פרטים אלה יעבירו יתרון זה לצאצאיהם הזכרים, אמר דרווין, ללא קשר ללחצים הישרדותיים אחרים. מונח זה של ברירה זוויגית הורחב מאז לכלל ההיבטים המעורבים בתהליך ההזדווגות, בכל רמות הביולוגיה, מההתנהגותית ועד המולקולרית [4].

עץ פילוגנטי המתאר אבולוציה על בסיס שוני ברצף הגנום עבור תת-משפחה השייכת ל-fusexins. העץ מראה את הקשרים הגנטיים בין חלבוני איחוי ממשפחת FF, שהיא חלק ממשפחת העל fusexins, ואופיינה לראשונה בנמטודה Caenorhabditis elegans. אדום, תכלת, סגול: חלבונים שונים בנמטודות (Nematoda): סדרת Rhabditida (אדום); סדרת Strongylida (כחול); מחלקת Enoplea (סגול). בכתום: חלבוני FF ממערכות אחרות.
עץ פילוגנטי המתאר אבולוציה על בסיס שוני ברצף הגנום עבור תת-משפחה השייכת ל-fusexins. העץ מראה את הקשרים הגנטיים בין חלבוני איחוי ממשפחת FF, שהיא חלק ממשפחת העל fusexins, ואופיינה לראשונה בנמטודה Caenorhabditis elegans. אדום, תכלת, סגול: חלבונים שונים בנמטודות (Nematoda): סדרת Rhabditida (אדום); סדרת Strongylida (כחול); מחלקת Enoplea (סגול). בכתום: חלבוני FF ממערכות אחרות.

במהלך ההפריה עצמה, האינטראקציה בין תאי זוויג (גמטות), כגון זרע וביצית, עשויה להיות השלב המכריע בהצלחת תהליך הרבייה. באופן ספציפי, שלב איחוי הגמטות יחדיו אינו ספונטני ודורש את פעילותם התקינה של חלבוני איחוי מיוחדים המכונים ‘פוזוגנים’ (fusogens). בעשורים האחרונים התגלו פוזוגנים רבים, חלקם קשורים לרבייה מינית בעוד אחרים מעורבים באיחוי תאים סומטיים (שאינם תאי זוויג) [5]. יתרה מזאת, אפשר לקבץ חלק גדול מחלבונים אלה, על סמך דמיון מבני, תחת משפחה אחת הנקראת fusexins (איור 1). באופן מעניין, למרות הדמיון המבני, החלבונים במשפחה זו שייכים למגוון אדיר של מינים ובהם נגיפים, צמחים ויצורים חד-תאיים; חלקם ממלאים תפקיד בהדבקה נגיפית, חלקם באיחוי גמטות וחלקם סומטיים [6]. תפוצה נרחבת זו במערכות שונות מעלה באופן טבעי את השאלה על מקורם האבולוציוני [7].

לאחרונה נוסף ענף נוסף למשפחת ה-fusexins, עם גילוי חלבונים בעלי מבנה ותפקיד דומה בארכיאה [7]. גילוי זה עשוי לרמוז על אב קדמון משותף לרבים מחלבוני האיחוי האאוקריוטים ולאלו שמקורם בארכיאה, אולם קיימת אפשרות אחרת בה חלבונים אלו שימשו להדבקה נגיפית ואפשרו העברה של גנים בין מינים ללא הדרגתיות (“העברה אופקית” Horizontal gene transfer) [7]. ייתכן, אם כן, כי חלבוני איחוי מארכיאה הועברו דרך נגיפים אל אאוקריוטים, שם התפתחו בחלק מהמינים למלא תפקיד באיחוי גמטות [7].

ממצאים אלו ורבים אחרים ממשיכים את דרכו של דרווין לגילוי השלבים השונים של ההתפתחות האבולוציונית. החל מהמקור לרבייה מינית וראשית התפתחות מינים אאוקריוטים ועד לתהליכים השולטים על מערכות אקולוגיות שלמות, תורת האבולוציה ממשיכה לספק מסגרת דרכה מדענים חוקרים תהליכי התפתחותיים, במבט לעבר וכן לעתיד.

