מקור החיים עלי אדמות - כריסטופר צ'יבה

היסודות שעליהם יכלו להתפתח חיים ייתכן שהגיעו הנה מהחלל החיצון לפני מיליארדי שנים. בסביבה העוינת הקדומה נאלצו החיים להתחיל פעם ועוד פעם, עד שהצליחו להבטיח את קיומם.

בשמי ערב צלולים שט ירח עגול ובהיר. התבוננו בו רגע. חלקיו המוארים הם רמות הרריות; אזוריו הכהים יותר - מישורים נמוכים, המכונים "מַרְיה" (ימים בלטינית). במבט חטוף אפשר להבחין מיד, כי מישורים אלה עגולים ברובם. הסיבה להיותם עגולים קשורה לאחד מסודות היקום המופלאים ביותר: מקור החיים על פני כדור הארץ. ספרי הלימוד השגרתיים מספרים, כי ראשית החיים במולקולות אורגניות באוקיאנוסים של עולמנו הקדום, שהחלו אט אט להתחבר זו לזו ויצרו מולקולות גדולות ומורכבות יותר. מולקולות אלה הגיעו לבסוף לשלב שבו שיכפלו את עצמן, וכך החל, על פי גירסה זו, מסלול המירוצים של האבולוציה.

אולם, לאחרונה החלו מדענים לבחון תיאוריה חלופית על אודות אופן היווצרות החיים עלי אדמות. על פי תיאוריה זו הובאו לכדור הארץ מולקולות אורגניות באמצעות גופים חלליים דוגמת אסטרואידים, מטאורים, כוכבי שביט וחלקיקי אבק בין-כוכבי, וממקורות קוסמיים אלה פרצו החיים. בשל התנאים הקשים ששררו על פני כדור הארץ באותם ימים קדומים, החלו החיים יותר מאשר פעם אחת, וייתכן כי החלו אף מספר רב של פעמים - החלו, נכחדו, החלו שנית ושוב נכחדו, וחוזר חלילה, עד שהצליחה אחיזתם בקרקע הכוכב.

NASA/ESA/Hubble Heritage Team

כדי לבחון את מהימנותם של רעיונות אלה, הבה ננסה לשוב לתקופת גיל ההתבגרות של מערכת השמש ולתנאים ששררו אז על פני כדור הארץ. לשם כך ננטוש את הרעיונות המקובלים בדבר המולקולות האורגניות המתקשרות למערכות שיכפול עצמי טרם יצירת החיים. תחת זאת נסייר במחוזות רחוקים ונלמד על סימני ההתנגשות הקעורים שעל פני כדור הארץ והירח. אכן, מקום בלתי-צפוי להתחיל בו מסע בלתי-צפוי של גילויים.

גשם של סלעים על הירח

רבים מה"מַרְיה" שעל פני הירח הינם עגולים משום שנולדו מתוך התנגשות: גופים בגודל של אסטרואידים היכו בעוצמה בקרקע ויצרו בה מכתשים ענקיים. (קוטרו של המכתש הגדול ביותר בצד הקרוב לנו, אימבריום שמו, הוא 1,200 ק"מ). אחר כך ביעבעה לבה רותחת מבטן האדמה, ומילאה אותם. היום המכתשים הללו כהים מאותה סיבה, שהאזורים מכוסי הלבה על פני כדור הארץ כהים: הלבה, שהתקררה ונקרשה, הפכה לסלע בזלתי שחור, המקרין חזרה אור מועט בלבד.

הסלעים, שהובאו מהירח במסעות "אפולו" (ששיגרו האמריקנים) ו"לונה" (ששיגרו הסובייטים), איפשרו למדענים להרכיב תמונה של קרקע הירח, ולקבוע מה היו האירועים הגיאולוגיים החשובים שהתרחשו על פניו. ניקח לדוגמה את אתר הנחיתה של "אפולו 12", באוקיאנוס פרוקלארום (לנקד!), הוא "ים הסופות". האסטרונאוטים ערכו מספר סיורים באזור ואספו דגימות קרקע מגוונות. דגימות אלה נלקחו למעבדה, ושם נבדק גילן באמצעות שיטות מדידה רדיואקטיביות.

380 ק"ג של סלעים הובאו לכדור הארץ במסגרת מסעות "אפולו". רוב דגימות הסלע שהובאו במהלך המשימות השונות היו פחות או יותר בנות אותו גיל. הדגימות שלקחו טייסי "אפולו 12", למשל, היו בנות 3.2 מיליארד שנים. פירוש הדבר, כי הלבה העתיקה, שעליה נחתה החללית, נקרשה בתקופה הרחוקה ההיא.

עתה, ביודעם מה גילו של שפך לבה מסוים, יכולים המדענים לספור את המכתשים שעל פניו. אפשר לומר בביטחה, שמכתשים אלה נוצרו לאחר שהלבה נקרשה, שכן כל בקע קודם יותר היה מתכסה גם הוא בלבה, ונעלם מעינינו. מובן שלא ניתן לספור את כל המכתשים. במכתשים הקטנים קשה להבחין, אפילו ממבט הציפור של החלליות המקיפות את הירח. לפיכך, סופרי המכתשים נוטים להתייחס רק לתבניות נוף, שקוטרן גדול מ-4 ק"מ.

הנתונים שנאספו מכל מסעות "אפולו" ו"לונה" (ראה התרשים בהמשך) מורים, כי בתקופות קדומות מאוד, לפני יותר מ-3.5 מיליארד שנים, נוצרו מכתשים רבים יותר מאשר בתקופות מאוחרות יותר, שבהן קצב כתישת פני הקרקע היה איטי יחסית, ואחיד למדי. העידן שבו נוצרו מכתשים במספר רב, שתקופתו קדמה ל-3.5 מיליארד שנים, מכונה גם עידן "ההפגזה הכבדה".

תופעת "ההפגזה הכבדה" עולה בקנה אחד עם מודלים תיאורטיים חדשים, שפותחו לצורך ניתוח תהליך היווצרותה של מערכת השמש. על פי מודלים אלה, ככל שהכוכבים גדלו בהיקפם, הם סחפו לכיוונם - או לחילופין דחו מהם והלאה - אסטרואידים וגופים חלליים אחרים. חלק מגופים חלליים אלה אימצו לעצמם מסלול הקפה בתוככי מערכת השמש הפנימית, ואחרים התנגשו בסופו של דבר באחד מכוכבי הלכת. ככל שגדלו הכוכבים, כך נמשכו לעברם - או הושלכו מהם והלאה - יותר ויותר גופים חלליים. עם הזמן הלכה והצטמצמה פעילות הגופים החלליים, עד שלבסוף, לפני 3.5 מיליארד שנה, נותר רק מספר קטן של כוכבי שביט ואסטרואידים, המשייטים במרחבי מערכת השמש הפנימית. ככל שקטנה אוכלוסיית ה"פגזים" השמימיים, כך פחתה אף השפעתם.

לקחי מרקורי ומאדים

האם יכולים אנו להיות בטוחים, שזהו אכן הסיפור האמיתי? כיצד יכולים אנו לדעת לבטח, שגופים חלליים כגון אלה שחצבו את המכתשים על פני הירח, פגעו גם בכדור הארץ? הירח החל, כנראה, את חייו במרחק לא גדול מכדור הארץ, ורק לאחר מכן התגלגל למקומו הנוכחי. ייתכן, כי בעת התרחקותו מאיתנו נתקל הירח בנחיל של גופים חלליים, שחצבו מכתשים בפניו. אם כך אכן קרה, כי אז אין המכתשים שעל פני הירח יכולים ללמדנו דבר על שהתרחש על פני כדור הארץ. אולם, טיסות חלל לכוכב (מרקורי) ולמאדים סייעו בפתרון סוגייה זו.

הבה נתחיל באזורים הקדומים יותר של הירח, ונדמיין את עצמנו סופרים את המכתשים בעלי הקטרים השונים. נגלה, כי קיים קשר מעניין בין גודל המכתשים לבין מספרם: כל ירידה בסדר גודל של עשר בקוטר המכתשים מעלה את מספרם פי מאה. לשון אחר, מספרם של המכתשים הקטנים גדול בהרבה ממספרם של המכתשים הגדולים. לדוגמה, מספרם של המכתשים שקוטרם קילומטר אחד גדול פי מאה ממספרם של המכתשים שקוטרם 10 ק"מ. אין מדובר, כמובן, בתופעה מוחלטת, ומספרם של מכתשים בגודל מסוים עשוי להיות גדול יותר או קטן יותר משמנבאת הנוסחה.

עתה נחזור על התרגיל עם מכתשיהם הקדומים של מאדים או כוכב. מה נגלה? לא זו בלבד שקיימת סדירות דומה בין מספר המכתשים לגודלם, אלא שאותם מכתשים בגדלים המסויימים אשר חורגים מן הכללים בירח, מתנהגים כך גם בשני כוכבי הלכת. פרשנות מקובלת לסדירות הדומה הזו במספרי המכתשים מניחה, כי היא תוצאה של עובדה היסטורית פשוטה: כל כוכבי הלכת במערכת השמש הפנימית הוכו בידי אותה אוכלוסייה של עצמים, שהתאפיינה בתפזורת דומה של גופים בגדלים שונים. ואם אמנם נמחצו פניהם של מאדים, כוכב והירח שלנו בידי אותה אוכלוסייה של עצמים חלליים בעת "ההפגזה הכבדה", כי אז היה צריך לקרות כדבר הזה גם לנוגה ולכדור הארץ.

הבעייה עם כדור הארץ (ונוגה), שהוא כל כך פעיל מבחינה גיאולוגית, עד שכמעט לא נותרו על פניו שרידים מן המעטפת הראשונית שלו. מבדיקות רדיו-איזוטופיות של חלקיקי מטאורים אנו יודעים, כי גילו של כדור הארץ 4.5 מיליארד שנים לערך. למרות זאת, לא נשתמרו על גבי כדור הארץ קרומי קרקע שגילם יותר מ-3.5 מיליארד שנים - לא נשתמרה המעטפת הקדומה, שתספר את אירועי "ההפגזה הכבדה" - מידע היסטורי זה נמחק מפניהם של כדור הארץ ונוגה. כלומר, בעזרת הגיאולוגיה של כדור הארץ לא נוכל לשאוב מידע על פני הקרקע הקדומים שלו.

יהיה עלינו להתבונן בפני הירח וכוכבי לכת אחרים, ולנסות להקיש מהם על קורות עולמנו. כדי ללמוד על כדור הארץ עלינו להתבונן מעבר לו, לא רק בלשון המשל, אלא כאמת פשוטה.

החיים באים

אנו נתקלים בבעייה דומה גם בנסותנו לגלות את אופן התפתחות החיים הקדומים. הסלעים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ, שיכולים מבחינה גיאולוגית לשמר מאובנים, אכן משמרים מאובנים. אלה מאובנים מיקרוסקופיים של חיידקים ושרידים מאובנים של יצורים גדולים יותר, המכונים סטרומטוליטים. סלעי משקע, המכילים שרידים אלה, נתגלו במערב אוסטרליה ובדרום אפריקה, וגילם כ-3.5 מיליארד שנים. סלעים עתיקים יותר (בני 3.8 מיליארד שנים) נתגלו בגרינלנד, באזור המכונה בפי מדענים "תצורת איזואה". סלעי איזואה החלו כסלעי משקע, אולם במהלך חייהם הארוכים הם חוו מספר פעמים חום ולחץ בעוצמות, שלא איפשרו השתמרותם של מאובנים. אף על פי כן, הדעות חלוקות בדבר הימצאותם של סימני חיים בסלעים אלה. הבעיה היא, שכל כך הירבו לחטט בסלעי איזואה, עד כי לא נשתיירו בהם מימצאים שיאפשרו לחוקרים להגיע למסקנות ברורות. לבסוף, נזכיר גם את סלעי הגרניט, שהתגלו זה לא כבר בצפון מערב קנדה, ואשר גילם כ-4 מיליארד שנים. אלא שסלעים אלה נוצרו בבטן האדמה בטמפרטורות ובלחץ כה גבוהים, עד כי לא יכלו לשמר מאובנים כלשהם.

לא נותר, אפוא, רישום כלשהו של מקורות החיים על פני כדור הארץ. הרישומים הגיאולוגיים העתיקים ביותר מציגים, כאמור, מאובנים של יצורים מתוחכמים יחסית, כנראה מיקרואורגניזמים פוטוסינתטיים. בשל כך אין המדענים יכולים להשיג מידע מספק על אודות התנאים ששררו בעולמנו לפני או בעת היווצרותם של החיים הראשונים. עם זאת, אנו יכולים להסיק מהירח, כי היו אלה תנאים אלימים עד קיצוניות. המאובנים הקדומים ביותר שעל פני כדור הארץ מתאימים בתיארוכם לתקופת שלביה האחרונים של "ההפגזה הכבדה", שתוארכה מדגימות שנטלו האסטרונאוטים מן הירח. נראה כי אין זה סתם צירוף מקרים. סביר של"ההפגזה הכבדה" תפקיד חשוב - חיובי ושלילי - בקביעת העיתוי של יצירת החיים על כוכבנו.

אולם, כמו גם בתחומי מחקר אחרים שלגביהם קיים אך מידע מוגבל, יש החולקים על קביעה זו. רק מיעוט בקרב חוקרי הירח גורס, כי סיפור "ההפגזה הכבדה", כפי שהובא כאן, הינו מוטעה. חוקרים אלה מצביעים על כך, שלא נתגלו על הירח שרידים מותכים של עצמים חלליים, שגילם גבוה מ-3.9 מיליארד שנים, בעוד שנמצאו עליו פיסות של לבה ושרידים מן המעטפת המקורית שלו, שגילם מופלג מזה. לדעתם, הדבר מעיד על כך, שהירח ספג הרעשה חלשה יחסית ב-600 מיליון שנותיו הראשונות, ולאחריה ירד מבול נורא, אך קצר, של גופים מן החלל. מבול זה הוא שיצר את צורות פניו המוכרות של הירח, ולא הפגזת התשה מתמשכת.

טיעונים אלה אינם עומדים על בסיס איתן. ראשית, אין הם מסבירים את מקורותיו של אותו מבול נורא של עצמים. שנית, הסיבה לכך שלא נמצאו על הירח שרידים של גופים חלליים עתיקים, שגילם יותר מ-3.8 מיליארד שנים, עשויה להיות, שהגופים הללו הותכו ונקרשו לסירוגין במהלך "ההפגזה הכבדה", עד כי אבדה זהותם הגילית. אולם, גם אם צודקים הטוענים, כי מדובר במבול קצר ולא בהפגזה מתמשכת של גופים חלליים, הרי שעומדת בעינה השאלה המרכזית: האם קיים קשר הדוק בין אותן הרעשות קוסמיות לבין מקורות החיים?

יאנוס

יאנוס היה האל הרומאי, ששמר על מיפתן השמיים. מאחר שלכל דלת יש שני צדדים, היו גם ליאנוס שתי פנים - אחת לזריחת השמש ואחת לשקיעתה. היה זה אך טבעי, שיאנוס יהיה גם פטרונם של ההתחלות, ופטרונם של הקצים.

ההפגזה הכבדה על כדור הארץ הקדום, היו לה תכונות יאנוסיות. קרוב לוודאי שהשמידה, פעם אחר פעם, את החיים. מנגד, היא היתה גם חיונית להתחלתם. הבה נבחן תחילה את את פניה המשמידות של "ההפגזה הכבדה" - פניו של יאנוס לשמש השוקעת.

פגיעות קדומות של עצמים חלליים בקרקע כדור הארץ העיפו בוודאי חלק מהאטמוספרה אל החלל החיצון. מאחר שאטמוספרה סמיכה הינה חיונית לשמירה על חום הכוכב, הרי הסתלקותה עלולה היתה להפוך כוכב ידידותי לארץ מדברית קפואה ויבשה. חוקרים רבים נוטים לחשוב, כי זה בדיוק מה שאירע למאדים, אשר בעבר זרמו בו מים, אך עתה הוא עולם מת, חסר אוויר כמעט לחלוטין.

גורלו של כדור הארץ, לעומת זאת, שפר עליו. כוח המשיכה החזק שלו (יותר מפי שניים וחצי מזה של מאדים) היקשה על נתכי אטמוספרה להיזרק אל החלל. מחקרים מורים, שאסטרואידים וכוכבי שביט הביאו לכדור הארץ יותר גזים אטמוספריים מאשר התיזו לחלל. למאדים קרה כנראה דבר הפוך. במקרה של הירח היו התוצאות הרות אסון עוד יותר. בגלל כוח המשיכה החלש שלו, גרמו פגיעות מבחוץ לבליה לא רק של האטמוספרה, אלא של פני הקרקע שלו. הירח רוסק אט אט, וחלקיקיו הושלכו אל חשכת החלל החיצון.

לפגיעות החזקות יותר בכדור הארץ היתה תוצאה משמעותית יותר מאשר העפת גזים לחלל - ובכלל זה גזים המסייעים לצמיחת החיים. כל אחת מהפגיעות האדירות העלתה השמיימה עננה סמיכה של חלקיקי סלע, שגרמה לעלייה ניכרת בטמפרטורה לפרק זמן קצר. במקרים הקיצוניים נמשך חום לוהט זה זמן מספיק כדי לאייד את האוקיאנוסים ולעקר את פני השטח מכל חי.

על מנת לאמוד את תדירות התרחשותם של ארועים הרי הרס אלה ניתן להשתמש במכתשים שעל הירח. מבחינה סטטיסטית, אפשר להניח, כי בהתחשב בכוח המשיכה הגדול יותר של כדור הארץ, פגעו בו כ-17 עצמים חלליים, גדולים יותר מהעצמים הגדולים ביותר שפגעו אי פעם בירח. אם העצם הגדול ביותר שפגע בירח היה זה שיצר את מכתש אייטקן(לנקד), שקוטרו 2,500 הק"מ, השוכן בצד הבלתי נראה של הירח (ואשר קיומו השנוי במחלוקת אושר לפני שלוש שנים על ידי החללית "גליליאו") - הרי שכדור הארץ עשוי היה להיפגע כחמש פעמים על ידי אסטרואידים או כוכבי שביט גדולים דיים כדי לגרום להתאיידות כל האוקיאנוסים שבו. דרך אחרת לומר זאת היא, שהחיים על פני כדור הארץ עשויים היו להיכחד לפחות חמש פעמים במשך תקופותיו הקדומות.

אם אכן כך היו פני הדברים, הרי שהחיים לא נזקקו למיליארד שנים כדי להתחיל - פרק הזמן שבין התהוות כדור הארץ לבין זמנם של המאובנים הראשונים שהתגלו. הם נזקקו כנראה רק לעשירית מזמן זה. ואם החיים הצליחו להתפתח מהר כל כך, פרוש הדבר שהתהוותם לא היתה תהליך קשה במיוחד.

הבעיה בניתוח זה קשורה, כמובן, לאומדן מספרן של אותן פגיעות אדירות, שיכלו לאייד את האוקיאנוסים ולעקר את כדור הארץ מכל חי. ייתכן שמספרן היה עשר ולא חמש. לחילופין, קיימת גם אפשרות, שלא ארעה ולו פגיעה הרסנית אחת. בהיעדר מימצאים ברורים על קרקע כוכבנו, לא ניתן לפתור עד סופה תעלומה זו.

כל שניתן לעשות הוא להקיש מבחינה סטטיסטית ממה שמלמדים פני הירח. הדבר מעמיד את המדענים במצב מתסכל למדי, שכן עליהם להודות, כי ביכלתם להתייחס לארועים נוראי ההוד ביותר בהיסטוריה של כדור הארץ רק במונחים של "סביר", "ייתכן" או "עשוי להיות". בכל מקרה, גם אם לא עוקרו אף פעם פני כדור הארץ מכל חי, הרי שהיו ארועים בעלי השפעה שהטילו שמות באגני מים, בהם התאפשרו ניסויי יצירת החיים הראשונים. בדרך כלשהי הצליחו בכל זאת להתפתח חיים בתוך כל המהומה האלימה שהתרחשה על פני כדור הארץ.

אחת הדרכים לעקוף את המכשולים שמציבה תפיסה זו היא להניח, כי החיים לא התפתחו על פני הקרקע אלא במקומות בטוחים יותר, במעמקי האוקיאנוסים או מתחת לאדמה. חיים שנוצרו בזרמים חמים בעומק הים, למשל, היו מוגנים בשלבים הראשונים של התפתחותם מכל אותן הפגזות והרעשות מן החלל. אולם, ויכוחים סוערים ניטשים בין המדענים בדבר האפשרות, שאותן ריאקציות כימיות, הדרושות ליצירת החיים, אכן יתרחשו באותם זרמים תת ימיים.

אפשרות נוספת היא, שהחיים אמנם התפתחו על פני הקרקע, אך מייד לאחר מכן עברו לקרקעית האוקיאנוסים או מתחת לאדמה. אותם היצורים שנותרו על פני הקרקע, נכחדו בעקבות פגיעות הגופים החלליים, ורק אותן אוכלוסיות מיקרואורגניזמים שצללו מתחת לפני השטח, הצליחו לשרוד. על פי תפיסה זו, בעלי החיים של ימינו הם צאצאיה של סביבת החיים התת קרקעית או התת ימית הקדומה, שכן רק אוכלוסיות אלה שרדו מן ה"הפגזה הכבדה".

השמש העולה

אולם ליאנוס היו שני פרצופים, והדבר אומר לא רק שקיעה אלא גם זריחה. בעת שאסטרואידים וכוכבי שביט זרעו הרס על קרקע כדור הארץ, הם גם הכינו, כנראה, את הבמה לבריאת החיים.

כוכבי שביט וכמה מהאסטרואידים עשירים בדיוק באותם מרכיבים, הדרושים ליצירת החיים. לדוגמה, מחצית גופם של כוכבי שביט עשויה ממים קפואים. אם עשרה אחוזים מכלל העצמים שהתנגשו בכדור הארץ היו כוכבי שביט, קיומם של כל האוקיאנוסים שעל כוכבנו ניתן להסבר. מכיוון שהמים חיוניים לקיום החיים בצורתם המוכרת לנו, ייתכן בהחלט שכוכבי שביט ואסטרואידים עשירים במים הישקו את מעטפת כדור הארץ, וכתוצאה מכך הוא נעשה נוח יותר להתהוות החיים. זאת ועוד, נראה כי חלק ניכר ממצאי המרכיבים הקריטיים לחיים מבחינה ביולוגית, דוגמת פחמן וחנקן, הובאו אף הם בדרך זו.

יתרה מזו, כוכבי שביט וכמה מן האסטרואידים עשירים במולקולות אורגניות - אותן מולקולות שהן אבני הבניין של החיים. אפשר אפוא, כי אבני הבניין של החיים עלי אדמות הובאו תחילה מבחוץ. למעשה, תהליכים אלה נמשכים כך או אחרת גם היום. מטאורים אחדים, כמו זה הקרוי "מרצ'יסון" (על שם העיר מרצ'יסון שבאוסטרליה, שבסמוך לה נפל), מכילים חומרים אורגניים מעניינים ביותר. מרצ'יסון עשיר בחומצות אמיניות, אבני הבניין של החלבונים. חומרים אורגניים בכמות גדולה בהרבה מגיעים לכדור הארץ בצורת חלקיקי אבק בין-כוכבי. חלקיקים אלה, שגדלם פחות מעשירית המילימטר, קטנים דיים כדי להאט את נפילתם ולהימנע משריפה עם כניסתם לאטמוספרה. הם צונחים באיטיות ובעדינות על פני הקרקע, והחומרים האורגניים שבהם - המהווים עשרה אחוז מהמסה שלהם - שורדים בשלמותם.

כדור הארץ אוסף בכל שנה כ-300 טונות של חומרים אורגניים שמקורם באבק בין- כוכבי. אף שמטאוריטים בודדים גדולים בהרבה מחלקיקי האבק הבין-כוכבי, נפילתם של מטאוריטים עשירים בחומר אורגני נדירה היום, והם מספקים לנו מדי שנה רק כ-10 ק"ג של חומר אורגני - פחות מעשר אלפיות מכמות החומר המיובא על ידי האבק הבין-כוכבי. עם זאת, "נפילות" גדולות דוגמת מרצ'יסון הינן חשובות, שכן הן מספקות למדענים פיסות חומר גדולות דיין כדי שניתן יהיה לבחון לעומק את תכולתן.

הגם שפגיעות גדולות נדירות בימינו, למרבה המזל, הרי שבעבר עשוי היה להגיע באמצעותן הרבה יותר חומר גלם מאשר באמצעות ההצטברות האיטית של חלקיקי האבק הבין-כוכבי. מעל 130 מכתשים, שנוצרו עקב פגיעת כוכב שביט או אסטרואיד במהלך מאות מיליוני השנים האחרונות, מוכרים היום על פני כדור הארץ. מכתשים עתיקים יותר נעלמו עם הזמן בעקבות בליה או שנתכסו באדמה. אם כמה מאותם כוכבי שביט או אסטרואידים היו עשירים בחומר אורגני, הרי שלכאורה יכול היה כדור הארץ לצבור כמויות נכבדות של מרכיבים אורגניים ממקור זה.

בפועל לא כך קרה, וקל להבין מדוע. התנגשויות חזקות של כוכבי שביט או אסטרואידים בכדור הארץ הן אירועים אלימים ביותר. אם גוף חללי בגודלו של כוכב השביט "האלי" היה פוגע בכדור הארץ, הוא היה גורם להתפוצצות בעוצמה השווה להתפוצצותם של 100 מיליון טונות חומר נפץ. קשה לצפות מחומרים אורגניים לשרוד אחר שואה כזו. סימולציות ממוחשבות של הרס חומרים אורגניים בכוכבי שביט הראו, שרק כוכבי שביט קטנים (ברוחב של כמה מאות מטרים) היו יכולים להביא בבטחה חומרים אורגניים אל כדור הארץ הקדום, שכןנפילתם של כוכבי שביט גדולים יותר מהירה מדי והיתה עלולה לגרום להשמדת החומרים האורגניים עם כניסתם לאטמוספרה, או לאחר ההתנגשות עם הקרקע. קרוב לוודאי שכמות החומרים האורגניים שהובאו בדרך זו היתה בסופו של דבר קטנה מזו שהובאה על ידי חלקיקי האבק הבין-כוכבי.

חומרים חיצוניים מול חומרים מקומיים

עד כמה היו החומרים האורגניים שהובאו לכדור הארץ מהחלל החיצון חשובים ליצירת החיים? מכיוון שמדענים לא מבינים בדיוק את התהליכים שהביאו ליצירת החיים, לא ניתן לענות על שאלה זו בבטחון מלא. דרך אחת להתמודד עם הנושא היא להשוות את המקורות החיצוניים עם המקורות ה"ארציים" האפשריים של חומרים אורגניים. מאז ראשית שנות החמישים פיתחו מדענים מספר שיטות לייצור חומרים אורגניים בסביבה דומה לאטמוספרה של כדור הארץ. כיצד מקדמות שיטות אלה את הטיעון נגד "גשם הנדבות" הנופל מן השמים?

התשובה לשאלה זו מורכבת, שכן יצירתם של חומרים אורגניים על פני כדור הארץ הקדום מותנית במאפייני האטמוספרה ששררה אז. כך נאלצים המדענים להתמודד פעם נוספת עם המחסור בנתונים. לפני כארבעים שנה, כשהחלו הניסויים הראשונים לייצר חומרים אורגניים בסביבה דומה לאטמוספרה הקדומה, התגבשה השערה כי אטמוספרה זו היתה מורכבת מגז מתאן ואמוניה. באטמוספרה מסוג זה, חומרים אורגניים למכביר נוצרים בסיוע ברקים, קרינה על-סגולה ומקורות אחרים. ייצור החומרים האורגניים בתנאים אלה הוא כה יעיל, עד כי כל אפשרות בדבר יבוא של חומרים אורגניים מהחלל החיצון מתבטלת לחלוטין מול המקורות המקומיים.

אולם, אפילו במצב זה מילאה "ההפגזה הכבדה" תפקיד חשוב. בראשית שנות השבעים הצליחו חוקרים להראות, כי גלי הלם הנשלחים באטמוספרה עשירה במתאן ואמוניה, יוצרים אף הם ביעילות מולקולות אורגניות. בהסתייעם בתמונת המכתשים שעל הירח לצורך הערכת מספרם וגודלם של העצמים החלליים שפגעו בכדור הארץ בשנותיו הראשונות, ניסו אסטרונומים לחשב את היקף ייצור החומרים האורגניים, כתוצאה מגלי ההלם שנוצרו על ידי נפילות העצמים החלליים. החוקרים גילו, כי חשיבותם של גלי ההלם בתהליך הייצור לא נופלת, בעיקרון, מחשיבות המקורות האחרים, הברקים והקרינה העל-סגולה. אלא שהיום, רוב העוסקים בנושא אינם חושבים עוד כי האטמוספרה הקדומה היתה מורכבת ממתאן ואמוניה. הדיעה הרווחת היא כי האטמוספרה הקדומה היתה מורכבת בעיקרה מהמרכיבים הכימיים של מעטפת פני הקרקע, שהם - על פי שרידיה - פחמן דו חמצני וחנקן מולקולרי. ניסויי מעבדה הוכיחו, כי בהרכב זה קשה הרבה יותר ליצור חומרים אורגניים. ובנקודה זו מתבהרת חשיבותם של המקורות החיצוניים. באטמוספרה פחות ידידותית כלפי תהליכי יצירת החיים, עשויים חלקיקי האבק הבין-כוכבי ליהפך למקור ראשוני של חומרים אורגניים.

הויכוח על הרכב האטמוספרה הקדומה של כדור הארץ עדיין לא יושב. אף על פי כן, נראה כי בכל הרכב אטמוספרי קדום מילאה "ההפגזה הכבדה" תפקיד מרכזי באספקת חומר הגלם הראשוני הדרוש ליצירת החיים. אם היתה האטמוספרה הקדומה עשירה במתאן ואמוניה, היה מתבטא חלקה של "ההפגזה הכבדה" בהצתת פתיל החיים באמצעות שילוח גלי הלם באטמוספרה. אם היתה האטמוספרה פחות ידידותית לפעילות האורגנית, ומורכבת מפחמן דו חמצני וחנקן, היו כוכבי השביט והאסטרואידים בעת "ההפגזה הכבדה", וחלקיקי האבק הבין-כוכבי הממשיכים להגיע אלינו גם היום, המקור העיקרי לזרעי החיים שעל פני כדור הארץ.

יהיה הסיפור האמיתי אשר יהיה, לא ניתן להתעלם מכך שהחיים עלי אדמות הגיעו, ולו בחלקם, מעולמות רחוקים. איזה חלק, ואילו מיני יצורים נוצרו ממנו, את זאת כנראה לא נדע לעולם.

תוספות:

עצמים חלליים במערכת השמש, כמו כוכב השביט "האלי" והמטאור מרצ'יסון, מכילים מולקולות אורגניות, שהן חומר הגלם ממנו נוצרים החיים. המטאור מרצ'יסון, שנתגלה באוסטרליה, עשיר בחומצות אמיניות פשוטות, המשמשות אבני בניין לחלבונים.

כוכבי שביט כוכבי שביט המפלחים את אטמוספרת כדור הארץ יכולים היו לתרום כמות רבה של מים ומולקולות אורגניות. חלקיקי אבק בין-כוכבים חלקיקים מיקרוסקופיים אלה ירדו על כדור הארץ בזרם איטי ומתמשך, בהביאם עימם מולקולות אורגניות. מדי שנה מגיעים לכדור הארץ בדרך זו 300 טון של חומרים אורגניים.אף על פי שגודלו של כל גרגיר אבק פחות מעשירית המילימטר, הם מילאו, כנראה, מקור חשוב להימצאותן של מולקולות אורגניות על פני כדור הארץ מיליוני שנים של "מטר נדבות" שכזה עשויות לכנס כמות משמעותית של חומרי גלם חיוניים לחיים. כתישת פני הקרקע על ידי אסטרואידים ומטאורים פחתה באורח ניכר מיליארד שנים לאחר היווצרותה של מערכת השמש.

האסטרונאוטים של "אפולו 12" לא הצליחו לגלות סימני חיים על הירח. אולם, המידע שמספקים המכתשים שעל פניו מאפשר לאסטרונומים לשחזר את תקופת "ההפגזה הכבדה" ואת השלכותיה על כדור הארץ. המאובן המיקרוסקופי העתיק ביותר גילו 3.5 מיליארד שנים, משלהי תקופת "ההפגזה הכבדה".

תלקיקי אבק בין-כוכבי תלקיקים מיקרוסקופיים אלה ירדו על כדור הארץ בזרם איטי ומתמשך, בהביאם עימם מולקולות אורגניות. מדי שנה מגיעים לכדור הארץ בדרך זו 300 טון של חומרים אורגניים. מיליוני שנים של "מטר נדבות" שכזה עשויות לכנס כמות משמעותית של חומרי גלם חיוניים לחיים.

חומרים אורגניים מהחלל החיצון שלושה סוגי עצמים חלליים עיקריים הביאו עימם לכדור הארץ הקדום מולקולות אורגניות (ומים). הארץ הייתה בראשיתה מקום עויין למדי, וייתכן כי החיים החלו יותר מפעם אחת עד אשר הצליחו להשיג אחיזה יציבה.

כריטופר צ'יבה (C.Chyba), מדען במרכז המחקר איימס של סוכנות החלל האמריקאית (NASA). לאחרונה סיים את עבודת הדוקטור שלו בנושא "ההפגזה הכבדה" ומקור החיים

תרגום: ישי דרור

פורסם ב"גליליאו" גיליון 2, נובמבר/דצמבר 1993. 

תרופה לשפעת - רועי שפירא

מי מאיתנו לא התנסה באותה רעה חולה התוקפת את מקומותינו מידי חורף - השפעת? 30 עד 40 מליון חללים הותירה בעקבותיה מגפת השפעת, שפשטה בעולם לאחר מלחמת העולם הראשונה. במאה השנים האחרונות היו חמש התפרצויות כלל עולמיות של המחלה, שלא לדבר על כל אותן התפרצויות מקומיות. 

בעקבות מאמציהם של מספר חוקרים גרמניים עולה עתה אפשרות לפיתוח טיפול תרופתי חדשני כנגד השפעת. החידוש הוא כפול - רפואי ומדעי. מיתקפתו של הנגיף מתבצעת בשני שלבים. בשלב הראשון הוא נקשר לחלבונים מסויימים בקרום התא המותקף. לשם כך הוא מסתייע באנזים סיאלידז, המצוי במעטפת שלו. במידה וההתקשרות הצליחה עובר הנגיף לשלב השני: הכנסת הנגיף לתא המותקף. 

החידוש המדעי הוא בכך, שהחוקרים תכננו וייצרו חומרים היכולים לעכב ביעילות את פעולת אנזים הסיאלידז ולכן גם את ההדבקה על ידי הנגיף. את זאת הם עשו לאחר שלמדו באופן מדוקדק, באמצעות קריסטלוגרפיה של קרני-X, את המבנה התלת-ממדי של חלבוני מעטפת הנגיף. 

טכנולוגיה זו של ייצור חומרים ביואפקטיביים "על פי הזמנה״ הינה ראשונית מאוד, אך גם מבטיחה ביותר. התפיסה העומדת מאחריה שונה מתפיסת הנסוי והטעייה, המאפיינת חלק ניכר מהמחקר התרופתי. בשיטה המקובלת נסדקות תרכובות כימיות רבות עד שמאותרת, אם בכלל, אחת שהיא אפקטיבית. בשיטה החדשה נלמד גורם המחלה ומתוכננת דרך פעולה ישירה כנגדו. בכך יש כדי לקצר את פרק הזמן העובר מזיהוי גורם המחלה ועד לייצור חומרים מתאימים כנגדו. 

האפקטיביות של הטיפול החדש הוכחה כבר בבעלי חיים (כאלה היכולים לחלות בשפעת ״אנושית״), אך לא נוסתה עד כה בבני אדם. מעבר לשאלת היעילות, יש לבדוק האם החומר התרופתי אינו גורם לתופעות לוואי בגוף האדם ואם איננו רעיל. בכל מקרה, נראה כי בחורף הקרוב נזדקק עדיין לתרופותיה המסורתיות של הסבתא.

פורסם בגליליאו 1 - ספטמבר 1993

הקטן הזה (חיידקי ברזל) - רועי שפירא

ייתכן ותופעה גיאולוגית חשובה, שנחשבה עד כה לאביוטית (כלומר נובעת מתהליכים פיזיקליים), הינה למעשה בעיקרה ביוטית (כלומר נובעת מפעולת יצורים חיים).

באזורים שונים שעל פני כדור הארץ קיימים מרבצים נרחבים של מחצבי ברזל. מקורם של מרבצים אלה בתקופות קדומות - לפני כ-2 מיליארד שנים. צוות חוקרים גרמני, בראשותו של פ. ווידל (Widdle), העלה השערה כי מרבצים אלה אינם רק תוצאה של תהליכים פיזיקליים, אלא שהם תוצר של פעולת חיידק קדום, שדומים לו (Rhodomicrobium)  ניתן למצוא גם היום.

כידוע, יצורים המבצעים פוטוסינתזה (צמחים, אצות, חיידקים) משתמשים באנרגיית השמש כדי לייצב בגופם את אבן הבניין של החיים - הפחמן. לצורך ביצוע הפוטוסינתזה נדרש תורם אלקטרונים; הפתרון האבולוציוני הנפוץ הוא חימצון מים. תוצר הלוואי של התהליך הוא (למזלנו) גז החמצן, שבו תלוי עצם קיומנו. אך ישנם גם פתרונות אחרים: החיידק האמור, למשל, אינו פולט חמצן כתוצאה מהפוטוסינתזה שלו. הוא מרכז ברזל מומס מסביבתו ומשתמש בו כתורם אלקטרונים.

תוצר הלוואי של תהליך זה הוא המרת הברזל מצורתו המסיסה במים לתרכובת ברזל בלתי מסיסה, היכולה להצטבר בצורת מרבצי ברזל. אם אכן יש ממש בהסבר מפתיע זה, אזי נותר רק להשתאות כיצד הצליחו אותן טיפות נוזל זערוריות המוקפות בקרום דקיק, המכונות חיידקים, לעצב את צורתם הגיאולוגית של שטחים כה נרחבים על פני הפלנטה שלנו.

המים של הנהר Exeter מאדימים כתוצאה מנוכחות של חיידקי ברזל.
המקור: NH Estuaries Project

המאמר המקורי  - מ-Nature, אפריל 1993

פורסם בגליליאו 1, ספטמבר 1993

תפילת אשכבה לנגיף (האבעבועות השחורות) - מארק קולדוול.

בחודש דצמבר עשוי למות בידי אדם אחד הרוצחים הנוראיים ביותר שידע העולם. זהו נגיף האבעבועות, האחראי למותם של מליונים. כפי שמסתבר, השמדתו של מין שלם ־ מרושע ככל שיהיה ־ אינה דבר שר מה בכך

במקום כלשהו באטלנטה, ארה״ב, מחכה למותו נדון למוות. בשל סיבות בטחוניות אין סוהריו מגלים את מקום הימצאו המדוייק. לא מדובר ברוצח רגיל. בפיסגת כוחו היה אחראי לא למותם של יחידים ואף לא למותם של תריסרים, אלא למותם של מיליונים. האסיר גם אינו נמק בתא רגיל. אדי חנקן נוזלי עוכרים את רוחו ואת האוויר בסביבת מגוריו - מקרר נעול היטב, בחדר שגדלו כארון. למרות היותו נדון למוות, אין הוא מגלה חרטה על פשעיו או חשש מפני גורלו הממשמש ובא. הרוצח הוא נגיף האבעבועות השחורות (לא לבלבל עם אבעבועות הרוח של ילדינו) - אחד המחריבים מעוררי הפחד והנוראיים ביותר בהיסטוריה. עתה הוא ממתין להעברתו מן העולם.

כרזה מראשית המאה ה-19, המגנה את החיסונים הנעשים באמצעות הדבקה בנגיף אבעבועות הבהמות.
איור:  James Gillray, ספריית הקונגרס האמריקאי

מבחינת הסיכון להתפרצות טבעית, חדלה מחלת האבעבועות להוות איום המוני לפני כעשור. זאת, הודות למערכה נמרצת ומקיפה של חיסון. ב-9 בדצמבר 1979 התכנסה בג׳נבה ועדה מטעם ארגון הבריאות העולמי לטקס חתימתה של מגילת קלף מקושטת בחותמת שעווה אדומה. בהכרזה, שנוסחה בחמש שפות, נאמר: ״אנו, חברי הוועדה העולמית לאישור היכחדות האבעבועות, מאשרים כי האבעבועות נעקרו מן העולם.״

ניתן היה, אולי, לחשוב, כי בכך הפכו האבעבועות לנחלת ההיסטוריה. אולם, כפי שהסתבר, ניצחוננו על המחלה עורר כמה שאלות חדשות, שלא נשאלו קודם לכן. בשדות הקרב הם אמנם הובסו, אך כמו שבויי מלחמה, נותרו שרידים מהצבא הנגיפי בכמה מעבדות ברחבי העולם. רוב החוקרים הפסיקו לערוך ניסויים במאגרי הנגיפים. ואלה, להזכיר, עדיין קטלניים. מכיוון שהמחלה עצמה לא נתפסה יותר כאיום, פחות ופחות בני אדם קיבלו עתה חיסון כנגדה. מה יקרה, אפוא, אם נגיפי המעבדות יימלטו כתוצאה מתקלה, או ישמשו כנשק ביולוגי?

החשש מפני יציאת השד מן הבקבוק, שיכנע את המומחים כי בעקירת המחלה מן העולם אין די. הנגיף עצמו, גורם המחלה, חייב אף הוא להיכחד. בדצמבר 1990 הוחלט להשמיד את כל נגיפי האבעבועות הנותרים. לראשונה בהיסטוריה גזרו בני אדם, בשיקול דעת, גזר דין מוות על מין אחר.

רוב העוסקים בבריאות הציבור מברכים על ההחלטה. אולם, סופיותו המוחלטת של המהלך גרמה גם לעצבנות בקרב כמה מן החוקרים. ״היתה תחושה בקרב מדענים״, מספר ג׳יורג׳יו טוריג׳יאני, מנהל המחלקה למחלות מדבקות בארגון הבריאות העולמי, ״כי אסור לנו להכחיד באורח בלתי הפיך שום צורת חיים. שכן, ייתכן כי יהיו בעתיד דברים שנוכל ללמוד ממנה".

יתרה מזו, הסדרתה של הוצאה להורג - גם של נגיף מרושע כמו זה - התבררה כמשימה מורכבת. מבהיר וולטר דאודל, סגן מנהל המרכז לפיקוח ומניעת מחלות, בו אמור להתבצע גזר הדין: ״למעשה, החזקנו את הנגיפים בחיים זמן רב, עד שהצלחנו לגבש תוכנית ישימה להשמדתם המוחלטת.״ על פי התוכנית, הנגיפים הכלואים אמורים להיות מושמדים באורח רשמי בסוף דצמבר. וכשכך יקרה, יבוא סוף סוף לסיומו פרק ייחודי ודרמטי בהיסטוריה של הרפואה.

מחלת האבעבועות היא מבין אוייביה העתיקים ביותר של האנושות. קיימים תאורים של המחלה בהודו כאלף שנים לפני הספירה. בימי הביניים כבר תועדו היטב הייסורים שגרמה באירופה, עת פגעה כברק באוכלוסיות פגיעות וחשופות. המחלה הגיעה ליבשת אמריקה זמן קצר לאחר מסעותיו של קולומבוס. למעלה מ-200,000 בני אינקה מצאו מותם ממנה, בתקופה בה נכבשה ארצם על ידי פיזרו (שנת 1533). במחצית השנייה של המאה ה-18 הרגה המחלה מידי שנה כ-400,000 איש באירופה. וזוהי רשימה חלקית בלבד של מצאי הסבל, שכן מספר החולים היה גדול בהרבה ממספר הנפטרים.

למרות אופייה הנורא, היתה מיתקפתה שיגרתית למדי. שבועיים לערך לאחר ההידבקות - בדרך כלל כתוצאה משאיפת טיפות מים נגועות מן האוויר - פיתח החולה חום וכאב ראש מפוצץ, מלווים לעיתים בכאב גב, צמרמורות והקאות. יומיים-שלושה אחר כך, כשסימפטומים אלה החלו לשכוח, הופיעו הסימנים הראשונים של אותה פריחה מבעיתה. בתחילה היו אלה פצעים בלשון ובגרון. בהמשך נתגלו נקודות אדומות על כף היד או על הפנים, שהתפשטו במהרה לכל הגוף. הנקודות התמלאו בנוזלים, גדלו והקשיחו, עד שדמו לכדורי עופרת המשובצים בתוך העור. התוצאה היתה השחתה מלאת סבל של צלם האדם, עם תפיחות מוגלתיות בכל מקום, שלעיתים לא איפשרו אף את פתיחת העיניים. בשלב זה, 15 עד 16 ימים לאחר הופעת הסימפטומים הראשונים, היה מגיע בדרך כלל המוות. אם נותרת חי, היתה הפריחה חולפת והולכת - אף כי לעיתים קרובות היו נותרות בעור צריבות, כמעין אות וסימן לכל החיים.

