מוות ואבולוציה

עדכון: דיון מרתק על מהות ומקורות הזקנה והמוות התפתח באתר הידען סביב ידיעה הטוענת כי גנים מסויימים הם הגורמים המניעים את תהליכי המוות וזהקנה ולא נזקים לחומר־התורשתי כפי שמקובל לטעון.

סליחה מקוראיי על כך שאני מעלה רשומה שאיננה מושלמת עד הסוף, אך הרעיון העיקרי שלם ואני מתחייב להוסיף ולהדק אותו לאורך הזמן.

כתבתי את הפוסט בעקבות שיעור בכיתה ח' בו התחלנו לדבר על תפקידי הרבייה ועל-כך שהרבייה היא הדרך של יצורים שונים (מחיידקים, צמחים ועד יונקים) להתמודד עם המוות. היצור עצמו אולי מת אך רוב המידע המרכיב את היצור (התורשתי ולא מידע שנצבר בניסיון, בזיכרון ובתודעה) מועבר לצאצאיו ושורד.

הרעיון יפה אך יש בו בעיה בסיסית אחת: בחלק מהתאים המוות הוא מתכונן ומובנה בתוך כל תא מתאי היצור.

מוות וחיים ביד הלשון

את כל הדברים עלי־אדמות ניתן לקבץ לשתי קבוצות: קבוצת ה"חיים" וקבוצת ה"דוממים" או ה"מתים". כידוע ניתן להשתייך לקבוצה אחת בכל זמן נתון. אין זומבים ואל־מתים מחוץ למרקע, אין דברים שהם גם חיים וגם מתים בו־זמנית.

מהו "מוות", ננסה לאפיין את המוות דווקא ע"י אפיון המושג "חיים". המאפיין העיקרי של יצור חי הוא היכולת לשמור על שוני וניתוק תנאי הסביבה הפנימית שלו (עד גבול מסויים) מתנאי הסביבה החיצונית. וזאת למרות שבפועל היצור החי איננו מנותק מהסביבה החיצונית כלל. כל העת הוא נמצא באינטראקציה איתה, קולט ופולט אליה חומרים שונים, קולט ופולט אליה אנרגיה בצורות שונות.

ממאפיין זה נגזרים כל שאר המאפיינים הקלאסיים: גדילה והתפתחות, רביה, קליטת מזון ומים, נשימה, פליטת פסולת וכו'.

יציבות=חיות

דוגמא פשוטה, שמירה על טמפ' גוף קבועה השונה מטמפ' הסביבה (הדוגמא מתאימה ליונקים ולעופות אך לא לזוחלים, דגים ופרוקי־רגליים שאינם שומרים על טמפ' גוף קבועה). טמפ' הסביבה משתנה לפי מזג־האוויר, לפי עונת השנה וכו' ואילו טמפ' הגוף נשמרת בטווח ערכים צר, המכונה "תקין" גם כאשר טמפ' הסביבה משתנה.
דוגמא נוספת, שמירה על ריכוז יוני המימן בדם (או רמת החומצה-בסיס, הידוע גם כרמת ה-pH). רמת ה-pH בסביבה החיצונית יכולה להשתנות מ-1 ועד 14 ואילו
רמת ה-pH בדם נשמרת בטווח קבוע גם כאשר הרמה בסביבה החיצונית משתנה.
הרעיון המודגם בשתי הדוגמאות נקרא "הומיאוסטזיס" (הומיאו=דומה סטזיס=מצב, מצב זהה, מופיע גם כהומיאוסטזה, Homeostasis). תנאי הסביבה הפנימית יכולים להשתנות כתוצאה משינוי בתנאי הסביבה החיצונית, אך ביצור חי, כאשר התנאים יחרגו מטווח הערכים התקין מנגנוני משוב יזהו את השינוי ומנגנוני בקרה יגיבו לשינוי וישיבו את הערכים לטווח התקין. לעומת זאת חפץ דומם משתנה בהשתנות תנאי הסביבה החיצונית.
יש להדגיש כי ביצור החי יש מגוון רחב של תנאים וערכים הנשמרים בהומיאוסטזיס, החל בריכוז יונים מסויימים (כמו: נתרן וכלור, סידן, אשלגן, מימן); חומצות-אמינו רגילות וחומצות-אמינו טבעתיות (כמו: cAMP);
סוכרים כאלה ואחרים; שומנים כאלה ואחרים; יסודות קורט שונים; חומרי מוצא ופסולת למיניה (כמו: פחמן דו-חמצני, שתנן); ויטמינים שונים, הורמונים (כמו: רמת אינסולין) וחומרי איתות נוספים (כמו: נוירוטרנסמיטורים – אצטיל־כולין); כמות החלבונים והאנזימים, מיקומם, זירחונם ואי-זירחונם, יצירתם ופירוקם; היחס בין סוגי החומצות־שומן בקרומי התא; המתח החשמלי בין 2 צידי קרומים בתא ועוד דברים רבים ומגוונים. רבים מכדי להיכתב. כולם נתונים לבקרה ומשוב הדוקים. בקרה ומשוב הדוקים אלו הם ה"חיים".

איך התא מעדיף למות

כל היצורים החיים הרב־תאיים מזדקנים ומתים באופן טבעי לאורך הזמן. לכל מין יש תוחלת חיים ממוצעת.
ברמת התא הבודד מוכרים 2 מנגנונים שונים למוות תאי:

  1. מוות אפופטוטי (או אפופטוזיס, Apoptosis) – תאים של יצורים רב-תאיים מכילים "גני מוות" או גנים לאפופטוזיס, מוות תאי מתוכנן ומסודר. התוצאה של מוות אפופטוטי הוא בועיות קרום קטנות (גופים אפופטוטיים) המכילות את מרכיבי נוזל התא (ציטופלסמה) וכן פיסות של החומר התורשתי של התא שנקצצו בתהליך האפופטוטי. בועיות אלו יבלעו ויסולקו תוך זמן קצר בבטחה בידי תאי דם לבנים. אפופטוזיס במקום ובזמן הנכון נדרש לצרכים מסוימים: התפתחות תקינה של אברים ורקמות ביצור הרב־תאי (למשל היפרדות האצבעות אחת מהשניה ע"י אפופטוזיס של תאי הביניים ביניהן); המתת תאים שנדבקו בנגיפים מסויימים, או המתת תאים שהדנ"א שלהם ניזק בצורה שאינה ברת תיקון ועלולים להתפתח לתאים סרטניים.
  2. מוות נקרוטי (או נקרוזיס, Necrosis) – יכתב בהמשך

יצירת הבועיות וסילוקן בידי תאי דם לבנים באפופטוזיס מונע השראת תגובה דלקתית וחיסונית נרחבת לעומת התגובה הנוצרת בעקבות מוות תאי נקרוטי.
אך מוות מזיקנה איננו מוות אפופטוטי, לא מעורבים בו אותם גנים וחלבונים המעורבים במוות אפופטוטי. מוות מזיקנה דומה לכאורה למוות נקרוטי. במוות נקרוטי הסיבה, הגורם לנקרוזיס ברור ומיידי לעומת מוות מזיקנה.

מוות טבעי?!

יש שתי צורות למוות: מוות טבעי ומוות לא־טבעי. קל להגדיר מוות לא־טבעי, כל מוות הנגרם כתוצאה מאירוע חיצוני ברור שהוביל לחריגה חריפה מדי מההומיאוסטזיס עליה לא יכולים לפצות מערכות הגוף. למשל מוות בעקבות שריפה, טריפה או מוות ברעב, מוות כתוצאה ממחלות הנגרמות ממחוללי־מחלה כמו: חיידקים, נגיפים וטפילים.
מוות לא־טבעי הוא פשוט מוות נקרוטי של תאים רבים הפרה חמורה של הומיאוסטזיס שאיננה ניתנת לתיקון.
כיצד נגדיר מוות טבעי.
לאחר המוות כל הגוויות נראות דומות, מתות? ובכולן הופר ההומיאוסטזיס? האם יש דבר כזה מוות טבעי או שכל מוות הוא איננו טבעי? אולי מוות טבעי הוא למעשה חריגות קטנות מצטברות מההומיאוסטזיס לאורך שנים ולא חריגה בעקבות אירוע נקודתי?
אפשרות פשוטה להגדיר מוות טבעי היא ע"י מדידת ממוצע תוחלת החיים של פרטים רבים ממין מסויים. כמובן נוציא מחישוב הממוצע את תוחלת החיים של כל הפרטים שמתו כתוצאה ממוות לא־טבעי.
תופעת המוות הטבעי איננה מופיעה ביצורים חד־תאיים המתחלקים לשניים לאורך הדורות כך שהם למעשה אל־מתים (תופעה דומה של אל־מוות והתחלקות ללא גבול מופיעה גם בתאים סרטניים שמשמשים במחקרים שונים, כגון תאי HeLa המפורסמים), אך מופיעה בכל היצורים הרב־תאיים החל מנמטודה (תולעת טבעתית) הזעירה ה-C. elegans וכלה ב-H. sapiens – בן-האדם.

התועלת שבמוות

כאשר ביולוג חובב אבולוציה נתקל בתופעה המופיעה בטווח רחב של מינים, מהמינים הפשוטים ביותר (המכילים גנום קטן ופשוט יחסית) ועד למתוחכמים (המכילים גנום גדול ומורכב יחסית) הוא מנסה להבין מדוע היא קיימת בהווה ומדוע היא הופיעה מלכתחילה. מה התועלת ומה העלות של שימור התופעה.

כל תא צובר מוטציות ושינויים אקראיים לאורך חייו כתוצאה מחשיפה לקרינה מייננת וקרצינוגנים (חומרים גורמי סרטן). שינויים אלו בחומר-התורשתי עלולים לגרום לסרטן ואף עלולים לעבור לדור הבא אם הם התרחשו בתאי-הרבייה. אולי כדי למנוע זאת כל תא מכיל מונה קטן המתקתק עד לאפס בכל פעם שהתא מתחלק.

אחת השאלות המתעוררות היא האם יש לתופעת המוות הטבעי מאפיין גנטי ותורשתי.

קריאה נוספת

פורסם בקטגוריה מדע, עם התגים , , , . אפשר להגיע לכאן עם קישור ישיר.

2 תגובות בנושא מוות ואבולוציה

  1. פינגבאק: תוסף פיירפוקס לצפייה במסמכים ברשת | מגירה 2.0

  2. פינגבאק: תוסף פיירפוקס לצפייה במסמכים ברשת | מגירה 2.0

השאר תגובה