תורשה אפיגנטית היא תחום מחקר חדש יחסית שמסביר איך צאצאים מקבלים מהוריהם תכונות מסוימות שלא נמצאות ב-DNA שלהם

אם תרימו משקולות כל יום, במשך שנים, השרירים בזרועות שלכם יגדלו ויתחזקו מאוד. אם אז יהיו לכם ילדים – האם להם יהיו זרועות שריריות בלי שיצטרכו להרים משקולות בעצמם? עד לפני זמן לא רב היו אנשים שחשבו שמה שאתם עושים ומה שקורה לכם במהלך החיים – מה אתם אוכלים, המחלות שבהן חליתם, האימונים הגופניים שאתם עושים ועוד – עובר לדור הבא, ומשפיע על גופם של הילדים שלכם או על ההתנהגות שלהם. לכן לדעתם, אם אימנתם את הזרועות שלכם, לילד שלכם יהיו שרירים חזקים יותר מלשאר הילדים בלי שהרים אפילו משקולת אחת.

זה היה יכול להיות נחמד, לפחות עבור ילדים שההורים שלהם אוהבים מאוד להתעמל ולאכול אוכל בריא. אבל לפני כמה עשרות שנים גילו מדענים שתורשה לא עובדת בצורה כזו: הגֵנים שלנו, שמשפיעים על תכונות כמו צבע השיער, לאיזה גובה נגיע ואם אנחנו אוהבים כוסברה או לא – מורכבים מחומר שנקרא DNA (די-אן-איי). אותו DNA הוא זה שעובר לילדים שלנו, ולכן הם דומים לנו בתכונות רבות. גם אתם שמעתם אנשים אומרים "יש לך עיניים בדיוק כמו של אבא" או "קיבלת את האף של אמא".

ה-DNA אינו משתנה בעקבות דברים שאנחנו עושים, לכן גם התכונות שאנחנו מעבירים לילדינו לא מושפעות ממעשינו. אם נאכל הרבה גלידה לא ייוולדו לנו תינוקות שמנים יותר, ואם נצבע את השיער שלנו לצבע סגול זה לא יהיה צבע השיער של הילדים שלנו. סביר יותר שהשיער שלהם יהיה בצבע שהיה לשיער שלנו לפני שצבענו אותו – הצבע ש"כתוב" ב-DNA.

התכונות שלנו יכולות כמובן להשתנות במהלך חיינו בלי שיהיה שינוי ב-DNA. שינויים כאלה קרויים שינויים אֶפִּיגֵנֵטִיים, מונח שפירושו "מֵעל לגֵנים". אך מכיוון ששינויים אלו לא ישנו את ה-DNA שנעביר לילדינו, הם לא יקבלו את התכונות שפיתחנו. כלומר בדרך כלל לא, אבל לפעמים, במקרים מיוחדים, השינויים שעברנו כן עוברים לילדינו. צורה זו של העברת תכונות נקראת תורשה אֶפִּיגֵנֵטִית.

השפעה סביבתית עם תוצאות

צנון הוא דוגמה מצוינת לתורשה אפיגנטית: אנחנו אוכלים את השורש של הצנון, ואילו זחלים של פרפרים אוהבים לנשנש את העלים שלו. הצנון, מצדו, מעדיף שאף אחד לא יאכל אותו. לכן, כשהוא מרגיש שמישהו נוגס בעליו הוא מייצר חומרים רעילים ומגדל קוצים על הגבעולים כדי להגן על עצמו מפני הזחלים הרעבים. מה שמפתיע הוא שצאצאיו של אותו הצנון, הצמחים שגדלו מהזרעים שלו, מייצרים גם הם חומרים רעילים וקוצים בלי שאף זחל התקרב אליהם. התכונות האלו, שה"הורים" פיתחו בתגובה לנגיסות הזחלים, עברו לדור הבא.

תופעה דומה מתרחשת גם אצל דפניוֹת – סרטנים זעירים שקשה לראותם בלי מיקרוסקופ. הדפניות חיות בשלולית, ואם הן מרגישות שיש לידן טורפים הן משנות את צורתן ומפתחות מעין קסדה: שכבת מגן מוארכת סביב ראשיהן. גם במקרה הזה, הצאצאים של סרטני דפניה חובשי קסדה נולדים כשהם כבר מצוידים בקסדה משלהם, גם אם גדלו בשלולית שבה לא היו טורפים כלל.

לא קשה להבין את היתרונות הקיימים בהורשה של תכונות שההורים פיתחו בתגובה לאיומים מהסביבה. אם יש זחלים על עלי הצנון הבוגר, זה אומר שפרפרים חיים בסביבה ושיש סיכוי לא רע שהזחלים יגיעו גם לעליהם של צאצאי אותו הצנון. באותו אופן, אם יש טורפים בשלולית שבה נמצאת דפניה הם כנראה יהיו שם גם כשצאצאיה יבקעו מהביצים. בשני המקרים, כדאי לדור הבא להתכונן מראש ולבקוע או לנבוט כשהם מצוידים באמצעי הגנה.


אם ההורים הרגישו מאוימים, גם הצאצאים יהיו בעלי קסדה. סרטן דפניה | צילום: Shutterstock

עתיד מבטיח ומעניין

אבל אם מה שאנחנו עושים לא משפיע על ה-DNA שלנו, איך הצנון, הדפניה ועוד יצורים וצמחים מצליחים לעשות זאת? לחוקרים שבחנו את השאלה הזו התברר שאמנם ה-DNA עצמו לא משתנה, אבל ישנם סימנים על ה-DNA שכן משתנים. אפשר לחשוב על הסימנים האלו כמו על סימניות או מדבקות שמודבקות על דפים בספר. הן אינן משנות את המילים והמשפטים בתוך הספר, אבל הן יכולות לסמן לקורא איפה להתחיל לקרוא, ולפעמים לכסות או לחשוף חלקים מסוימים. כך גם הסימנים שעל ה-DNA יכולים לשנות את משמעותו ולגרום לבעל החיים להתנהג או להיראות אחרת.

תורשה אפיגנטית מתרחשת כשהסימנים האלו עוברים מהורה לילד, ובניגוד לתורשה הרגילה, הגנטית, היא יכולה להיות מושפעת מהסביבה. אך מכיוון שה-DNA עצמו לא משתנה, התורשה האפיגנטית קיימת במהלך כמה דורות בלבד ואז נעלמת. אם במהלך כמה דורות לא הופיעו זחלי הפרפרים או הטורפים של הדפניות, הנכדים והנינים של הדפניות שפיתחו קסדות יבקעו מהביצים ללא קסדה, ואלו של הצנון יגדלו בלי קוצים.

האם יש תורשה אפיגנטית גם בבני אדם? קשה לענות על השאלה הזו, כי אי אפשר לערוך ניסויים על בני אדם כמו שעושים עם צנונים וסרטנים. התופעה הזו התגלתה רק באחרונה, וזו עוד סיבה שקשה לחקור אותה בבעלי חיים שחיים עשרות שנים כמו האדם. בינתיים, יש כמה מחקרים המציעים שיש קשר בין מה ההורים שלנו – ואפילו הסבים שלנו – אכלו כשהם היו ילדים, ובין המחלות שאנו נוטים לחלות בהן. למשל, ילדים של גברים שבילדותם לא היה להם מספיק מזון נטו לחלות במחלות לב, ואילו נכדים של גברים שאכלו טוב בילדותם חלו יותר בסוכרת. האם הקשרים האלו נגרמים על ידי תורשה אפיגנטית? עדיין לא לגמרי ברור.

חקר התורשה האפיגנטית הוא תחום חדש יחסית, ועדיין לא ידוע עליו הרבה. מחקרים נוספים מתפרסמים כל הזמן וחושפים עוד פרטים על המנגנון הזה, על תכונות שעליהן הוא משפיע ועל תפקידה אצלנו, בני האדם. זה אחד הדברים שעושים את הנושא מעניין כל כך: אי אפשר לדעת מה יתגלה בהמשך.

צמאים למתמטיקה ומדע ורוצים ללמוד עוד? להבין למה? לדעת איך? ריכזנו עבורכם את הנושאים הכי מעניינים והפכנו אותם לחוג מקוון

 

סרטון המסביר מה זו אפיגנטיקה| TEDed