חיידקים ונגיפים וגם שאר היצורונים המקיפים אותנו מכל עבר, משפיעים על חיינו מכל מיני כיוונים. בבלוג אספר על אלה המוזכרים מדי פעם בחדשות וגם לחדשות מדעיות הקשורות בהם. כמו כן אשתף אתכם גם בתמונות ודיווחים על יצורים גדולים יותר, שבהם אצפה בטבע. בלוג זה גם יהווה ארכיון לחומרים שכתבתי בעבר ורלוונטיים לנושא.

6.8.16

Elysia chlorotica - החשופית הפוטוסינתטית


החשופית שגונבת, כל פעם מחדש, גנים של אצות, המאפשרים לכלורופלסטידות לתפקד לתקופה מוגבלת. 


אם הייתם נתקלים בחשופית הימית הזו, Elysia chlorotica,  באמצע הלילה, או אפילו ביום, האם הייתם חושבים שיש בה משהו מוזר? - בהחלט, צבעה ירוק.  צבע ירוק בבעלי חיים משמש לרוב להסוואה בבעלי חיים שמתגוררים בסביבות ירוקות - בין צמחים. האם החשופית הזו חיה בסביבה ירוקה? לא ממש - היא חיה במערב האוקיינוס האטלנטי, מול חופי קנדה וצפון ארצות הברית.
Elysia chlorotica
מה מקור הצבע הירוק של החשופיות?  הצבען שמקנה לחשופית את צבעה הירוק הוא כלורופיל. אותו כלורופיל שמאפשר ליצורים שונים, חיידקים, אצות וצמחים לבצע פוטוסינתזה - אחד משני התהליכים המאפשר המרה של אנרגיית השמש לאנרגיה כימית זמינה. וזו  בהחלט הפתעה, כי החשופית הזו היא בעל חיים...

והכלורופיל הזה אכן פעיל - החשופית אכן מבצעת פוטוסינתזה. ויש לה את האברונים המתאימים לכך - כלורופלסטידות - שהן אלה המכילות את הכלורופיל. ומסתבר ש-Elysia chlorotica לא לבד... חשופיות ירוקות אחרות מאותו סוג, Elysia pisilla, ו-Elysia viridis - גם הן ירוקות או צהובות בהתאם לכלורופלסטידות שלהן.

אז איך הגיעו הכלורופלסטידות אל החשופית? מסתבר, שהכלורופלסטידות אינן ממש שלה. החשופית צוברת אותן אצלה, במערכת העיכול, לאחר שאכלה את בעלי הכלורופלסטידות המקוריות - תאי האצות הצהובות-ירוקות Vaucheria litorea ו-Vaucheria litoreaתאי האפיתל של מערכת העיכול "בולעים" בשלמותן את הכלורופלסטידות, ושם הכלורופלסטידות מתפקדות  - מבצעות פוטוסינתזה ומאפשרות לחשופית להתקיים ללא מזון חיצוני חודשים רבים. התופעה הזו של "גניבת" כלורופלסטים מכונה קלפטופלסטיות (kleptoplasty - ביוונית קלפטו = גנב). והיא היתה מוכרת בעיקר במיקרואורגניזמים.

וכאן מתעוררת שאלה מעניינת - למרות שמוצא הכלורופלסטידות הוא בחיידקים כחוליים חופשיים (אי שם בעבר האבולוציוני שלהן), הכלורופלסטידות של האצה יכולות לתפקד רק בעזרת חלבונים, שהאינפורמציה לייצור כ-90 אחוזים מהם נמצאת בגנום של תאי האצה. אז איך בכל זאת מתפקדות הכלורופלסטידות בתאי החשופית?

ב-1996, כשהתגלתה התופעה, הועלתה ההשערה שמתישהו - במהלך האבולוציה המשותפת של החשופית עם מזונה העיקרי - האצה Vaucheria litorea, התרחש מעבר אופקי של גנים (hoizontal gene transfer) בין הנטרף לטורף, ושהגנים שמאפשרים את תפקוד הכלורופלסטים עברו מהאצה לחשופית, השתלבו בגנום שלה - בתאי הנבט, ותוצרי גנים אלה מאפשרים לכלורופלסטידות לתפקד מחוץ לתאי האצות מהם הגיעו.

בחמש שנים שחלפו התייחסו להשערה הזו כאל עובדה קיימת, למרות שלא הוכחה עד הסוף. בשיטות מולקולריות שונות הוכח קיומם גנים מהאצה בתאי החשופית, אך לא בדקו את מיקומם המדוייק. 


קבוצת חוקרים בראשותה של מרי רומפו (Rumpho), מאוניברסיטת ראטגרס שבניו ג'רסי, אספו ביצים מחשופיות שלא הזדמן להם עדיין לאכול אצות ופענחו את הגנום של החשופית במלואו. הם סרקו באמצעות תוכנות מחשב מתאימות את הגנום של החשופית ולא מצאו בו כלל רצפים שמקורם באצה. ובכך שללו את התיאוריה של מעבר הגנים האופקי. אבל, סקירה מדוקדקת יותר של תאי אפיתל של חשופיות אחרות, שאכלו אצות, גילתה בהם נוכחות של רצפים קצרים רלוונטיים של הגנום של האצה - כאלמנטים חוץ כרומוזומליים.

איך מצליחים אותם אלמנטים חוץ כרומוזומליים לשרוד זמן ממושך - מספר חודשים -  בתאי האפיתל של של החשופית? זו השאלה שעדיין מטרידה אותנו... 


רשומה זו נכתבה לראשונה בפברואר 2013, ועודכנה באוגוסט 2016


לקריאה נוספת

המאמר ה מ-2008

המאמר מ-2013


אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה