מדעני מכון ויצמן למדע, ביחד עם צוות חוקרים בין-לאומי, פיענחו את הגנום של "פרושי דרווין"

ל"פרושים של דרווין" (שהם, למעשה, קבוצה של 14 מיני גיבתונים שמקורם באיי הגלפגוס ובאי קוקוס) שמור מקום של כבוד בהיסטוריה של המדע, כמי ששימשו השראה לפיתוח רעיון האבולוציה באמצעות ברירה טבעית. כיום, יותרמ-150 שנה לאחר מסעו של דרווין על סיפון ה"ביגל", מתברר כי המחקרים על הפרושים עדיין נמשכים. מאמץ משותף של מספר צוותי חוקרים גדול מרחבי העולם, ובהם פרופ' דורון לנצט וד"ר צביה אולנדר מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, הוביל באחרונה לקביעת הרצף הגנטי המלא של פרוש הזברה (Zebra Finch) ולפענוחו. המידע הגנומי המפורט על ציפור השיר הזו – שהתפרסם בכתב-העת המדעי Nature,  משמעותי במיוחד להבנת האבולוציה של תהליך למידת השפה והדיבור. עבור פרופ' לנצט וד"ר אולנדר זהו צעד נוסף במאמץ המתמשך לפענח את האבולוציה של חוש הריח.

ציפורי השיר – כמו בני-האדם, וכמו מספר קטן של בעלי-חיים אחרים – הן בעלות יכולת לתקשורת מתוחכמת ומגוונת באמצעות השמעת צלילים. הדמיון בין שירת הציפורים לשפה האנושית מאפשר להשתמש בציפורי שיר כבמודל להבנת האופן שבו התפתחה היכולת הזאת, ולהבין כיצד היא יוצאת לפועל, מהם המנגנונים העצביים המפעילים אותה, ואלו גנים מאפשרים את קיומה. פיענוח הגנום של פרוש הזברה תורם להבנה מפורטת ועמוקה של הבסיס הגנטי ליכולות ולהתנהגויות אלה, ולאופן בו התפתחו. כך, לדוגמא, ממצאי המחקר מראים כי חלק ניכר מהגנים המתבטאים במוח הפרוש קשורים בתקשורת קולית. בנוסף מצאו החוקרים מספר גנים (המייצרים מיקרו-אר-אן-אי) שרמת התבטאותם במוח משתנה בעקבות חשיפה לשירה. ממצאים אלה רומזים כי שינויים בגנים אלה מעורבים, ככל הנראה ביכולתן של ציפורי השיר ללמוד מנגינות חדשות.

"החושים הם שיטה מתוחכמת לתקשר עם הסביבה ולכן הם מושכים תשומת לב רבה. בעיקר מעניין אותנו חוש הריח", אומרת ד"ר אולנדר, שהתגייסה לפרויקט, ביחד עם פרופ' לנצט, במטרה למפות את הגנים המקודדים את קולטני הריח של פרוש הזברה. זיהוי קולטני הריח של הציפור הוא בעל משמעות מיוחדת, שכן בקהילה המדעית היו קיימים בעבר חילוקי דעות באשר לעצם קיומו ולשימושיותו של חוש ריח בציפורים. עם זאת, בציפורים מסוימות נמצאו עדויות לחשיבותו הרבה של חוש הריח, כמו במקרה של יוני דואר, המוצאות את דרכן לבסיס ה"בית", בין היתר באמצעות ריחות. אחת האפשרויות להכריע במחלוקת הזאת היא לספור את כמות הגנים המקודדים לקולטני ריח, ולקבוע – באמצעות ניתוח ממוחשב של הרצף הגנטי – איזה אחוז מהגנים האלה אכן מייצרים קולטן פעיל. כך, לדוגמה, בתרנגולת נמצאו 500 גנים לקולטנים, אך רק 70 מהם מייצרים קולטן תקין. אצל פרוש הזברה יש מספר כולל כמעט זהה של גני ריח, אך כמות הגנים הפעילים גדולה פי שלושה: כ-200 גנים הם בעלי פוטנציאל ליצר קולטן תקין. נתונים אלה תומכים בסברה כי ציפור זו אכן משתמשת בחוש הריח.

בנוסף, השוואת הרצפים הגנטיים של פרוש הזברה לאלה של ציפורים ממינים אחרים שופכת אור על האבולוציה של חוש הריח בבעלי כנף: בניגוד ליונקים, בהם קיים דמיון רב ברצף הגנטי של קולטני הריח במינים שונים, נמצא כי 95% מהקולטנים בפרוש הם ייחודיים למין זה. נראה, אם כן, כי בכל מין ציפור נוצר מערך נפרד של קולטני ריח, והם לא התקבלו מאב קדמון ציפורי משותף. פרופ' לנצט: "לממצא זה השלכות על תפקוד הריח בציפור הפרוש – ייתכן וחומרי ריח מעורבים בתקשורת ייחודית בין פרטים מאותו המין, בנוסף לתקשורת באמצעות צלילי השיר".

מידע נוסף – ותמונות - אפשר לקבל במשרד דובר מכון ויצמן למדע 08-934-3856