אהבה מבטן

שינוי בתזונה של זבובי דרוזופילה, הגורם לשינוי באוכלוסיית החיידקים החיים בגופם, משפיע על בחירת בני הזוג – ההעדפה המינית – של הזבובים

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

Drosophila melanogater mating

זבובי דרוזופילה מזדווגים
Photo: T. Chapman, PLOS Biol. 6, e179 (2008). doi:10.1371/​journal.pbio.0060179.g001

גופנו, כמו גופם של שאר בעלי החיים, מאוכלס בכמות עצומה של חיידקים (וכן מיקרואורגניזמים אחרים) שמספרם גדול פי עשרה ממספר תאי הגוף. ללא "נוסעים סמויים" אלו לא היינו שורדים. החיידקים הקיימים בגופנו משפיעים על בריאותנו ותזונתנו: הם מספקים ויטמינים, עוזרים בעיכול מזון, משפיעים על התפתחות מערכת העיכול, מגנים מפני גורמי מחלות ו"מאמנים" את מערכת החיסון (וראו לקריאה נוספת). גיל שרון (Sharon) מאוניברסיטת תל-אביב ועמיתיו פרסמו, בכתב-העת המדעי PNAS, את תוצאותיו של ניסוי אלגנטי המראה כי לפחות במקרה של זבובי דרוזופילה (Drosophila melanogaster, תסיסנית המחקר), החיידקים החיים בגופם משפיעים גם על העדפתם המינית, וכך עשויים לתרום להתפתחותם של מינים ביולוגיים חדשים.

הניסוי של שרון, בהנחייתם של דניאל סגל (Segal) ויוג'ין רוזנברג (Rosenberg) ובשיתוף אברהם חפץ (Hefetz) וכן ג'ון רינגו (Ringo) מאוניברסיטת מיין, התבסס על תוצאות ניסוי של דיאן דוד (Dodd). דוד הראתה בשנת 1989 כי זבובי דרוזופילה (D. pseudoobscura), שפוצלו לשתי קבוצות ושגודלו על מצעי מזון שונים למשך יותר מ-25 דורות, העדיפו להזדווג עם זבובים שגדלו על אותו מצע מזון. שרון ועמיתיו החליטו לשחזר את הניסוי של דוד כדי לחקור מדוע שינוי בתזונה גורר אחריו גם שינוי בבחירת בני זוג. לשם כך פיצל שרון אוכלוסייה של זבובי דרוזופילה וגידל אותם על מצעי מזון שונים. מחצית האוכלוסייה גודלה על מצע מזון המבוסס על דִּבְשָׁה (מולָסה), ומחציתה השנייה גודלה על מצע מזון מבוסס עמילן.

כאשר שרון הפגיש בין הזבובים שגדלו על מצעי המזון השונים הוא הבחין, כצפוי, כי זבובים שגדלו על מצע דבשה העדיפו להזדווג עם "זבובי דבשה" אחרים בעוד זבובים שגדלו על מצע עמילן העדיפו להזדווג עם "זבובי עמילן" אחרים. אך השינוי בבחירת בני הזוג, בהעדפה המינית, התרחש במהירות מדהימה, ואפשר היה להבחין בו כבר בדור השני של זבובים שגדלו על מצעי מזון נפרדים. לעומת זאת, כששרון גידל את הזבובים כאוכלוסיות נפרדות אך על אותו סוג של מצע מזון, למשך 27 דורות, הוא לא הבחין בהעדפה כלשהי וזבובים משתי האוכלוסיות הזדווגו זה עם זה באקראי, מבלי להפגין העדפה קבוצתית.

מאחר שהשינוי כה מהיר ותלוי בתזונה, ולא נובע מעצם הפיצול לאוכלוסיות נפרדות, ומאחר שהרכב חיידקי המעי באדם משתנה בהתאם למזון שאנו אוכלים, החוקרים חשדו כי חיידקים מעורבים בהעדפת בני זוג. ואכן, כששרון טיפל בזבובים באנטיביוטיקה שחיסלה את כל החיידקים המאכלסים את גופם, נטייתם לבחור בן זוג שגדל על אותו מצע מזון נעלמה והם שבו לבחור בני זוג באקראי, ללא העדפה קבוצתית.

שרון הציג עדות נוספת למעורבות החיידקים כשבודד חיידקים ממצע המזון של הזבובים והדביק באמצעותם מחדש זבובים שטופלו באנטיביוטיקה. הזבובים המודבקים חזרו ופיתחו נטייה לבחור בן זוג ממצע מזון התואם לחיידקים שלהם כבר לאחר דור אחד. על מנת לזהות אילו חיידקים מעורבים בשינוי ההעדפה המינית של הזבובים בדק שרון את "טביעת האצבע" הגנטית של החיידקים ומצא כי החיידק Lactobacillus plantarum (חיידק חומצת חלב המסוגל לפרק עמילן) נפוץ כמעט פי עשרה בזבובי עמילן לעומת זבובי דבשה. כאשר זבובי עמילן שטופלו באנטיביוטיקה הודבקו מחדש בחיידק זה בלבד העדפתם להזדווג עם זבובי עמילן הופיעה מחדש. שרון מספר כי הוא מברר כעת אם הדבקת זבובי דבשה שטופלו באנטיביוטיקה בחיידקים שבודדו מזבובי עמילן תשנה את העדפתם המינית.

אך כיצד החיידקים משפיעים על ההעדפות המיניות של זבובי דרוזופילה? ריחות המופרשים מבעלי חיים רבים נובעים מפעילות חיידקים (למשל ריחות הפה או בית השחי). כמו כן ריחות משפיעים על התנהגות מינית. החוקרים משערים כי השינוי באוכלוסיית החיידקים, הנובע מתזונת הזבובים, גורם לשינוי בפֶרוֹמוֹנֵי המין שלהם. פרומוני מין הם חומרים המשפיעים על ההתנהגות המינית של פרטים מאותו מין ביולוגי. ואמנם, שרון מצא כי יש הבדל בין זבובי דבשה וזבובי עמילן בכמות של פחמימנים שונים, המתפקדים כפרומוני מין הנמצאים על השטח החיצוני של זבובים (הקוטיקולה), וכי טיפול באנטיביוטיקה צמצם הבדלים אלו. מאחר שפחמימנים אלה הם פרומוני מין החוקרים סבורים כי החיידקים משנים את ההעדפה המינית של הזבובים עקב השינוי ברמתם, אולם הדבר מצריך מחקר נוסף.

תוצאות המחקר תומכות בטענה של יוג'ין רוזנברג ואילנה זילבר-רוזנברג שהשתתפו אף הם במחקר. לפי הזוג רוזנברג, כאשר בוחנים את האבולוציה של מין-ביולוגי מסוים יש לבחון את השפעת הברירה הטבעית על האורגניזם ועל המיקרואורגניזמים המאכלסים אותו כיחידה אחת. מאחר שהחיידקים משפיעים על ההתנהגות המינית של הזבובים במהירות, וגורמים לזבובים בעלי תזונה שונה להעדיף שלא להזדווג ביניהם, הם יוצרים למעשה בידוד רבייתי העשוי להוביל במשך הזמן להתפצלות הזבובים למינים ביולוגיים נפרדים. עם זאת, כפי שהחוקרים מציינים במאמר, הבדלים בתזונה בלבד לא יספיקו, ככל הנראה, להיווצרות מין ביולוגי חדש, אבל הם מסוגלים להעצים את השפעתם של גורמים נוספים התורמים להפרדה בין אוכלוסיות הזבובים ולבסוף להתפצלותם למינים-ביולוגיים נפרדים.

כמובן, אי אפשר לתרגם ישירות כל מחקר בזבובים לבני-אדם. לצערנו טיפול אנטיביוטי קצר ככל הנראה לא יגרום לבחור הנחמד שפגשת לשנות את העדפותיו ולהסכים לצאת איתך, אך למרות זאת לחיידקים החיים בגופנו ובכל אורגניזם אחר השפעה רבה על חיינו ושינוי באוכלוסייתם גורר שינוי גם בנו – לטוב ולרע.

תודה לגיל שרון על העזרה בהכנת הידיעה.

לקריאה נוספת

המאמר המקורי:

Sharon, G. et al. Commensal bacteria play a role in mating preference of Drosophila melanogaster. PNAS 107, 20051-20056 (2010).

דרור בר-ניר, "אם אין אני לי – חיידקים לי", "גליליאו" 116

דרור בר-ניר, "אוכלי הצמחים – ממה הם באמת ניזונים", "גליליאו" 117

דרור בר-ניר, "על חיידקים, האוכל שאנחנו אוכלים, והשמנת יתר", "גליליאו" 123

דרור בר-ניר, "מה לחיידק מעיים ולאצות שבסושי?", "גליליאו" 143

הכתבה המקורית מופיעה במגזין גליליאו, דצמבר 2010

מודעות פרסומת

תגיות: , , , , , , ,

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: