צורה חדשה ומיוחדת של היווצרות מינים חדשים שלא מקנה להם יתרון הישרדותי
צורה חדשה ומיוחדת של היווצרות מינים חדשים שלא מקנה להם יתרון הישרדותי
חיידקי Candidatus Hodgkinia cicadicola, המשתייכים לאלפא-פרוטאובקטריה, הם חיידקים טפילים החיים בתוך תאים של מינים שונים של ציקדות (ממחלקת החרקים). התוספת Candidatus לפני השם הלטיני מציינת שלא ניתן לגדלם בתנאי מעבדה.
לחיידק יש גנום קטן מאוד (רק הגנומים של החיידקים Mycoplasma genitalium ו-Tremblaya princeps קטנים יותר) - 144 אלף נוקליאוטידים המקודדים יצירת 189 חלבונים. יש בהם חריגה מהקוד הגנטי האוניברסלי: הקודון UGA, שהוא קודון סיום במרבית החיידקים (והיצורים האחרים), מקודד בחיידק זה הצבת חומצת האמינו טריפטופן (כמו שקורה גם במיקופלסמה, במיטוכונדריונים, ובמעט חיידקים אחרים).
הציקדות לא יכולות לחיות ללא חיידקי Hodgkinia, משום שהחיידקים מספקים לציקדה את חומצת האמינו מֶתיונין ואת הוויטמין B12 שהן אינן מייצרות ואינן מקבלות ממזונן.
החוקרים ג'יימס ון-לאובן (Van Leuven) וג'ון מק-קוטצ'און (McCutcheon) מאוניברסיטת מונטנה חקרו את הציקדה Tettigades undata, שמקורה בדרום אמריקה, ואת החיידקים הסימביונטים שלה. החוקרים מצאו שבציקדה מתאכסנים שני מיני חיידקים של Hodgkinia, מינים חדשים למדע (ובנוסף להם חיידקים מהמין Sulcia muelleri). כל אחד משני מיני ה-Hodgkinia איבד חלק מהגנים שהיו במין המקורי, אבל גם גנים אחרים, ולכן הם גם שונים זה מזה וגם משלימים (כמעט לגמרי) זה את זה.
החוקרים סימנו גלאים מתאימים שמאפיינים כל אחד משני הגנומים – כל אחד בצבע זוהר אחר - ובדקו זאת על אוכלוסיית חיידקים שבודדה מתוך הציקדה. לכל חיידק נספח רק צבע זוהר אחד. חיידקי ה-Hodgkinia נצבעו או בכחול או בצהוב - ואף פעם לא בשניהם. (חיידקי ה-Sulcia נצבעו בירוק והתאים או חלקי התאים של הציקדה עצמה – בסגול).
ההוכחה שמדובר בחיידקים שונים ולא בחיידק יחיד עם שני גנומים מוצגת בתמונה המצורפת.
 |
| שני מיני Hodgkinia (כחול וצהוב) בציקדה צילום: Van Leuven et al, 2014. מכאן |
על סמך ההבדלים בין הגנומים חושבים החוקרים שההתפצלות של החיידקים חלה לפני כחמישה מיליון שנה, וכי החיידק המקורי ממשיך לחיות ולהתקיים, בהרכבו הגנטי המלא, במיני ציקדות אחרים. המנגנון שבו התרחש הפיצול אינו ברור, וייתכן שנובע מכך שלעתים יש יותר מגנום אחד בתאי החיידקים ושמוטציות ואובדן גנים באחד ההעתקים אינן משפיעים על החיידק. כתוצאה מחלוקה אקראית ותנודות סטטיסטיות נוצרו שני מיני החיידקים השונים – אך הם תלויים אחד בשני מבחינה מטבולית.
מדובר, אם כן, בהתמיינות אקראית שאינה תורמת לשרידות של החיידקים. ואם הם יורחקו משכניהם, הוא לא ישרדו.
תקציר המאמר המקורי
פורסם ב"גליליאו" 194, 2014
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה