לעיתים נדירות הסביבה שלנו השתנתה כל כך מהר. בנוסף לשינויי אקלים, אנו חושפים את עצמנו למזהמי אוויר, מיקרופלסטיקה ורמות חסרות תקדים של שומן, מלח וסוכר במזון שלנו.
שינוי סביבתי הוא אחד הדברים שיכולים לייצר מוטציות גדולות וחמורות ב- DNA שלנו שיכולות לגרום במהירות למחלות, כמו סרטן הנגרם על ידי קרינה. אבל ה- DNA שלנו מכיל גם הרבה מוטציות נסתרות זעירות. אמנם בתחילה אין להם שום השפעה עלינו בזכות קופסת טריקים גנטיים שגופנו משתמש בה כדי להגן עלינו, אך וריאציות "סתומות" אלה יכולות להצטבר לאורך דורות רבים ואז להחיות אותן על ידי שינויים סביבתיים גדולים.
מחקרים שנעשו לאחרונה הראו עד כמה חשובים וריאציות מסתוריות אלה לאבולוציה. יש סיכוי שהם יכולים להיות מאחורי הסיכון ההולך וגדל של בעיות כמו סוכרת, סרטן ומחלות לב, ואף עלול לייצר מחלות חדשות. אך מוטציות אלו יכולות להיות גם מתנות נסתרות מאבותינו המאפשרות לנו להסתגל במהירות רבה יותר לנושאים העומדים בפנינו, ממצבים רפואיים וכלה בשינויי אקלים.
שינויים ב- DNA בשילוב עם תהליך הברירה הטבעית הם המאפשרים למינים להתפתח. כמה וריאציות גנטיות מספקות יתרון סלקטיבי והאנשים שיש להם הם נוטים יותר לשרוד ולהעביר את הגנים שלהם ולהפיץ אותם בהדרגה בכל המינים. כל שינוי שהוא חסרון מפחית את סיכויי ההישרדות או הרבייה של אדם, ופחות סביר שיעברו לדורות הבאים.
חיץ נגד שינוי
וריאציה גנטית קריפטית נותנת לנו אלטרנטיבה שלישית. לשינויים מסוימים ב- DNA אין השפעה מועטה או לא, ואינם מעניקים יתרון או חסרון אך הם הולכים ונבנים לאט לאורך דורות. וריאציות אלה מסתירות בדרכים שונות. לדוגמא, אורגניזמים פשוטים מסוגלים להפחית את ההשפעה של שינויים בסביבה על תפקודיהם הביולוגיים באמצעות תהליך המכונה צנרת. משמעות הדבר היא ששינויים קלים ב- DNA שלהם אינם גורמים להבדלים גלויים.
לפעמים, גנים אפילו משוכפלים בחלקים שונים של ה- DNA, כך שיש יתירות במערכת. לאחר מכן כל האחרים יכולים להסתיר כל שינוי בגן אחד.
בתבניות חיים מורכבות, וריאציות חדשות רבות גם אינן נראות מכיוון שיש לנו שתי גרסאות של רוב הגנים שלנו (אחת מאמא ואחת מאבא), וגם אחת הגרסאות היא דומיננטית על האחר. וריאציות גנטיות קריפטיות הן רצסיביות (לא דומיננטיות) במערכת יחסים זו ולכן בתנאים רגילים אינן מראות.
ישנם גם שינויים קלים מאוד אל תחולל שום שינוי אמיתי לביוכימיה של האורגניזם. הם אולי מחליפים רכיב אחד בחלבון למשהו דומה מאוד.
כל הדברים האלה משמשים כמאגר נגד שינויים פיזיים, ומאפשרים הצטברות של וריאציה ב- DNA שהופכת גלויה רק כאשר יש שינוי משמעותי בסביבה. חוקרים רבים בתחום הגנטיקה האבולוציונית מאמינים כי וריאציה גנטית מוצפנת זו עשויה לענות על הבעיה כיצד מינים הצליחו להסתגל במהירות לאתגרים חדשים בעבר. ה חוחיות של איי גלאפגוס עזר לדרווין לפתח את תורת האבולוציה שלו, ויצירה מהירה של סוגים שונים של פינקים שראה הוא ככל הנראה דוגמה לריאציה מסתורית בעבודה.
ניסוי מאיר: ירוק פלואורסצנטי החיידק חיידקים. KPWangkanont / Shutterstock
התבוננות בשינוי זה בבעלי חיים או בטבע אינה אפשרית, לאור לוחות הזמנים הרב-דוריים המעורבים. אבל חוקרים מאוניברסיטת ציריך שומש לאחרונה החיידק חיידקים כדי להוכיח את חשיבות השונות הזו באבולוציה ובהתאמה לסביבות חדשות.