מקורות:

[1] Darwin C. R. (1859). On the Origin of Species. p.61.
[2] Griesemer J. (2001). The Units of Evolutionary Transition, Selection, 1(1-3), 67-80.  DOI: https://doi.org/10.1556/select.1.2000.1-3.7
[3] Darwin C. R. (1871). The descent of man, and selection in relation to sex. London: John Murray. Volume 1.
[4] Kuijper B., Pen I., Weissing J. F. (2012) A Guide to Sexual Selection Theory. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, Vol. 43:287-311https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-110411-160245
[5] Avinoam O., Fridman K., Valansi C., Abutbul I., Zeev-Ben-Mordehai T., Maurer UE., Sapir A., Danino D., Grünewald K., White JM., Podbilewicz B. (2011). Conserved eukaryotic fusogens can fuse viral envelopes to cells. Science. Apr 29;332(6029):589-92. doi: 10.1126/science.1202333
[6] Valansi C., Moi D., Leikina E., Matveev E., Graña M., Chernomordik L. V., Romero H., Aguilar P. S., & Podbilewicz B. (2017). Arabidopsis HAP2/GCS1 is a gamete fusion protein homologous to somatic and viral fusogens. J Cell Biol, 216(3), 571-581. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5350521/

עוד בנושא באתר הידען:

Note: This article have been indexed to our site. We do not claim legitimacy, ownership or copyright of any of the content above. To see the article at original source Click Here

Related Posts
Sakura Jinbei on JTA's Jinbei Jet "CA Mirror" thumbnail

Sakura Jinbei on JTA's Jinbei Jet “CA Mirror”

 鏡を手掛けるコミー(埼玉・川口市)は、日本トランスオーシャン航空(JTA/NU)の特別塗装機「ジンベエジェット」柄をあしらったコンパクトミラー「CAミラー」の販売を1月1日に始めた。JTAの機内や通販などで取り扱う。 JTAのジンベエジェットとさくらジンベエのイラストをあしらったCAミラー(コミー提供)  CAミラーはアクリル製で、青いジンベエジェットとさくら色の「さくらジンベエ」の2種類を用意。機体のイラストは裏面にデザインし、はがれないように加工した。  機内や那覇と石垣の2空港にあるJTAの空港売店「Coralway」実店舗のほか、オンラインでも販売する。税込価格は1つ1100円。  JTAが所属する日本航空(JAL/JL、9201)グループの客室乗務員は、乗務時にCAミラーを携帯。コミーによると、JALの客室乗務員からの要望で7年ほど前に携帯用手鏡として開発したという。フライト前に客室乗務員が「非常用機材のゲージ」を確認する際、ゲージが読みにくい場所などで使用しているという。  コミーは、機内の手荷物収納棚に設置されている忘れ物や不審物の確認用ミラー「FFミラーAIR」を手掛け、1997年から航空会社が採用。これまでに世界100社以上が導入しているという。 関連リンクコミー日本トランスオーシャン航空ジンベエ柄CAミラー(Coralwayショッピング) 鶴丸あしらったCAミラー ・JAL客室乗務員が使う「CAミラー」 一般販売開始(21年3月24日) ジンベエジェットとさくらジンベエ ・JTA、新さくらジンベエ就航 合格祈願お守り搭乗券も(18年2月1日) ・JTA、新ジンベエジェット就航 虹に彩られた那覇から初便出発(17年10月22日)
Read More
The 11 Best Dog Food Brands thumbnail

The 11 Best Dog Food Brands

This article contains affiliate links to products. Discover may receive a commission for purchases made through these links.Man’s best friend has been around for thousands of years. Dogs are actually descendants of the grey wolf, being domesticated over thousands of years into hundreds of different breeds of dog. Dogs have their place in human history…
Read More
Index Of News
Total
0
Share