כשמתבוננים בעולם החי שמקיף אותנו – מה אנו רואים?
לכאורה נמצאים בו מינים רבים ממשפחות שונות ואפילו ממגוון ממלכות שונות שמתחרים אלה באלה, סוג של מלחמת הכל בכל, אך למעשה הטבע הוא לא רק תחרות אלא גם סימביוזה – שיתוף פעולה – בה מינים שונים משתפים פעולה כדי להגדיל את סיכויי השרידות שלהם, והתחרות לצד הסימביוזה – מעין שני הפכים משלימים – היא זו שאחראית לאיזון המופלא הקיים בטבע.
הסימביוזה באה לידי ביטוי אצל בעלי חיים וצמחים רבים, כמו למשל שוניות האלמוגים היפהפיות הן תוצר של סימביוזה בין אצות ובעלי חיים ממשפחת הצורבים – הקבוצה הטקסונומית שמכילה, בין השאר, את המדוזות ואת שושנות הים.
דוגמה עיקרית נוספת באה לידי ביטוי ביחס שבין דבורים לצמחים, כאשר כ-75% מהמזון מהצומח שבני אדם צורכים – מקורו בצמחים שמתבססים, בצורה כזו או אחרת, על האבקת בעלי חיים כדי להתקיים, ו-95% מצמחים אלה "מואבקים" בידי דבורים. הדבורים מקבלות מהצמח צוף, ובתמורה נושאות על גופן אבקנים שיעברו מצמח אחד לצמח אחר ובכך יפרו אותו. הודות לדבורה שנלכדה באמבר (שרף עצים) לפני 100 מיליון שנים כשעל גופה נמצאו אבקנים ורגליה מכוסות בשיער עדין שמאפיין דבורים מאביקות מודרניות, אנחנו יודעים שהביטוי הזה של הסימביוזה עתיק מאוד. ההנחה היא שהסימביוזה הועילה הן לדבורים והן לצמחי הפרחים (Angiospermae) שהשתלטו לחלוטין על ממלכת הצמחים ומהווים קרוב ל-90% מכלל מיני הצמחים.
מי מכם שצפה בסרט "מוצאים את דורי", ודאי זוכר את גיבור הסרט – דורי – המשתייך למשפחת ה"שושנונים" (דגי ליצן) ולא, הם לא מרכיבים משקפיים והם אינם דברנים גדולים. השושנונים נקראים על שם שושנת-הים, מפני שהם נהנים מזרועותיה הארסיות של שושנת הים שמגינה עליהם מטורפים, וגם מספקת להם מזון מתוך השאריות שלה. השושנונים בתמורה מנקים את זרועות שושנת-הים, מרחיקים טורפים פוטנציאליים, ולא פחות חשוב – משחררים חנקן באמצעות הפרשותיהם. החנקן הזה "מזמין" אצות, והאצות הללו עוזרות לשושנת הים בחידוש זרועותיה.
הסימביוזה בגוף האדם
בגוף אנושי בוגר בעל מסה של 70 קילו יש כ-70 טריליון תאי גוף+"אורחים". לפני שאתם נבהלים, חשוב שנעמוד על קנקנם של אותם אורחים. רובם המוחלט של המיקרואורגניזמים הללו מועילים או לפחות בלתי-מזיקים, הם ממלאים תפקידים במערכת העיכול, במערכת החיסון ואפילו מסייעים לאיזון המנטלי.
בעבר סברו שהיחס ביניהם הוא של תא גוף אחד על כל עשרה אורחים, אך במחקר שנערך במכון ויצמן ב-2016 (Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R. (2016). Revised estimates for the number of human and bacterial cells in the body. PLOS Biology), גילו החוקרים כי למעשה היחס עומד על בערך תא גוף אחד לכל אורח. השנייה – האורחים האלה אומנם רבים מאוד ויתכן שהם אפילו מחזיקים ברוב מסוים, אבל המסה שלהם נמוכה בהרבה ולמעשה הם שוקלים רק כאחוז אחד מהמשקל הכולל שלנו.
