נכחדו או רק הסתתרו? הבילוש הגנטי חושף בעלי חיים שנעלמו - מדע - הארץ

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

נכחדו או רק הסתתרו? הבילוש הגנטי חושף בעלי חיים שנעלמו

לכתבה

אפשר לדגום בקרקע, במים ואפילו באוויר: בשנים האחרונות, מספר הולך וגובר של מדענים מחפשים עקבות דנ״א של חיות כדי להוכיח את קיומן. טכניקת ״רצף הדנ״א הסביבתי״ מגלה לעתים חיות שחשבו שנכחדו, ומסייעת להגן על אלו שבסכנה

3תגובות

במשך שנים ארוכות אפשר היה לראות במים של נהר די, הזורם לאורך גבול אנגליה־ויילס, נקודות צהובות קטנות. לא היה זה זיהום ייחודי לנהר כי אם משהו  אחר: חרק, סנטימטר וחצי אורכו, צבע צהוב גופו. אלא שבעשורים האחרונים הוא נעלם ומי הנהר הפכו נקיים — לפחות מחרקים אלו.

העדות האחרונה לקיומו של "סאלי סטונפליי צהוב נדיר" בנהר די היתה ב–1995, כשנמצא אחד כזה במים. אך מאז הפך הסאלי לנעדר במקרה הטוב, נכחד במקרה הרע — לפחות בעיני חובבי החרקים.

"התאמצנו מאוד למצוא את היצור הזה, אך התחלנו כבר להתייאש", אומר אחד מהם, קרייג מקאדם, מנהל שימור הטבע ב"באג לייף" (ארגון בריטי ששמו הרשמי הוא "קרן הנאמנות לשימור חסרי חוליות"). לתחושותיו הצטרף גם ג'ון דייוי־באוקר, ביולוג מים העוקב אחרי החרקים האלה מאז שנות ה–90. "כשאנחנו רואים יצור חי מול העיניים ואחרי שנה הוא נעלם, אנחנו מרגישים שצפינו כשהוא נכחד", אמר. "אף אחד לא הצליח למצוא אותו, הוא פשוט נעלם".

אלא שבמארס 2017, יותר מ–20 שנה לאחר שנעלם החרק, התגלה סימן חיים. לבוש בסרבל דייגים הגיע דייוי־באוקר לזירה שבה הוא נראה לאחרונה, נהר די, ונכנס למים הקפואים כדי להתחיל בחיפושים. זה עלה יפה. בתוך כ–20 דקות הוא מצא במים חרק אחד. עתה יכול היה להשיג את הדגימה שכה קיווה לה לצורך "עריכת רצף דנ"א סביבתי" — טכניקה שעשויה לסייע למאמצים להציל את החרק הזה ולא רק אותו. גם עתידם של אחדים מהיצורים הנדירים שמאיימת עליהם סכנת כליה חמורה תלוי בכך.

שרידות DNA

למעשה לשיטה זו השלכות רבות. היא שינתה את הדרך שבה שוחרי איכות הסביבה בודקים אזור מסוים וגם שיפרה את יכולתם לעקוב אחרי יצורים נדירים החומקים מדרכי המעקב המסורתיות. "אנחנו יודעים מהסדרה 'זירת הפשע' (CSI) שאנחנו משאירים דנ"א בכל מקום", אמר שון רוג'רס, ביולוג מאוניברסיטת קלגרי בקנדה, שפרסם סקירה על דנ"א סביבתי בנובמבר. "במקום לפרוש רשתות בניסיון ללכוד דגים או לצלם משהו בחיק הטבע, שימור הסביבה מצעיד את המדע הפורנזי צעד אחד קדימה".

ואכן אקולוגים יכולים כעת לדגום אוויר, מים, קרקע ואפילו אזור בנוי — כל מקום שבו יכול יצור חי להשאיר את החתימה הגנטית שלו בהפרשותיו, בעור שהשיל ובחלקי גוף שמכילים דנ"א. אחרי שהם מוצאים את הדגימות, המדענים מבודדים את הדנ"א הבולט ומשווים אותו לרצפי גנומים מוכרים. אורך החיים של דנ"א של אורגניזם כלשהו אינו אחיד. הוא נע משעות אחדות (במקרה של סרטנים או פרוקי רגליים אחרים) ועד לאלפי שנים (כפי שהתברר בשברי עצמות של עצלן ענק מלפני 13 אלף שנים או עצמות סוס בנות חצי מיליון שנים שנלכדו בקרח־עד).

שיטה אהודה

מאחר שטכניקות הדנ"א הסביבתי הן פחות הרסניות ויותר יעילות משיטות הבדיקה הקודמות (שכוללות למשל חפירות מרובות ומאמץ רב), הן נהנות כעת מפופולריות רבה במעקב אחר בעלי חיים חמקניים — יצורים בסכנת הכחדה או בעלי חיים נדירים ומסתוריים.

וכך הבילוש הגנטי מסייע להתחקות אחרי יצורים כגון לטאות הקרוקודיל הווייטנאמיות, אריות הים האוסטרליים, צפרדעי השלולית השוודיות וחתולי הבר הקנדיים — כולם בסכנת כליה. ויש גם מי שנעזר בשיטה כדי לנסות להפריך מיתוסים: בסתיו האחרון בדקו מדענים דנ"א סביבתי בסקוטלנד, כדי לשלול תיאוריות על המפלצת האגדית מלוך נס (הם מצאו ראיות להרבה צלופחים).

אריה ים אוסטרלי
DiverDave

ולפעמים בעלי החיים המסתוריים פחות מיתיים. למשל הסירונית של ריו גרנדה — סלמנדרה לילית שנוהגת להסתתר ביום בבוץ. בעבר, מספרת קריסטה רופרט, ביולוגית מאוניברסיטת טקסס בעמק ריו גרנדה, מדענים ניסו לפתות אותה בבייקון, שרימפס וכבד עוף והמתינו חודשים כדי לתפוס אפילו אחת כזאת — אך לשווא. "ידוע לנו רק מעט מאוד עליהן משום שקשה מאוד לחקור אותן", ציינה רופרט, שהוסיפה כי כעת, מדענים צריכים רק לבדוק דוגמיות מים כדי לחלץ מהן את הדנ"א הסביבתי של הסירונית. "לא צריך לראות אותה כדי לדעת שהיא שם".

אותו רעיון ישים לגבי יצורים פולשים זעירים, כמו החסילון האדום שבאגם אירי שבצפון ארה"ב. עתה, במקום להשליך לאגם רשתות דקיקות בלילה ולבדוק במיקרוסקופ את מה שנלכד בהן, חוקרים מאוניברסיטת פן סטייט פשוט בודקים דוגמיות של המים.

בעיית האורגניזמים ה"לא־כריזמטיים"

כמו כל טכנולוגיה חדשה, לדגימת דנ"א סביבתי מגבלות משלה. מחקר של צוות מדענים, שבספטמבר בדקו את עומקו של מפרץ מקסיקו, נתקלו באחת המרכזיות שבהן: יש מאגרים חלקיים בלבד של נתונים גנטיים לסימוכין. "אנחנו מקבלים רצפים רבים", אמר סנטיאגו הררה, אקולוג מולקולרי מאוניברסיטת ליהי בפנסילבניה, שליקט במשך שבוע דנ"א סביבתי במעמקי המפרץ. "אבל אנחנו לא מצליחים לזהות אותם כי יש הרבה סימני שאלה".

דוגמה אחרת עלתה ממחקר שנערך ב–2017. אז בדקו מדענים אירופאים דוגמיות מ–18 נחלים בפינלנד, וגילו שבעזרת שיטות דנ"א סביבתי אפשר לזהות אורגניזמים בכמות הגדולה פי שניים מאשר בשיטות המסורתיות. אך חברי הצוות הודו שחייבים לפתור את בעיית מאגרי הנתונים הלא אמינים "לפני שאפשר יהיה למצות את מלוא הפוטנציאל של קידוד הדנ"א".

שונר קנדי
kdee64 (keith wiliams)

מקורו של אחד הגורמים לבעיית מאגרי הנתונים הוא בדעות קדומות מדעיות, שהביאו לכך שהגנומים של אורגניזמים "לא כריזמטיים" כגון בלוטי ים, עקרבים ואצות לא יזוהו ולא יוכנו מהם רצפים, גם אם הם בסכנת הכחדה. לאורך השנים תיארו ביולוגים כ–1.3 מיליון חסרי חוליות, אך מספר זה הוא רק חלק זעיר מצורות חיים הכוללות תולעים, ספוגים, חרקים ורכיכות שהם כ–95% מכל בעלי החיים.

"אנחנו עובדים על מילוי מאגרי הנתונים האלה", אומרת מלאניה קריסטסקו, ביולוגית באוניברסיטת מקגיל במונטריאול, "אבל אנחנו מאבדים מינים רבים במהירות רבה יותר משיש ביכולתנו לזהותם". לדברים הללו מצטרף גם אייבור נייט, ביולוג מאוניברסיטת פן סטייט, אחד החוקרים שעוקבים אחרי החסילון האדום. "יש פער גדול בין מה שמדענים יכולים לעשות לבין מה שמיושם בעולם האמיתי", הוא מדגיש. "יש פער בין הבנת הפוטנציאל להבנת המגבלות".

