קשר בין דרך בחירת בני זוג ליחסי-מין לבין החיידקים בגוף

מחקר ישראלי מצביע על השפעת חיידקים שמצויים בגופם של זבובים על בחירת בן זוגם להזדווגות

האם ההעדפה שלך בבחירת בן הזוג מושפעת מהחיידקים שבגופך? ממצאי מחקר חדש שפורסם לאחרונה  על ידי חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בכתב העת  Proceedings of the National Academy of Sciences מצביע על תשובה חיובית בנושא, ככל שהעניין נוגע לזבובים. מדברי הפרופסור יוג’ין רוזנברג, מעורכי המחקר, גילויים אלה הם בעלי השלכות על הבנתנו את תורת האבולוציה, ועשויים אף להשפיע על הבניית תיאוריה עדכנית.

זוגיות ויחסים. מקור: ויקיפדיה ברשיון CC3-by-sa. צילום: Isabella Amoroe & Anders0608
זוגיות ויחסים. מקור: ויקיפדיה ברשיון CC3-by-sa. צילום: Isabella Amoroe & Anders0608

לפי מחקר זה שפורסם על ידי חוקרים מהמחלקה לביוטכנולוגיה ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת תל-אביב, חיידקים אשר חיים בגוף של זבובי הדרוזופילה  Drosophila melanogaster, משפיעים על אופי בחירת בן הזוג של הזבוב להזדווגות.

התפתחות של העדפות רבייה נחשבת כאירוע מוקדם בהתמיינות. במחקר פיצלו החוקרים את הזבובים לשתי קבוצות – האחת שניזונה מסוכר (מולסה) והשנייה שניזונה מעמילן. כאשר שבו עירבבו את הזבובים ואפשרו להם להתרבות, גילו החוקרים כי הזבובים בחרו פרטנרים, שהשתייכו לאותה קבוצת תזונה, שגודלה תוך שימוש באותם חומרי תזונה- כלומר זבובים שניזונו מסוכר, נמשכו לזבובים אחרים שניזונו מסוכר לשם רבייה, ובאופן דומה זבובים שניזונו מעמילן. שינוי הרגלי ההזדווגות הללו ניצפו כבר לאחר דור אחד ונותרו בעינם גם לאחר 37 דורות של צאצאים.

שימוש באנטיביוטיקה, שנעשתה במחקר, גרמה לתופעה זו של העדפת זבובים שניזונו מאותם חומרי הזנה (סוכר או עמילן), להעלם, מה שהוביל את החוקרים למסקנה כי אוכלוסיית החיידקים שבזבובים היא שהובילה להעדפה מינית זו. מסקנה זו אוששה על ידי שלב נוסף של המחקר בו הודבקו זבובים על ידי חיידקי לקטובצילוס Lactobacillus שהיו קיימים קודם בתוכם (לפני הטיפול באנטיביוטיקה) . מידע מחקרי תומך במסקנה כי חיידקים יכולים להשפיע על העדפות רבייה, על ידי שינוי רמות הפרמונים של מין.

פרופסור יוג’ין רוזנברג, הפרופסור דני סגל והדוקטורנט גיל שרון בעבודה משותפת עם הפרופסור מאוניברסיטת מיין בארה”ב- ג’ון רינגו, בחנו תיאוריה, שאותה הציעו לפני כשנתיים הפרופסור רוזנברג מאוניברסיטת תל אביב והדוקטור אילנה זילבר-רוזנברג הגורסת כי היחידה הבסיסית באבולוציה היא המכלול הביולוגי (Holobiont) ולא היצור החי הבודד. כלומר בעה”ח או הצמח ואוכלוסיית המיקרואורגניזמים שלו הם היחידה הביולוגית הבסיסית. בבעלי חיים חיידקי המעיים הם המהווים רוב מוחלט של אוכלוסיית מיקרואורגניזמים זו.

ממצאי המחקרים תומכים בתיזה, אותה הציע ולפיה היחידה הבסיסית באבולוציה היא המכלול הביולוגי של היצור החי, על כל המיקרואורגניזמים החיים בגופו ולא רק היצור החי הבודד- צמח או בע”ח.

ממצאי המחקר העלו שהחיידקים משפיעים על בחירת בן הזוג ומאפשרים יצירת בידוד רבייתי של בעלי החיים שהחיידקים מצויים בתוף גופם. משמעות הבידוד הרבייתי הוא שמינים ביולוגיים קיימים מתפצלים לכמה קבוצות אשר מקיימות יחסים מיניים רק בין חברי הקבוצה וכך מהווה שלב ביצירה של מינים חדשים.

הניסוי הראשון שהוזכר במחקר, שיחזר למעשה, ניסוי שבוצע  על ידי החוקרת דיאן דוד ((Dodd מאוניברסיטת ייל (Yale), לפני 20 שנים, שבו נמצא כי פיצול אוכלוסייה הזבובים, והזנתם בעמילן ובסוכר, גורמת לכך שלאחר שנה, כשמערבבים אותם חזרה, נוצרת העדפת  בני זוג בעלי תזונה זהה. עם זאת, בניסוי שערכו החוקרים לאחרונה, נמצא שההשפעה ויצירת הבידוד הרבייתי נעשה כבר לאחר דור אחד או שניים ולא רק בחלוף שנה. הניסוי השני, כאמור, היה חזרה על הניסוי הראשון, אך עם אנטיביוטיקה שניתנה לזבובים, והוא שהוכיח כי יחד עם אוכלוסיית החיידקים אשר הוכחדה מהזבובים, נעלמה גם ההעדפה  הספציפית של בני הזוג לפי התזונה, וההעדפה הרבייתית הייתה רנדומית.

בניסויים נוספים שערכו החוקרים, הם בודדו בהצלחה מהזבובים את החיידק אשר גרם לבידוד הרבייתי בין  הזבובים בעלי העדפות התזונה השונות- חיידק הלקטובצילוס פלנטרום Lactobacillus plantarum אשר מתרבה בקרב זבובים שניזונים בעמילן ולא נמצא בקרב אלה שניזונים מסוכר. כאמור, כשהוסיפו את החיידק לזבובים, לאחר שהוכחדה אוכלוסיית החיידקים שלהם באמצעות אנטיביוטיקה, חזרה ההעדפה הרבייתית. מה שהוכיח לטענת החוקרים, שהחיידק אחראי באופן כלשהו, חלקי או מלא להעדפות המיניות.

בשלב הבא נערך ניתוח של הפרומונים המיניים שהזבובים יוצרים, בעזרת החוקר פרופסור אברהם חפץ ממחלקת הזואולוגיה באוניברסיטה. ונמצא שהפרומונים של הזבובים היו שונים בהתאם לתזונתם השונה , מה שמרמז על כך שהשינוי בפרומוני המין הוא המנגנון שדרכו נחשפת העדפת ההזדווגות. ההשערה היא שהחיידקים הם שיצרו את השינוי הזה בהעדפה.

לדברי הפרופסור רוזנברג, ממצאים אלה הם בעלי השלכה ניכרת על הבנת תורת האבולוציה ומצביעים על  מנגנון שמאפשר לאבולוציה להתרחש מהר יותר בתגובה לשינויים סביבתיים, מכיוון שלחיידקים יש זמן דור קצר יותר בהרבה בהשוואה מאשר ליצורים העליים, ולכן הם יכולים להסתגל מהר ולהפוך לשינויים גנטיים של המכלול הביולוגי  את השינויים הנרכשים.

קישור לתקציר המחקר אודות חיידקים ואופי בחירה מינית של פרטנר בזבובים


דילוג לתוכן