עוצר נשימה

לראשונה בתולדות המדע גילו חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' דורותה הושון מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע״ש שטיינהרדט, בעל חיים שאינו נושם אוויר. עד לתגלית החדשה סברו המדענים כי כל בעלי החיים בעולמנו זקוקים לחמצן בכדי להתקיים, אך עתה כל הכללים משתנים.

מייצר אנרגיה ללא חמצן

"במסגרת מחקר מקיף ריצפנו את הגנום של טפילי דגים," מסבירה פרופ' הושון. "בין היתר ריצפנו את הגנום של Henneguya salminicola - בעל חיים זעיר בעל פחות מעשרה תאים, שחי ברקמת השריר של דג הסלמון ושייך למערכת הצורבים.

להפתעתנו גילינו שלחיה הזאת אין כלל גנים הקשורים לתהליך הנשימה האירובית בתא. המשמעות היא שבניגוד לכל בעלי החיים המוכרים, ובהם קרובי משפחתו של הטפיל עצמו כמו המדוזות, האלמוגים ושושנות הים, היצור הזה אינו צורך חמצן לנשימה. עד היום הכרנו אורגניזמים אחרים כמו חיידקים, פטריות ואמבות, שמייצרים אנרגיה ללא חמצן, אך אלה אינם מוגדרים כמשתייכים לממלכת בעלי החיים. הטפיל שמצאנו הוא היצור הראשון המוגדר כבעל חיים חסר יכולת לנשום חמצן".

המחקר נערך במימון BSF – הקרן הדו-לאומית למדע ארה"ב-ישראל, והשתתפו בו פרופ' ג'רי ברתולומיו מאוניברסיטת אורגון סטייט וחוקרים מאוניברסיטת קנזס ומהמרכז הלאומי למחקר מדעי CNRS בצרפת. הוא התפרסם בכתב העת PNAS.

ויתר על הנשימה

הנחת המדענים כי כל האורגניזמים המשתייכים לממלכת בעלי החיים זקוקים לחמצן, נסמכה בין היתר על העובדה שמדובר באורגניזמים רב-תאיים ומפותחים יחסית, שהופיעו לראשונה על כדור הארץ כשרמת החמצן באוקיינוסים עלתה.

החוקרים משערים כי יתכן שהטפיל 'ויתר' על הנשימה במהלך האבולוציה שלו, מכיוון שבסביבתו הטבעית, בעיקר בתוך רקמת השריר של הדג, החמצן אינו נגיש. "עדיין לא ברור לנו איך הוא מייצר לעצמו אנרגיה כדי לחיות," אומרת פרופ' הושון. "יתכן שהוא נוטל מתאי הדג הפונדקאי מולקולות של מקור האנרגיה ATP, ויתכן שהוא נושם נשימה אנאירובית, כלומר נשימה ללא חמצן, המאפיינת בדרך כלל אורגניזמים זעירים שאינם מוגדרים כבעלי חיים."

^{חי לו בגופו של דג הסלמון. הטפיל החדש שאינו נושם}

אבולוציה הפוכה

לדברי פרופ' הושון יש לתגלית משמעות מיוחדת לחקר האבולוציה: "בדרך כלל מקובל לחשוב שבמהלך האבולוציה האורגניזמים נהיים מורכבים וסבוכים יותר, ושיצורים חד-תאיים או בעלי תאים בודדים הם פשוטים וקדומים יחסית. אך לפנינו יצור שהתהליך האבולוציוני שלו היה הפוך ככל הנראה".

"מכיוון שהוא חי בסביבה נטולת חמצן, הוא השיל מעצמו גנים מיותרים האחראים על הנשימה האירובית, והפך לאורגניזם פשוט יותר. מבחינתו, לגנום קטן ופשוט יש יתרונות משמעותיים, מכיוון שהוא מאפשר לטפיל לשכפל את עצמו מהר יותר. ולסיכום: מסתבר שגם באבולוציה לפעמים פחות זה בעצם יותר..."