ואכן לא חסרות מגבלות בכל הנוגע לבדיקת דנ"א סביבתי. כך למשל, מפיסת דנ"א אי אפשר לדעת אם היא נמצאת שם יום אחד או אלף שנים, אם היא שייכת ליצור בודד או ללהקה ואם היא נלקחה מיצור חי או יצור מת.

כמו כן, אפילו מדענים מנוסים ומיומנים יכולים לזהם בטעות דוגמיות, או לסבור שנתון חשוב הוא זניח — או להפך. "אמנם טכנולוגיית הרצף כבר קיימת זמן מה אך היא אינה מושלמת", אמרה קלייר אדאמס, ביולוגית מאוניברסיטת אוטאגו בניו זילנד, שמשתמשת בדנ"א סביבתי למעקב אחרי חילזון ימי. "צריך לתקן תקלות רבות, וזה דורש הרבה זמן ומאמצים".

תקלה, או שיבוש אחד סציפי, מכירים היטב בצוותו של רוג'רס באוניברסיטת קלגרי. לאחר שאנשיו הופתעו מתוצאות בלתי צפויות שהתקבלו מבדיקת נחל סמוך לקמפוס שלהם, הם הבינו שהם גילו דנ"א שהגיע אליו מגן החיות הסמוך.

נהר די וויילס
Nabokov/English Wikipedia

הפתעה בנהר

למרות הכל, אקולוגים בכל רחבי העולם משתמשים יותר ויותר בטכנולוגיה הזאת. "היא מתפשטת במהירות רבה", אמר קוונטין מוביסו, ביולוג מאוניברסיטת דרבי באנגליה. "המוני אנשים עוסקים בתחום הזה".

ב–2017, אחרי שנים שבהן השתמש בדנ"א סביבתי לחקר תמנונים וסרטני נהרות, עבר מוביסו לחקור את הסטונפליי הצהוב הנדיר. חרק זה ידוע בחייו באוכלוסיות קטנות ומבודדות, שיכולות להימצא במעיינות נקיים — מאחר שפרטיו רגישים לזיהום ולפגיעה במקום משכנם. אולם גם בשל הזיהום הרב, מדענים מתארים אותם כאחת מקבוצות החרקים שסכנת הכחדה מרחפת עליהן, וששיעור הכליה שלהם היה גבוה מאוד בעשרות השנים האחרונות. הוא כבר נעלם מכמה מדינות אירופיות.

אפילו בקרב הסוגים הרבים של משפחת הגדותאים שאליה שייך סאלי, הוא נחשב נדיר (ומכאן שמו), אמר דייוי־באוקר, שידע ללא ראיות חדשות על הישרדותו בנהר די, יוכרז שהחרק נכחד במקום זה. אך ביום ההוא ב–2017, מצא דייוי־באוקר את הראיות. חרק צהוב חי במי הנהר. "ממש לא האמנתי, הייתי המום", תיאר. "אני לא יכול להביע עד כמה התרגשתי למצוא אותו. זה מוכיח שאסור להתייאש".

בהמשך אסף עוד כמה חרקים וגידל אותם, וכך התאפשר למוביסו לבודד את הדנ"א וליצור את הרצף הגנומי שלהם. "אין לנו שום דבר שמקביל לזה", אמר מוביסו, שפיתח מבחן דנ"א סביבתי, שאפשר למדענים לחזור לנהר די ב–2018 ולבדוק. בעזרת דוגמיות דנ"א סביבתיות ומסורתיות מ–12 מקומות בנהר, דייוי־באוקר ועמיתיו תיעדו שישה מקומות שבהם מצאו עקבות לחרק. בעתיד הצוות שלו מתכנן לאסוף, לגדל ולהחזיר עוד פרטים לטבע.

אך מה יקרה אם שוב יופיעו סימנים להתמעטות מספרם? "אם הם יעלמו שוב", אמר, "יהיה לנו סיכוי טוב יותר לגלות את זה".

לכתבתה של מריון רנו ב"ניו יורק טיימס"

הרשמה לניוזלטר

הכתבות שחייבים לקרוא כל סוף שבוע - ישירות אליכם למייל

ברצוני לקבל ניוזלטרים, מידע שיווקי והטבות


תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות