הדגים ששורדים בנהרות מזוהמים

זיהום נהרות הוא בעיה חמורה במדינות רבות – שפכים ופסולת רעילה שנשפכים לנהר הופכים את מימיו בלתי ראויים לשתייה וגורמים נזקים עצומים לבעלי החיים ולצמחים שבו. אך יש בעלי חיים שמצליחים להסתגל לרמות זיהום גבוהות במיוחד. מחקרים הראו שדגי הקילי האטלנטי (Fundulus heteroclitus), החיים בשפכי נהרות מזוהמים, פיתחו עמידות לביפנילים עתירי כלור (PCBs – סוג של תרכובות אורגניות רעילות) ומסוגלים להתמודד עם רמות זיהום גבוהות פי מאות ואלפים מהרמה הנחשבת קטלנית לדגים.

מחקר חדש בדק איך הם הצליחו לפתח את העמידות הזאת, ומצא כי הסוד טמון במגוון הגנטי המרשים שלהם. החוקרים, בראשות מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בדייוויס, פענחו את רצף ה-DNA השלם של 384 דגי קילי משמונה שפכי נהרות בחוף המזרחי של ארצות הברית – ארבעה מהם מזוהמים בחומרים רעילים שמקורם בפסולת של מפעלים, וארבעה סמוכים לאתרים המזוהמים אך נקיים יחסית. הדגים מהאתרים המזוהמים היו עמידים ל-PCB, והדגים משפכי הנהר הנקיים היו רגישים לחומרים הללו.

כשבדקו החוקרים אילו שינויים גנטיים התרחשו באוכלוסיות העמידות, התברר להם שהמטרה העיקרית לשינוי הייתה המסלול הגנטי שאחראי על קשירה של מולקולות ארומטיות (aryl hydrocarbons, הנמצאות גם בתרכובות אורגניות כמו PCB) ועל התגובה של התא למולקולות אלה. בכל האוכלוסיות העמידות, גנים השותפים למסלול הזה עברו מוטציות שתרמו כנראה לעמידות. עם זאת, בכל אחת מהאוכלוסיות נצפו מוטציות שונות במקצת לעומת האחרות, בגנים שונים במסלול הזה.

האוכלוסיות העמידות הגיעו ממקומות שונים, נחשפו למזהמים שונים והיו שונות למדי זו מזו מבחינה גנטית. כל אחת מהן פיתחה את העמידות בצורה בלתי תלויה, כפי שממחישה היטב העובדה שבכל אחת, המוטציות היו שונות מעט. העובדה שמוטציות רבות אירעו בכל זאת באותו מסלול גנטי מעידה על חשיבותו בהתמודדות עם זיהומים.

מה הניח לדגי הקילי לפתח עמידות כה מרשימה במהירות רבה – בתקופה הקצרה יחסית מאז ששפכי הנהר החלו להזדהם? החוקרים סבורים שהסוד טמון באוכלוסייה הגדולה והמגוונת של הדגים האלה. הברירה הטבעית פועלת על שונות גנטית הקיימת באוכלוסייה – כשקבוצת דגים נחשפת לזיהום, הדגים שבהם נמצאות במקרה מוטציות המקנות להם עמידות שורדים ומתרבים, בשעה שחבריהם מתים, וכך המוטציות עוברות לרבים מהדגים בדור הבא.

בהיעדר שונות גנטית התחלתית אין לברירה הטבעית חומר גלם להשתמש בו. למזלם של דגי הקילי האטלנטי, הם שייכים לאחד מהמינים המגוונים ביותר מבחינה גנטית מבין בעלי החוליות. בין הצורות הגנטיות השונות והרבות שלהם לא היה קשה במיוחד למצוא כמה שיהיו עמידות לזיהום.

לא כדאי לזהם

מייקל טובלר מאוניברסיטת קנזס, שכתב מאמר פרשנות למחקר, הדגיש את הלקח שאפשר ללמוד ממנו לגבי החשיבות הרבה של מגוון גנטי לבריאותו של מין, וליכולת שלו להתמודד עם תנאים משתנים. בריאיון לניו יורק טיימס אמר טובלר שבמבט ראשון המחקר מעורר אופטימיות – דגי הקילי הצליחו להסתגל לשינוי שחוללו בני האדם והם ממשיכים לשגשג.

אין זה אומר שאנו יכולים פשוט "לתת לטבע לעשות את שלו". מינים אחרים, שאין להם שונות גנטית כמו של דגי הקילי, יצליחו פחות בתנאים דומים. כשהעולם הופך מזוהם יותר וחם יותר בכל שנה שחולפת, היכולת להסתגל במהירות חשובה יותר מתמיד, ומינים שחסרים להם "חומרי הגלם" הנחוצים לברירה הטבעית עלולים להיכחד.