מהם גנים-על ואיך הם הופכים חיות כל כך מוזרות

לאותו מין של פרפר עשויים להיות דפוסי כנפיים שונים. איך זה אפשרי? לפי

החוקרים בן ולסטרה ואמה ברדןמהמכון לביולוגיה ליידן, התשובה טמונה בסופרגנים. סופרגן הוא חלק מכרומוזום המכיל גנים רבים הקשורים מאוד. יחד הם מהווים בסיס לתכונות מורכבות בצמחים ובבעלי חיים והופכים אותם לכל כך מוזרים למראה.

פַּרְפַּר. תמונה: Saiful786, CC BY-SA 4.0 reativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, דרך ויקימדיה

הרעיון של סופרגנים ישן יחסית. רק עכשיו, בעזרת שיטות ניתוח DNA מודרניות, ניתן להציג אותן בצורה נכונה.

מה הם סופרגנים?

סופרגנים הם חלקים של כרומוזומיםמכילים מספר גנים שעוברים בתורשה כמכלול. מה שהופך את הסופרגנים למיוחדים כל כך הוא חוסר הרקומבינציה שלהם. רקומבינציה היא עירוב המידע הגנטי של שני הורים, כך שהצאצא מקבל סט ייחודי של כרומוזומים. מכיוון שאין רקומבינציה בתוך סופרגן, הגנים בתוכו מתפתחים יחד כיחידה אחת. זה מאפשר לגרסאות שונות של גנים-על להתעורר בתוך מין. כתוצאה מכך, זה מוביל להבדלים רציניים במראה ובהתנהגות של בעלי חיים.

איך מופיעים גנים על?

גנים-על יכולים להיווצר בדרכים שונות.ישנם אזורים בגנום שבהם הרקומבינציה מתרחשת באופן טבעי בתדירות נמוכה יותר. במקביל, ניתן לעצור את הרקומבינציה כאשר, למשל, מבנה הגנום משתנה. דוגמה ידועה היא היפוך או סידור מחדש כרומוזומלי, שבו קטע של כרומוזום מסתובב 180 מעלות. חלק מהכרומוזום מתנתק ומתהפך, כך שסדר הגנים כבר אינו זהה. ואז ריקומבינציה כבר לא אפשרית.

כיצד מופיעים גנים-על בטבע?

נוכחותם של גנים-על מובילה ליותרשונות בתוך מין. לדוגמה, זה בולט בקרב טורוכטנים. גנים-על בציפורים אלה מביאים לכך שלזכרים יש נוצות כהות או לבנות סביב ראשיהם. ישנם גם זכרים שאינם מפתחים צווארון נוצות כלל ונראים כמו נקבות. שלושת הסוגים הללו של עש זכרים לא רק שונים זה מזה במראה, אלא גם מתנהגים אחרת בעונת ההזדווגות.

טורוחטנים. צילום: Unsplash/CC0 Public Domain

האם גנים-על מספקים יתרון אבולוציוני?

לִפְעָמִים.זה מאפשר למינים לעבור בין אסטרטגיות הישרדות שונות. סופרגנים יכולים להקל על התהליך הזה. אבל לכל דבר יש מחיר. ללא ריקומבינציה, מוטציות מזיקות יכולות להצטבר במהירות. לדוגמה, בטייטון המצוץ שנחקר על ידי ולסטרה וברדן, הצטברות מוטציות בסופרגן אחד הובילה לכך שמחצית מביצי הסלמנדרה לא היו בנות קיימא. הסופרגן הזה יכול להיחשב כדוגמה קיצונית מאוד למחלה תורשתית.

סַלָמַנדְרָה. צילום: Vwpolonia75 (Jens K. Müller, Hamburg), CC BY 3.0creativecommons.org/licenses/by/3.0, באמצעות Wikimedia Commons

למה ללמוד גנים על?

על ידי חקר האבולוציה של גני העל, המדענים מקוויםלקבל מידע נוסף על מקורן של מחלות תורשתיות. יש יותר מחקר שנערך בנושא זה מאי פעם. לכן, מדענים ממשיכים למצוא עוד ועוד דוגמאות שבהן הבדלים גדולים בהתנהגות ובמראה מושפעים מאותם גנים-על. השלב הבא הוא לגלות איך בדיוק הם נוצרים.

קרא עוד:

רקטה סינית שיצאה משליטה תיפול בקרוב חזרה לכדור הארץ. מה קורה

מדענים צילמו יצור מוזר עם מחושים, שלדעתם הם פרח

ארכיאולוגים ימיים מוצאים שברי ספינה טרופה מימי הביניים