לא טוב היות העטלף לבדו - בשיתוף עם סשה דנילוביץ

מחקר ישראלי מצא כי עטלפים החיים ביחד באותה מושבה מאכלסים בפרוותם את אותם מיני חיידקים. החיידקים האלו משתנים עם הזמן בצורה מתואמת בין העטלפים. חלק מהחיידקים מפרישים חומרים נדיפים שלהם כנראה תפקיד חשוב בתקשורת בין העטלפים.

אף יצור אינו חי לבד. כל אחד ואחת מאכלס באזורים שונים בגופו מספר גדול של חיידקים, לעיתים יותר ממספר תאי הגוף, המכונים בשם הכולל מיקרוביוטה (כלל האורגניזמים בגוף), או מיקרוביום (הגנום של כלל המיקרוביוטה). בשנים האחרונות התפרסמו לא מעט מחקרים על חשיבותם של חיידקי המעי בבני אדם וחיות מודל (בעיקר עכברים וחולדות), אבל עדיין לא ברור מה חשיבותם של יתר חיידקי המיקרוביוטה.

צילום: סשה דנילוביץ

לחיידקי המעיים תפקידים רבים שחלקם רק מתחיל להתגלות בשנים האחרונות. הם מסייעים בפירוק המזון, מייצרים ויטמינים שבעלי חיים צורכים, מווסתים תגובה חיסונית ואף מגנים עלינו מחיידקים אחרים שגורמים למחלות. פעילות לא תקינה של המיקרוביום (מקושרת גם למחלות, החל ממחלות מעיים, דרך מחלות אוטואימוניות וכלה בדיכאון והפרעות מצב רוח – אך נדרשים מחקרים רבים נוספים). מכאן שנוכחותם חשובה מאוד. מלבד חיידקי המעי, הגוף מכיל חיידקים רבים נוספים, למשל על העור או הפרווה. חיידקים אלו חשופים לסביבה החיצונית ולכן מושפעים ממנה יותר וככל הנראה גם להם תפקיד חשוב אך טרם מובן.

היום מפורסם בידי קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בהובלת פרופ' יוסי יובל בכתב-העת Nature ecology and evolution, על השוואה לראשונה בין חיידקי פרווה וחיידקי מעיים בעטלפים וכן על בדיקת השתנותם לאורך זמן. עיקר המחקר בוצע בידי ד"ר אורן קולודני וד"ר מאיה ויינברג.

במחקר, שנעשה על אוכלוסיות החיידקים של עטלפי פירות מצויים (Rousettus aegyptiacus), דגמו החוקרים את הפרווה והמעי של העטלפים והפיקו מהדגימות את כלל ה-DNA החיידקי.באמצעות טכניקות בסיסיות של ביולוגיה מולקולרית זיהו החוקרים מינים שונים של חיידקים, על פי החומר הגנטי שלהם

החוקרים דגמו את החיידקים של העטלפים במשך 13 שבועות, הן בעטלפים החיים במושבה בשבי (בגן הזואולוגי של אוניברסיטת תל אביב) והן במושבה של עטלפי בר (החיים במושבה דמוית מערה בגן הזואולוגי, ממנה הם חופשיים לצאת ולחזור כאוות נפשם) כדי להבטיח שהממצאים אכן מתארים נאמנה את המצב בטבע. בנוסף, הם דגמו את פרוותם של העטלפים להמצאות חומרים כימיים נדיפים שונים כדי לבדוק את הקשר שלהם לחיידקי הפרווה.

החוקרים מצאו דמיון רב בין חיידקי הפרווה של העטלפים בתוך כל מושבה, אך לא בין המושבות. בנוסף, הם ראו שהרכב החיידקים משתנה אצל כל העטלפים במשותף. בכל נקודת זמן בה נדגמו העטלפים הרכב החיידקים שלהם דמה יותר האחד לשני מאשר להרכב של אותו פרט בנקודת זמן קודמת. כך, מבחינת חיידקי הפרווה, כל מושבה פועלת כיחידת מיקרוביום אחת, מעין "אורגניזם על".

לטענת החוקרים, הדמיון בחיידקי הפרווה הוא מאחר שהם חשופים לסביבה ולכן מושפעים מפעילותם השגרתית של העטלפים: הפרשת צואה תוך כדי תעופה הגורמת להתזתה על קירות המערה ועל פרטים אחרים, פעילויות של ליקוק עצמי והדדי של פרטים, ואכילה משותפת מהפה אחד של השני. כמו כן העטלפים נוטים לישון בגוש צפוף מאד שקשה להפריד בו בין הפרטים. ממצא חיידקי הפרווה מתאים מאד לאורח החיים של עטלפי הפירות.

בחיידקי המעיים, לעומת זאת, לא נמצאה אותה תופעה והייתה שונות גדולה בין עטלפים שונים, על אף שתזונתם כמעט זהה. להבדיל מחיידקי פרווה, חיידקי המעיים אינם חשופים לסביבה החיצונית (למעט דרך המזון שמגיע למעיים מהסביבה החיצונית) אלא רק לסביבה הפנימית של העטלפים שהיא יציבה יותר, אך גם שונה במידה מסוימת בין פרטים שונים, בהתאם למצבם הפיסיולוגי. עם זאת גם בקרב חיידקי המעי נשמר הדפוס של השתנות לאורך תקופת הניסוי.

גם החומרים הנדיפים על פרוותם של העטלפים היו דומים בין עטלפים שונים בתוך המושבה. החוקרים מצאו שלושה חומרים נדיפים שונים שאותם מייצרים ששה חיידקים החיים על פרוות העטלפים. החומרים הנדיפים שחיידקים אלו מפרישים משמשים כפרומונים – כימיקלים בעלי ריח המשמשים לתקשורת חברתית או מינית.

אם כך, העטלפים, חיידקי הפרווה והחומרים הנדיפים מתפקדים כ"אורגניזם על", אבל למה זה טוב? עטלפי פירות הם חיות חברתיות ביותר והם חיים במושבות של עשרות עד אלפי פרטים. אין להם קיום ללא קבוצת העטלפים שלהם.הם זקוקים לה להגנה, לשמירה על טמפרטורת גוף, לתזונה ועוד. בעוד אנחנו בקושי מסתדרים עם השכנים שלנו, הם בונים רשת חברתית מורכבת וארוכת שנים עם הפרטים איתם הם חיים. נראה כי חיידקי הפרווה והחומרים הנדיפים משמשים אותם לתקשורת בין הפרטים בתוך המושבה, וייתכן שגם מחוצה לה. המסקנה היא שהאקולוגיה גם היא משפיעה על המיקרוביום, שבתורו משפיע חזרה על הפרטים עצמם.

מאת: סשה דנילוביץ ודרור בר-ניר

המאמר המקורי - Coordinated change at the colony level in fruit bat fur microbiomes through time בכתב העת Nature ecology & evolution

פורסם באתרי האינטרנט והפייסבוק של "מדע גדול בקטנה" - 10 בדצמבר 2018