מיתוס על האש
New member
עודג מפלה לתיאוריית האבולוציה
בשבוע שעבר ספגה אחת הדוגמאות הקלאסיות של תיאורית האבולוציה מכה אנושה. כעת מסתבר ש''הוכחה'' זו שמככבת בכל ספר לימוד בנושא כלל אינה נכונה. תחילה שעור רענון קצר לאלו מאתנו שהספיקו כבר לשכוח מה בעצם טוענת התאוריה. תאוריית האבולוציה גורסת שיצורים מתפתחים כתוצאה מהצטברות של טעויות גנטיות ('מוטאציות') במהלך העתקת הדנ''א שלהם מדור לדור. ברם, למרות שקרוב ל – 150 שנה חלפו מאז שדארווין הציג את התאוריה המפורסמת שלו טרם עלה בידי החוקרים להציג ולו דוגמא אחת להתפתחותו של מין חדש בעקבות מוטאציות מקריות שהתרחשו במין קיים. חתולים ממשיכים להיות חתולים, ציפורים ממשיכות להיות ציפורים, אפילו פוליטיקאים ממשיכים להיות פוליטיקאים... במקום זאת נאלצים החוקרים להצביע על שינוים המתחוללים בתוככי המינים הקיימים בלבד. ההנחה היא שאם שינוים כאלו מתרחשים בתוך מין קיים, הם עשוים להסביר גם התפתחות של מינים חדשים. מבקרי האבולוציה משיבים כי מדובר בעירוב של שני נושאים שונים לגמרי; שינוים בתוך מין קיים הם קלים ושוליים יחסית, דברים כמו שינוי בצבע כנפי הפרפר או באורך המקור של ציפור. שינוים קלים אלו אינם דומים כלל לשינוים המופלגים והדרסטיים הנחוצים כדי שאיברים מורכבים ומשוכללים כמו עין, כנף או מוח, ''יתפתחו'' מעצמם. אחת הדוגמאות המעניינות בויכוח הזה לקוח מעולמם המיקרוסקופי של החיידקים. כידוע, במשך השנים שחלפו מאז החל השימוש בתרופות אנטיביוטית ניכרת תופעה רחבת היקף של חיידקים המפתחים עמידות בפני סוגים שונים של טיפול תרופתי. תופעה זו מקשה מאוד על הרופאים, הנאלצים לפתח סוגים חדשים של אנטיביוטיקה חדשים כדי להתמודד בתופעה. כיצד ''לומדים'' החיידקים לפתח עמידות בפני אנטיביוטיקה? ההסבר של תומכי האבולוציה היה שמדובר בתהליך מקרי לחלוטין. בכל פעם שחיידק משכפל את עצמו עלולים ליפול בו ''שגיאות עיתוק'' המשנות את התכונות של הצאצא. בדרך כלל שגיאות אלו הרסניות לחיידק ופוגעות ביכולת התפקוד שלו, אך מפעם לפעם, כך טענו החוקרים, עשויה להתרחש ''מוטאציה חיובית'', טעות שדווקא משפרת את יכולתו של החיידק להתמודד מול האנטיביוטיקה. מכיוון שקצב הריבוי של חיידקים גבוה מאוד, מתרחשות בהם גם מקרים רבים של ''מוטאציות חיוביות'' היוצרות זנים חדשים של חיידקים חסיני אנטיביוטיקה. אם תהליך אקראי שכזה יכול להקנות לחיידקים עמידות בפני אנטיביוטיקה, טוען הדארווניזם, אולי מסוגל תהליך דומה ליצור גם דברים מורכבים הרבה יותר, כמו מינים חדשים ואברים משוכללים. בהתאם לגישה זו הפכו חיידקים חסיני אנטיביוטיקה לאחת הדוגמאות הקלאסיות ל''אבולוציה בפעולה''. ספרי לימוד ומדע פופולרי מרבים להציג את הדוגמא הזאת כהוכחה לכך שהאבולוציה אכן פועלת. אלא שכעת מתברר כי אין שום דבר מקרי ביכולת של חיידקים להשתנות ולהתגונן מפני האנטיביוטיקה. בשבוע שעבר פרסמו צוות חוקרים מאוניברסיטת וויסקונסין מחקר המראה כי מנגנון מיוחד המצוי בתוך החיידק הוא זה שגורם לו, בנסיבות מסוימות, לייצר בכוונה תחילה טעויות עיתוק רבות. במילים אחרות, אותן מוטאציות שתומכי האבולוציה ראו בהם תהליך אקראי המוליך להתפתחות החיידק, כלל לא היו מקריות. הן הוזמנו מראש. טעויות לפי הזמנה במחקר החדש המתפרסם בכתב העת הביולוגי PloS Biology מציגים החוקרים חלבון בשם LexA השולט בקצב המוטאציות של החיידק. ''למעשה, בגלל הפוטנציאל ההרסני שלהם, מוטאציות גנטיות הן תופעה די נדירה'', מסביר פרופסור פלויד רומסברג שעמד בראש קבוצת החוקרים. למנגנונים שבתוך התא יש יכולת לייצר עותקים מדויקים מאוד של הדנ''א והאנזימים האחראים על פעולת ההעתקה כמעט ולא טועים. גם כאשר טעות נדירה נופלת במהלך העיתוק, יש בתא מנגנוני הגהה וקיים גיבוי כפול ומכופל שהיו גורמים נחת למהנדס הקפדן ביותר של נאס''א. לאור זאת הופתע רומסברג משיעור המוטאציות הגבוה שנצפו בחיידקים הנתונים תחת מתקפה אנטיביוטית, שיעור הגבוה לאין ערוך משיעורי המוטאציה הנורמלים. מכאן הגיע רומסברג למסקנה כי קיים בחיידק מנגנון מיוחד המזמין את המוטאציות הללו. רומסברג מסביר כי אכן יצירת המוטאציות היא חלק מקשת תגובות רחבה בהם נוקט החיידק כאשר הוא נתון להתקפה. בשלב הראשון, מיד לאחר שהחיידק מזהה סימני נזק פנימיים , הוא מפעיל אנזימי תיקון המנסים להשיב את התא לתפקודו הרגיל. אם הנזק לא חולף, התא עובר שלב ומפעיל אנזים 'ריקומבינציה'. תפקידו של האנזים הזה הוא להתקין מחדש את המידע הגנטי מתוך מערכת הגיבוי של התא. אם למרות זאת עדיין הנזק נמשך, מפעיל התא אנזים מיוחד שתכליתו הבלעדי היא לייצר טעויות עיתוק בקרב דור החיידקים הבא. מה ''מרוויח'' החיידק מהטעויות הללו? תחת המתקפה האנטיביוטית, אם ישמור החיידק על צורתו הקבועה הוא נדון לכליה, לפיכך הסיכוי האחרון שלו הוא לשנות את המבנה הגנטי ובכך להסתתר מהאנטיביוטיקה המנסה להשמיד אותו. רומסבורג ושותפיו למחקר גילו כי האנזים המאפשר מוטאציות הוא החלבון LexA . בלי האנזים הזה המערכת הגנטית של החיידק ''נעולה'' ואיננה יכולה לייצר אפילו מוטציה אחת. לעומת זאת אם האנזים קיים, מצליחה אוכלוסיית חיידקים להעמיד מתוכה זנים עמידים לתרופות תוך שלושה ימים השלכות מעשיות ספרי הלימוד המציגים את פיתוח העמידות לאנטיביוטיקה כהוכחה ל''אבולוציה בפעולה'' יצטרכו להתעדכן. כעת מתברר כי מוטאציות אין נוחתות באופן סתמי. האבולוציה של החיידק מתאפשרת רק אחרי שמנגנון מיוחד מסיר את הנעילה המוחלטת המונעת היווצרות סתמית של מוטאציות. מנגנון המוטאציות מופעל רק בנסיבות של מצוקה מיוחדת והוא אינו חלק מהשגרה הרגילה של תאים חיים. במילים אחרות, מוטאציות לא מתרחשות סתם כך. התגלית החדשה גם פותחת גם דרכים חדשות להאבק בבעיה המחריפה והולכת של חסינות לחיידקים לאנטיביוטיקה. לפני כששים שנה הצליחה ''מהפכת האנטיביוטיקה'' לחסל מספר רב של מחלות משחפת וטיפוס עד כולרה ודיזנטריה. זיהומים בקטריאליים שהיו בעבר גורם המוות מספר 1 בארה''ב נעלמו לגמרי מרשימת עשרת גורמי המוות המובילים. תוחלת החיים הממוצעת כמעט הכפילה את עצמה. אולם בשנים האחרונות ניכרת מגמה חדשה ומדאיגה של חיידקים החסינים בפני טיפול רגיל. מנהל התרופות האמריקאי מעריך כי 70% מכלל החיידקים הגורמים זיהומים בבתי חולים חסינים לפחות לסוג אחד של אנטיביוטיקה וחלקם כה חסינים עד שהדרך היחידה לטפל בהם היא באמצעות תרופות ניסיוניות ומסוכנות. כעת מתחילים כבר לדבר על 'חיידקי-על'' שפיתחו עמידות בפני סוגים שונים של אנטיביוטיקה. זנים מסוימים של החיידק 'סטפילוקוקוס' וה 'סטרפטוקוקוס' (השכיחים בבתי חולים). זנים מסוימים של חיידק ה'שיגלה', האחראי להתפרצות מגיפת הדיזנטריה, עמידים כמעט בפני כל התרופות הקיימות ובקרוב יתכנו שהם יהפכו להיות בלתי ניתנים לטיפול כלל. התקווה היא שדיכוי מנגנון יצירת המוטאציות תיטול מהחיידקים את יכולתם ללבוש ולפשוט צורה בהתאם לצורך, דבר שיאפשר את הדברתם היעילה והמהירה.
בשבוע שעבר ספגה אחת הדוגמאות הקלאסיות של תיאורית האבולוציה מכה אנושה. כעת מסתבר ש''הוכחה'' זו שמככבת בכל ספר לימוד בנושא כלל אינה נכונה. תחילה שעור רענון קצר לאלו מאתנו שהספיקו כבר לשכוח מה בעצם טוענת התאוריה. תאוריית האבולוציה גורסת שיצורים מתפתחים כתוצאה מהצטברות של טעויות גנטיות ('מוטאציות') במהלך העתקת הדנ''א שלהם מדור לדור. ברם, למרות שקרוב ל – 150 שנה חלפו מאז שדארווין הציג את התאוריה המפורסמת שלו טרם עלה בידי החוקרים להציג ולו דוגמא אחת להתפתחותו של מין חדש בעקבות מוטאציות מקריות שהתרחשו במין קיים. חתולים ממשיכים להיות חתולים, ציפורים ממשיכות להיות ציפורים, אפילו פוליטיקאים ממשיכים להיות פוליטיקאים... במקום זאת נאלצים החוקרים להצביע על שינוים המתחוללים בתוככי המינים הקיימים בלבד. ההנחה היא שאם שינוים כאלו מתרחשים בתוך מין קיים, הם עשוים להסביר גם התפתחות של מינים חדשים. מבקרי האבולוציה משיבים כי מדובר בעירוב של שני נושאים שונים לגמרי; שינוים בתוך מין קיים הם קלים ושוליים יחסית, דברים כמו שינוי בצבע כנפי הפרפר או באורך המקור של ציפור. שינוים קלים אלו אינם דומים כלל לשינוים המופלגים והדרסטיים הנחוצים כדי שאיברים מורכבים ומשוכללים כמו עין, כנף או מוח, ''יתפתחו'' מעצמם. אחת הדוגמאות המעניינות בויכוח הזה לקוח מעולמם המיקרוסקופי של החיידקים. כידוע, במשך השנים שחלפו מאז החל השימוש בתרופות אנטיביוטית ניכרת תופעה רחבת היקף של חיידקים המפתחים עמידות בפני סוגים שונים של טיפול תרופתי. תופעה זו מקשה מאוד על הרופאים, הנאלצים לפתח סוגים חדשים של אנטיביוטיקה חדשים כדי להתמודד בתופעה. כיצד ''לומדים'' החיידקים לפתח עמידות בפני אנטיביוטיקה? ההסבר של תומכי האבולוציה היה שמדובר בתהליך מקרי לחלוטין. בכל פעם שחיידק משכפל את עצמו עלולים ליפול בו ''שגיאות עיתוק'' המשנות את התכונות של הצאצא. בדרך כלל שגיאות אלו הרסניות לחיידק ופוגעות ביכולת התפקוד שלו, אך מפעם לפעם, כך טענו החוקרים, עשויה להתרחש ''מוטאציה חיובית'', טעות שדווקא משפרת את יכולתו של החיידק להתמודד מול האנטיביוטיקה. מכיוון שקצב הריבוי של חיידקים גבוה מאוד, מתרחשות בהם גם מקרים רבים של ''מוטאציות חיוביות'' היוצרות זנים חדשים של חיידקים חסיני אנטיביוטיקה. אם תהליך אקראי שכזה יכול להקנות לחיידקים עמידות בפני אנטיביוטיקה, טוען הדארווניזם, אולי מסוגל תהליך דומה ליצור גם דברים מורכבים הרבה יותר, כמו מינים חדשים ואברים משוכללים. בהתאם לגישה זו הפכו חיידקים חסיני אנטיביוטיקה לאחת הדוגמאות הקלאסיות ל''אבולוציה בפעולה''. ספרי לימוד ומדע פופולרי מרבים להציג את הדוגמא הזאת כהוכחה לכך שהאבולוציה אכן פועלת. אלא שכעת מתברר כי אין שום דבר מקרי ביכולת של חיידקים להשתנות ולהתגונן מפני האנטיביוטיקה. בשבוע שעבר פרסמו צוות חוקרים מאוניברסיטת וויסקונסין מחקר המראה כי מנגנון מיוחד המצוי בתוך החיידק הוא זה שגורם לו, בנסיבות מסוימות, לייצר בכוונה תחילה טעויות עיתוק רבות. במילים אחרות, אותן מוטאציות שתומכי האבולוציה ראו בהם תהליך אקראי המוליך להתפתחות החיידק, כלל לא היו מקריות. הן הוזמנו מראש. טעויות לפי הזמנה במחקר החדש המתפרסם בכתב העת הביולוגי PloS Biology מציגים החוקרים חלבון בשם LexA השולט בקצב המוטאציות של החיידק. ''למעשה, בגלל הפוטנציאל ההרסני שלהם, מוטאציות גנטיות הן תופעה די נדירה'', מסביר פרופסור פלויד רומסברג שעמד בראש קבוצת החוקרים. למנגנונים שבתוך התא יש יכולת לייצר עותקים מדויקים מאוד של הדנ''א והאנזימים האחראים על פעולת ההעתקה כמעט ולא טועים. גם כאשר טעות נדירה נופלת במהלך העיתוק, יש בתא מנגנוני הגהה וקיים גיבוי כפול ומכופל שהיו גורמים נחת למהנדס הקפדן ביותר של נאס''א. לאור זאת הופתע רומסברג משיעור המוטאציות הגבוה שנצפו בחיידקים הנתונים תחת מתקפה אנטיביוטית, שיעור הגבוה לאין ערוך משיעורי המוטאציה הנורמלים. מכאן הגיע רומסברג למסקנה כי קיים בחיידק מנגנון מיוחד המזמין את המוטאציות הללו. רומסברג מסביר כי אכן יצירת המוטאציות היא חלק מקשת תגובות רחבה בהם נוקט החיידק כאשר הוא נתון להתקפה. בשלב הראשון, מיד לאחר שהחיידק מזהה סימני נזק פנימיים , הוא מפעיל אנזימי תיקון המנסים להשיב את התא לתפקודו הרגיל. אם הנזק לא חולף, התא עובר שלב ומפעיל אנזים 'ריקומבינציה'. תפקידו של האנזים הזה הוא להתקין מחדש את המידע הגנטי מתוך מערכת הגיבוי של התא. אם למרות זאת עדיין הנזק נמשך, מפעיל התא אנזים מיוחד שתכליתו הבלעדי היא לייצר טעויות עיתוק בקרב דור החיידקים הבא. מה ''מרוויח'' החיידק מהטעויות הללו? תחת המתקפה האנטיביוטית, אם ישמור החיידק על צורתו הקבועה הוא נדון לכליה, לפיכך הסיכוי האחרון שלו הוא לשנות את המבנה הגנטי ובכך להסתתר מהאנטיביוטיקה המנסה להשמיד אותו. רומסבורג ושותפיו למחקר גילו כי האנזים המאפשר מוטאציות הוא החלבון LexA . בלי האנזים הזה המערכת הגנטית של החיידק ''נעולה'' ואיננה יכולה לייצר אפילו מוטציה אחת. לעומת זאת אם האנזים קיים, מצליחה אוכלוסיית חיידקים להעמיד מתוכה זנים עמידים לתרופות תוך שלושה ימים השלכות מעשיות ספרי הלימוד המציגים את פיתוח העמידות לאנטיביוטיקה כהוכחה ל''אבולוציה בפעולה'' יצטרכו להתעדכן. כעת מתברר כי מוטאציות אין נוחתות באופן סתמי. האבולוציה של החיידק מתאפשרת רק אחרי שמנגנון מיוחד מסיר את הנעילה המוחלטת המונעת היווצרות סתמית של מוטאציות. מנגנון המוטאציות מופעל רק בנסיבות של מצוקה מיוחדת והוא אינו חלק מהשגרה הרגילה של תאים חיים. במילים אחרות, מוטאציות לא מתרחשות סתם כך. התגלית החדשה גם פותחת גם דרכים חדשות להאבק בבעיה המחריפה והולכת של חסינות לחיידקים לאנטיביוטיקה. לפני כששים שנה הצליחה ''מהפכת האנטיביוטיקה'' לחסל מספר רב של מחלות משחפת וטיפוס עד כולרה ודיזנטריה. זיהומים בקטריאליים שהיו בעבר גורם המוות מספר 1 בארה''ב נעלמו לגמרי מרשימת עשרת גורמי המוות המובילים. תוחלת החיים הממוצעת כמעט הכפילה את עצמה. אולם בשנים האחרונות ניכרת מגמה חדשה ומדאיגה של חיידקים החסינים בפני טיפול רגיל. מנהל התרופות האמריקאי מעריך כי 70% מכלל החיידקים הגורמים זיהומים בבתי חולים חסינים לפחות לסוג אחד של אנטיביוטיקה וחלקם כה חסינים עד שהדרך היחידה לטפל בהם היא באמצעות תרופות ניסיוניות ומסוכנות. כעת מתחילים כבר לדבר על 'חיידקי-על'' שפיתחו עמידות בפני סוגים שונים של אנטיביוטיקה. זנים מסוימים של החיידק 'סטפילוקוקוס' וה 'סטרפטוקוקוס' (השכיחים בבתי חולים). זנים מסוימים של חיידק ה'שיגלה', האחראי להתפרצות מגיפת הדיזנטריה, עמידים כמעט בפני כל התרופות הקיימות ובקרוב יתכנו שהם יהפכו להיות בלתי ניתנים לטיפול כלל. התקווה היא שדיכוי מנגנון יצירת המוטאציות תיטול מהחיידקים את יכולתם ללבוש ולפשוט צורה בהתאם לצורך, דבר שיאפשר את הדברתם היעילה והמהירה.
