נושאים באתר

צוות האתר

צוות האתר

מחקר הדנ"א – סותר התפתחות אקראית

ד"ר הושע אבינתן:

עד המאה ה-‏19 רווחה הדעה כי אינטליגנציה על־אנושית יצרה את מיליארדי מיני הצמחים ובעלי החיים שעל פני כדור הארץ – כל אחד בפני עצמו. במאה ה-‏19 הניבו תצפיות ארכיאולוגיות, בוטניות וזאולוגיות את תיאוריית ההתפתחות – המינים השונים התפתחו זה מזה בצורה טבעית. התורה נקראה על שם צ'ארלס דארווין מאחר והוא ביסס אותה יותר מכל חוקר אחר. גורמי ההתפתחות לפי דארווין הם: שינויים מתמידים בחומר התורשתי, מלחמת הקיום והברירה הטבעית. לתיאוריה הייתה השפעה עצומה על השקפת העולם במאות האחרונות, והיא הטביעה את חותמה בשטחים רבים ומגוונים.

אמנם, הטיעונים המדעיים שמאחוריה ידעו גיאות ושפל, אך עד היום היא מהווה את ההסבר המדעי היחיד להימצאותם של בעלי חיים "פשוטים" בשכבות גיאולוגיות עמוקות ומפותחים יותר בשכבות העליונות. מאידך, עד היום לא נצפה מעבר ממין אחד של בעלי חיים למשנהו. המינים נראים כיחידות פריה ורביה סגורות והכלאה ביניהם גורמת, לכל היותר, לבני כלאיים עקרים.

דארווין לא הכיר את תורתו של גיאורג מנדל, מייסד הגנטיקה המודרנית. אמנם שניהם חיו באותה תקופה, אך חשיבות עבודותיו של מנדל הוכרה על ידי אנשי המדע רק כעבור 50 שנה. דארווין יצר לעצמו תורה גנטית חסרת ביסוס ניסויי, שהופרכה אחר־כך לחלוטין. כשנתגלו חוקי מנדל מחדש, בראשית המאה הקודמת, הם שימשו כהוכחה נגד תורת ההתפתחות עקב יציבות החומר התורשתי המשתקפת בהם (חוקים אלו מסבירים את ההבדלים בין הזנים בצירופים שונים של חומר התורשה ההורי). אולם בשנות העשרים של המאה העשרים הייתה עדנה לתורתו של דארווין, כאשר נתגלתה תופעת ההתמרה, המשנה את עצם מהותו של החומר התורשתי – הגנים. כך נוסד הניאו־דארוויניזם המקובל עד היום.

מאז ועד עתה נוסף לנו ידע עצום בציטולוגיה (תורת התא), בגנטיקה ובביוכימיה, המעמיד אותנו בפני עולם מופלא, מדהים בתחכומו ובמורכבותו. עבור קוראים אשר אינם מתמצאים במדעי החיים, נסקור בקיצור נמרץ ביותר את מבנה התא החי – אבן היסוד של הצמחים ושל בעלי החיים.

התא מורכב מגרעין המכיל כרומוזומים ומסביבו פלסמה – רשת סבוכה ועדינה של חלבונים המהווים את תשתיתו של התא ואחראים על פעולותיו. מספרם של הכרומוזומים שונה מבעל חי אחד למשנהו. בתאי הגוף (פרט לזרע ולביצית) הם מופיעים תמיד בזוגות – אחד מהאב ואחד מהאם. האדם מקבל מכל אחד מהוריו 23 כרומוזומים, ובסך הכל – ארבעים ושישה.

הכרומוזומים מכילים שרשראות של חומצות גרעין (דנ"א) המסודרות בצורה ספירלית וקשורות בקשר חשמלי. השרשראות מורכבות מבסיסי גרעין – ארבעה במספר. הבסיסים, המחולקים לשני סוגים, מחוברים ביניהם על ידי סוכרים וחומצה זרחנית, וסדר התחברותם – מהווה את הקוד הגנטי.

ומה תפקידה של הפלסמה? ובכן, אם הכרומוזומים הם התוכנה, כי אז הפלסמה היא החומרה. הדנ"א גורם בעזרת אנזים ליצירת חומר דומה הנקרא רנ"א, השונה מהדנ"א במבנה הסוכר ובאחד הבסיסים. הרנ"א עוזב את הגרעין בעזרת תהליכים מורכבים ביותר ומגיע כ"רנ"א שליח" לגופיפים בפלזמה הנקראים ריבוזומים. כך מוטבע המידע הגנטי בחלבוני הפלזמה. כמובן שלא נוכל במסגרת זו אפילו לרמוז על שפע הפעולות של חלבוני התא החי המאפשרים תהליכי חיים מסובכים ביותר, בתנאים שונים ומשונים, ממרומי השמים ועד מעמקי הים.

התפתחות המינים נתפסת היום כתוצאה של התמרות נקודתיות שבהן נהפך בסיס גרעין אחד למשנהו, אקראית, או עקב התמרה נרחבת יותר, כשקבוצות של בסיסי גרעין נעתקים ממקומם או משתכפלים. בעקבות תהליכים אלו נוצרים חלבונים חדשים האחראים למבנים חדשים או לפעולות ביולוגיות חדשות. כך, סבורים החוקרים, נסללה הדרך מהיצור החד תאי לאדם ולמיליארדי המינים של יצורים אורגניים אחרים.

ממשילים את הקוד הגנטי לספריה או לספר אשר אותיותיו הן בסיסי הגרעין. נדמיין לעצמנו, אם כן, כי אנו מנסים לכתוב ספר בצורה אקראית. כלומר, מצרפים אות לאות בצורה מקרית ללא כל מחשבה. כמה מיליארדי שנים, אם בכלל, ידרשו לנו כדי שמתחת ידינו ייצא ספר בעל משמעות?

נניח כי אכן, אחרי שנים רבות מספור, הצלחנו באופן אקראי לכתוב ספר מלא דברי חוכמה, בדומה לקוד הגנטי הבונה את המערכות המופלאות של התא החי. מה הסיכוי שאם נשנה בספר אותיות בצורה אקראית במשך שנים רבות נקבל מיליארדי גרסאות חדשות של הספר העולות עליו בהרבה בתבונה הצפונה בהן?

השינויים בגנים, האמורים לקדם את התפתחות המינים, הם בדרך כלל תוצאות של התמרות חוזרות ונשנות. למשל, הפיכת הגפיים הקדמיות לכנפיים. כדי שתהליך כזה יתרחש, צריכים מבנה ופעולות החלבונים להשתנות במידה רבה. עקב נדירות ה"ההתמרות החיוביות", ברור כי שתי התמרות חיוביות לא יופיעו באותו בעל חי. כדי שהתמרות חיוביות יצטרפו זו לזו צריך שאחת תקרה בבעל חי אחד ואחת באחד מצאצאי צאצאיו. מצד שני, קשה להניח שהתמרה תזיק לבעל החיים, כי אז נושאיה יושמדו במלחמת הקיום – עוד לפני שיספיקו לפתח את ההתמרות הנוספות למשהו המועיל לבעליו. בדוגמא שלנו – לכנפיים.

לפיכך, אם נניח התפתחות אקראית יש לצפות כי במספר רב של בעלי חיים יימצאו חלבונים רבים חסרי משמעות כתוצאה של "ניסוי ותעיה", ורק אצל חלק קטן יהפכו אותם חלבונים לדבר בעל חשיבות.