בניסויים שלהם הם יצרו סביבה מלאכותית שבה לחיידקים שיכולים לייצר פלואורסצנטי ירוק היה יתרון על פני אלה שהפיקו צהוב. החוקרים הראו כי מושבות חיידקים המכילות רמות גבוהות יותר של שונות קריפטית הצליחו לעבור במהירות רבה יותר לירוק פלואורסצנטי.
זה היה שינוי זעיר וחסר משמעות עבור החיידקים, אך הוכחה ברורה מאוד לתפיסה כי וריאציה מסתורית יכולה לעזור למין להסתגל במהירות רבה יותר לשינוי סביבתי. זה עשוי להיות חשוב מאוד בהבנת החשיבות של שונות קריפטית במערכות קריטיות יותר המשפיעות על עמידות ורגישות למחלות.
חוקרים מאוניברסיטת וירצבורג הראו שרמת השונות הגנטית המוצפנת ב Neisseria meningitidis, חיידק שעלול לגרום לדלקת קרום המוח, תורם עד כמה המחלה שנוצרת מזיקה. רמת וריאציה גבוהה יותר זו מהווה גורם רק כאשר החיידקים נכנסים לזרם הדם, אך אין לה כל השפעה על סביבתם הרגילה של הגרון האנושי.
הבנה טובה יותר של האופן שבו חיידקים אלה משתנים כאשר הם נמצאים בדם עשויה לעזור לנו להילחם במחלות כגון דלקת קרום המוח. נבין טוב יותר כיצד הסימפטומים מתרחשים, ובאופן מכריע, נוכל להתמודד עם כל עמידות לאנטיביוטיקה מוסתר בדנ"א של החיידק.
פוטנציאל נסתר
גם ה- DNA שלנו משלנו רמות גבוהות של וריאציה סתמית. הפוטנציאל של וריאציות גנטיות מוצפנות המסתתרות ב- DNA שלנו הופך לפתע לא כל כך מוצפן בזכות שינויים בסביבה הוא דאגה רצינית.
למרות שעדיין איננו מבינים את ההשפעות המדויקות של וריאציה סתמית, כמה שינויים ב- DNA שלנו, שעברו בירושה בשקט מאבותינו, כבר נקשרו לסיכון מוגבר למחלות כגון אסטמה or סרטן. עבור אנשים עם שינויים אלה, חשיפה לאדי פליטה לרכב, נוטה יותר להשפיע.
עם זאת, יתכנו גם פתרונות כמו גם בעיות המסתתרות ב- DNA. ככל שהעולם מתחמם כתוצאה משינויי אקלים, האם וריאציה גנטית מוצפנת יכולה לתת לנו ולמינים אחרים חבל הצלה נחוץ ביותר? היכולת המוגברת להתפתח במהירות ולהסתגל, עשויה להיות כל מה שעומד בין מין ששורד התחממות כדור הארץ והכחדה.
על המחבר
מייקל ג'יי פורטר, מרצה לגנטיקה מולקולרית, אוניברסיטת מרכז לנקשייר
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים:
הגוף שומר על הציון: מוח וגוף בריפוי טראומה
מאת בסל ואן דר קולק
ספר זה בוחן את הקשרים בין טראומה לבריאות גופנית ונפשית, ומציע תובנות ואסטרטגיות לריפוי והחלמה.
נשימה: המדע החדש של אמנות אבודה
מאת ג'יימס נסטור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של הנשימה, ומציע תובנות וטכניקות לשיפור הבריאות הגופנית והנפשית.
פרדוקס הצמח: הסכנות הנסתרות במזונות "בריאים" הגורמים למחלות ולעלייה במשקל
מאת סטיבן ר. גונדרי
ספר זה בוחן את הקשרים בין תזונה, בריאות ומחלות, ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
קוד החסינות: הפרדיגמה החדשה לבריאות אמיתית ואנטי אייג'ינג רדיקלי
מאת ג'ואל גרין
ספר זה מציע נקודת מבט חדשה על בריאות וחסינות, תוך הסתמכות על עקרונות של אפיגנטיקה ומציע תובנות ואסטרטגיות לייעול בריאות והזדקנות.
המדריך המלא לצום: רפא את גופך באמצעות צום לסירוגין, יום חלופי וארוך
מאת ד"ר ג'ייסון פונג וג'ימי מור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של צום ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