התחום העוסק בכל אותם חברים מזעריים בגופנו נקרא ״מיקרוביוטה״ (microbiome). יש אפילו פרויקט שמטרתו הוא מיפוי של המיקרוביוטה שנקרא "Human Microbiome Project". ובכן, מסתבר שמלבד תאי הגוף נמצאים בגוף האדם גם חיידקים (בעיקר), פטריות, וירוסים, פרוטיסטים (מיני אמבות, מלריות ולישימניות) וארכאונים – יצורים קדמונים ומסתוריים שנמצאים בכל מקום בגוף שלנו.
אבל האמת היא שאפילו מה שאנו חושבים שהוא שלנו – אותם תאים איקריוטים שמרכיבים את האיברים בגוף שלנו – אינו באמת שלנו וזאת בגלל העובדה הדי מדהימה שבתאים האיקריוטים של בעלי החיים יש את המיטוכונדריה, ואצל הצמחים והאצות יש גם את הכלורופלסט.
לפני שנמשיך, נעשה סדר במושגים שעלו עד כה, ובכאלה שיעלו בהמשך:
בחלוקה הטקסונומית – זו שמקטלגת את עולם האורגניזמים ומחלקת אותם למינים, משפחות וכן הלאה, מקובלת קטגוריית-על אחת שממנה הכל משתלשל – ה"על-ממלכה". אחרי העל-ממלכה יגיעו הממלכות, קרי: בעלי חיים, צמחים ואחרות, כאשר כיום מקובל להניח שיש חמש ממלכות.
אז מהן העל-ממלכות?
בעצם יש שלוש כאלה: איקריוטים, חיידקים וארכאונים, כאשר שני האחרונים נקראים בקיצור "פרוקריוטים". החיידקים והארכאונים שונים במספר אלמנטים, לרבות במבנה ה-DNA. ומה ההבדל (הבסיסי) בין איקריוטים לפרוקריוטים?
איקריוטים הם יצורים בעלי תאים, והחלוקה הפנימית של התאים היא של גרעין ואברונים בעלי מעטפת קרומית ("ממברנה") שמפרידה בינם לבין הסביבה.
מבחינת פונקציונליות, בגרעין התא יש את החומר התורשתי ואילו האברונים הם מעין "ממלאי תפקידים" הפועלים לטובת התא כאשר לכל אברון יש תפקיד ייחודי משלו. אמנם לכל האיקריוטים יש גרעין ואברונים אבל לא כל האברונים משותפים לכל האיקריוטים. אברון אחד שמשותף לכל האיקריוטים הוא המיטוכנדריה ותפקידו הוא אולי החשוב מכל האברונים – להפיק אנרגיה עבור התא. אברון שקיים רק אצל צמחים ואצות הוא הכלורופלסט שגם הוא מייצר אנרגיה עבור התא (ועדיין המיטוכונדריה ממלאת תפקיד חשוב ביצירת גלוקוז מהאנרגיה המופקת).
על פי התאוריה המקובלת היום – שההוגה שלה בשנות ה-60 היתה לין מרגוליס (Lynn Margulis) – הן המיטוכונדריה והן הכלורופלסט לא התפתחו עם התאים עצמם אלא היו פרוקריוטים חופשים ועצמאים שלפני מיליארדי שנים (מקובל להניח ש-2 מיליארד שנים ביחס למיטוכונדריה, ומיליארד שנים ביחס לכלורופלסט) נבלעו על ידי פרוקריוטים אחרים בתהליך שנקרא ״אנדוסימביוזה״ – צורה של סימביוזה בה יצור אחד חי בתוך יצור אחר.
שניהם נבלעו – לא ברור אם כאוכל או למטרה אחרת – ולא התעכלו אלא נשארו לתפקד בתוך התא עצמו כשבמשך הזמן הם מאבדים חלקים ניכרים מהגנום שלהם ובכך נגזר עליהם להישאר לנצח בתוך הפרוקריוט הבולע. איפשהו בין הבליעה של המיטוכונדריון והבליעה של הכלורופלסט, החומר התורשתי של הפרוקריוט נעטף בממברנה שהפרידה אותו מהסביבה ויצרה את הגרעין, ומהרגע הזה ואילך נולד יצור חדש – איקריוט.
כל אחת מהסימביוזות האלה היוותה קפיצת מדרגה אבולוציונית אדירה. המיטוכונדריון הסתבר כיצור מוכשר מאוד שיודע להפיק אנרגיה מחמצן, דרך יותר יעילה יותר להפקת אנרגיה מהדרך שהייתה לפניו – באמצעות שימוש בגופרית, סולפאט או מיתאן – ובזכות העובדה הזו התפתחו כל החיים המורכבים, שעכשיו הייתה להם יכולת יעילה להפיק את האנרגיה הדרושה לחיבור של תאים בודדים ונפרדים לכדי ישות מורכבת ומרובת תאים.
הכלורופלסט היה אף הוא פרוקריוט, וככל הנראה במקור כחולית (cyanobacteria), והכישרון שלו היה הפוטוסינתזה. הקפיצה האבולוציונית הזו, שמאפשרת לאנרגיה "להגיע אליך" בלי לרדוף אחריה (השמש ופחמן דו-חמצני שדרושים לפוטוסינתזה נמצאים בכל מקום), הביאה להתפתחות הצמחים והאצות, ואלמלא הם, לא היו חיים על פני היבשה ויש לשער שהחיים בים היו נראים אחרת לגמרי ממה שהם היום.
אוקיי, הבנו שהפרוקריוטים הבולעים הרוויחו מהמיטוכונדיה והכלורפלסט, אבל בשביל שתהיה סימביוזה, צריך ששני הצדדים ירוויחו, לא? אז מה הרוויחו החיידקים הנבלעים? "הנבלעים" היו מוגנים בתוך פרוקריוט שהיה חזק מהם ובכך הרוויחו הגנה. להגנה הזו יש משמעות מאוד מעשית – בקטריופאג'ים – וירוסים שמתמחים בהשמדה של חיידקים שהורגים לפי ההערכות, בין 20%-40% מהחיידקים בכל יום, כאשר למרבה המזל, בתאים איקריוטים הם לא נוגעים.
המיטוכונדריה והכלורופלסט הרוויחו גם מקור תזונה – הם לא צריכים לעבוד קשה, הם רק צריכים לעשות את מה שהם הכי טובים- המיטוכונדריון להפיק אנרגיה מחמצן והכלורופלסט להפיק אנרגיה מאור השמש ופחמן דו חמצני – והם זכו לבית חם, מיטה נעימה ושלש ארוחות ביום, לא משתלם?!
ההשערות הללו לגבי האנדוסימביוזה של המיטוכונדריה והכלורופלאסט לגמרי לא היפותטיות ויש להם אחיזה איתנה בעובדות- גם היום יש חיידקים ״חופשיים״ שיודעים להפיק אנרגיה מחמצן או ליצור פוטוסינתזה.
מילה אחרונה לגבי הווירוסים, שגם הם, כאמור, מאכלסים את גופנו: אחד המנועים הגדולים של האבולוציה הם הווירוסים, אבל לא רק בגלל המחלות שהם גורמים אלא בגלל העובדה שהם נטמעים לעיתים בתוך ה-DNA. מחקרים מראים שכ-8% מה-DNA שלנו מגיע ממקור ויראלי ועל פי מחקרים השיליה אצל יונקים התפתחה לפני כ-150 מיליון שנים כתוצאה מהדבקה וויראלית.
אז האם אפשר ללמוד מהאבולוציה לקח לחיים?
בהנחה שסדנא דארעא חד היא אפשר, אולי, להשליך את רעיון הסימביוזה גם לעולמו המנטלי והחברתי של ההומו-ספיאנס המתקשה תמיד בהכלת רעיונות סותרים, כמו אותו חיידק שהיה האב הקדמון שלנו ולפני כ-2 מיליארד שנים בלע את חברו וגילה שיש בכך תועלת העולה עשרות אם לא מיליוני מונים על המזון שהוא היה עבורו. מאז, חיים שני אלה יחדיו באושר ויצרו עולם שלם ומופלא. שומה גם עלינו, צאצאיו המתקשים, למצוא את הדרך להכיל רעיונות סותרים ולהביא גאולה לעולם.