והנה, לאחרונה סקרו בארה"ב את מכלול הגנים והחלבונים (כל גן אמור, כידוע, ליצור חלבון אחד) באדם ובבע"ח אחרים. לא רק שלא נמצאו חלבונים מיותרים, אלא נתברר כי היחס בין מספר החלבונים בבעלי חיים מפותחים ופשוטים קטן בהרבה ממה שניתן היה לצפות. בשמר, יצור מיקרוסקופי חד תאי, ניתן לזהות לפי הגנים את מציאותם של 6241 חלבונים השייכים ל-‏4383 משפחות חלבונים. (ייתכנו חלבונים דומים במבנה השייכים לאותה משפחה. סבורים שהתופעה היא תוצאה של שכפול עצמי בגנים.) לעומת זאת, בזבוב ובזחל נמצאו 13,601 ו-‏18,424 חלבונים, השייכים ל-‏8065 ו-‏9453 משפחות, בהתאמה. כל זאת, למרות שהזבוב, בעל חיים רב תאי עם צורות תאים ייחודיות, התפתחות מסובכת (ביצה, רימה, גולם וזבוב) ומערכת עצבים מתוחכמת, נראה מסובך הרבה יותר מהשמר, אפילו יותר מפי שניים או שלושה ממנו. באדם 80,000 גנים וחלבונים, אך נראה שמספר משפחות החלבונים אינו גדול בהרבה מאלו שבזבוב או בתולעת. במאמר שפורסם אשתקד בכתב העת Science הסבירו המחברים את הממצאים המפתיעים בכך שההתפתחות האבולוציונית אינה נובעת מריבוי חלבונים אלא מהמבנה המרחבי, מארגון מחודש ומהשפעות גומלין שבין מרכיבי התא. במילים אחרות, היצור החי אינו ערב־רב של מוטציות אלא תוצאה של "הנדסאות" חסכונית ומתוחכמת. האם היא יכולה להיות אקראית?

עד כאן באשר למספר החלבונים בבעלי החיים שונים. ומה נודע לאחרונה על הדמיון או השוני שבין החלבונים בבעלי חיים שונים? גם כאן צפויה הפתעה. לכ-‏20 אחוזים מחלבוני הזבוב אנו יכולים למצוא מקביל דומה בחלבוני התולעת והשמר. אלה כנראה חלבונים המשותפים לכל בעלי החיים. לעומת זאת, 30 אחוזים מהחלבונים בשני מינים של זבוב הפירות, הדומים זה לזה מאוד בהתפתחותם ובצורתם, שונים לגמרי. כלומר, %20 מהחלבונים משותפים לכל בעלי החיים. %30 שונים אפילו בין בעלי חיים דומים השייכים למינים שונים. %50 מייחדים מערכות של בעלי חיים. והם מבדילים, לדוגמא, בין מיני הסרטנים למיני הזבובים. לו היו המינים מתפתחים אחד מהשני ניתן היה לצפות לשוני קטן בהרבה בין החלבונים שלהם. שוני גדול כל־כך תואם את הטענה שהמין הוא יחידה סגורה.

לאור עובדות אלו, האם ניתן בכלל לחשוב על התהוות אקראית של החיים? לשאלה זו משמעות פילוסופית נכבדה ביותר. האדם המודרני מבקש, בצדק, לבסס את השקפת עולמו על האמת, והוא סבור שניתן להגיע אליה על ידי המדע. לפיכך חייבים אנשי המדע בהתייחסות רצינית ונכבדה לשאלה זו. התחמקות מהתופעה על ידי הגדרתה כ"תיאולוגית", אינה אלא חטא לאמת ובזיון למדע.

שתף מאמר זה

שיתוף ב facebook
שיתוף ב google
שיתוף ב twitter
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב pinterest
שיתוף ב print
שיתוף ב email

תגובות ישירות

Leave a Reply

avatar
 
smilegrinwinkmrgreenneutraltwistedarrowshockunamusedcooleviloopsrazzrollcryeeklolmadsadexclamationquestionideahmmbegwhewchucklesillyenvyshutmouth
  Subscribe  
Notify of