באסיה ובאפריקה היו ידועים בתקופות קדומות אלילי, או אלילות, אבעבועות, שאליהם יכולת לפנות לקבלת הגנה. בצרפת יכולת לשטוח תחינותיך בפני דיוקנו של סן-ניקייז, בישוף שנרפא מאבעבועות (אך מייד לאחר מכן נרצח בידי ההונים בשנת 452). על פי מסורת מקובלת, יכלו הנפגעים מהמחלה להסתייע בצבע האדום. אמונה זו הביאה בעקבותיה כמה מן המוזרים שמבין הטיפולים בתולדות הרפואה. החולים היו מולבשים בבגדים אדומים, רחוצים באור אדום, ומוזנים במזון ומשקה אדומים. טיפולים מסקרנים אלה, שמקורם בימי הביניים, המשיכו להינתן גם בבתי חולים בעלי שם, עד שנות השלושים של המאה שלנו. זאת, על אף שלא הוכח מעולם, כי ביכולתם להקל ולו במשהו.

גם לטיפולים רפואיים רציניים יותר יש היסטוריה ארוכה. המצרים, למשל, למדו כבר לפני כמה מאות שנים, כי אם תמרח חומר מוגלתי שנלקח מחולה אבעבועות על שריטה בזרועו של אדם בריא, יפתח אותו אדם צורה עדינה יותר ובלתי משחיתה של המחלה, ולאחר מכן יהיה מחוסן בפניה. (קליטת הנגיף דרך העור גורמת לתגובה קלה הרבה יותר מאשר שאיפתו מהאוויר.) חכמת החיסון הגיעה גם לטורקיה, שם למדה עליה ליידי מרי וורטלי מונטאג, אשתו של שגריר בריטניה. זו הביאה אותה עימה לארץ מולדתה, לאחר. שחיסנה בהצלחה את בתה בת הארבע בשנת 1721.

אולם, שיטה זו היתה כרוכה גם בסיכונים. בעת שהמתחסן לקה באותה גרסה קלה יותר של אבעבועות, היה עליו להישאר בהסגר. שאם לא כן, יכול היה להדביק בהבל פיו את הסובבים אותו. תמיד קיים היה גם הסיכון, שהמתחסן יפתח מחלה ממארת בעקבות החיסון, אם החומר המוגלתי בו נמרח הכיל נגיפים אלימים או רבים מדי.

* * *

היה זה אדוארד ג׳נר, רופא בריטי, שגילה לפני מאתיים שנה בדיוק, כי חלק ממטופליו כבר מחוסנים בפני אבעבועות. "אנשים אלה,״ הוא כתב מאוחר יותר, ״חלו בעבר במחלה שכונתה על ידם אבעבועות הבהמות. את המחלה הזו קיבלו בעת שחלבו פרות בעלות נפיחויות מוזרות בעטיניהן. לאחר חקירה התברר, כי המחלה היתה ידועה לאנשי המחלבות עוד מימים-ימימה, וכי רווחה דיעה מעורפלת שיש בה כדי לחסן מפני אבעבועות."

באמצעות ניסוי מייגע, הצליח ג׳נר להוכיח את אמיתות התבונה העממית. הדבקה בנגיף אבעבועות הבהמות, שאר בשר קרוב של נגיף האבעבועות, מחסנת כנגד מחלת האבעבועות, מבלי כל סכנה לחלות בה וללא הצורך בהסגר. כך נולד התרכיב הראשון, אביו-מולידו של התרכיב המקובל היום.

עם תרכיב זה החל ברצינות המאבק כנגד האבעבועות. מספרם של החולים החדשים ושל מקרי המוות פחת במהלך המאות ה-19 וה-20. כתוצאה מחיסון שיטתי, הסתלקה לה המחלה מאנגליה בשנת 1940, מארה״ב בשנת 1950, ומסין בשנת 1960. במחצית שנות ה-60 החל ארגון הבריאות העולמי במימוש תוכניתו השאפתנית לביעור האבעבועות מן העולם. בראש התוכנית עמד דונלד האנדרסון.

תוכניתו של הארגון היתה פשוטה: לאתר את כל החולים החדשים, ולחסן במהירות את כל הסובבים אותם. למרבה המזל, אפשר היה לעצור את התפתחות המחלה גם אם החיסון ניתן לאחר שפרצה. למתכננים הוברר עוד, כי אדם חולה לא מדביק בדרך כלל יותר משניים עד חמישה אנשים, שזהו קצב הניתן לפיקוח. למרות כל זאת, היו רבים שגילו ספקנות ביחס להצלחת התוכנית.

״מדינות העולם השלישי היו נלהבות,״ נזכר האנדרסון בימיו הראשונים של המבצע. ״אולם, בקרב המדינות המתועשות רווחה התחושה, כי עקירת המחלה מן השורש אינה אפשרית. קודם לכן החלה בתרועה גדולה תוכנית דומה לביעור המלריה. תוכנית זו נקלעה לקשיים, ומומחים חששו מפני כשלונות גם בנושא האבעבועות.״

אחת מתוצאותיו של פסימיזם זה היו התקציבים הדלים יחסית, שהועמדו לרשות מבצעי התוכנית. ״אפילו בשנת 1975, כשנותרו לנו רק עוד שנתיים לביעור מוחלט של המחלה, היינו חייבים עדיין להיאבק על תקציבים,״ אומר האנדרסון. הבעייה הסתבכה עוד יותר, שכן במדינות בהן ניהלה מחלת האבעבועות את קרב הבלימה האחרון שלה - בנגלדש, סומליה, אתיופיה - שרר מצב פוליטי הפכפך. בבנגלדש נרצח הנשיא, וסומליה פלשה דווקא אז למישורי אתיופיה.״

לאחר שהאו״ם הגדיר את אתיופיה כאזור מסוכן לנציגיו, היו צוותי האבעבועות לזרים היחידים, שהסתובבו באזורים שסועי המלחמה. באמצעות מסוקים, פרדות, ולעיתים גם ברגל, סרקו הצוותים את הארץ, בנסיון לאתר חולים בקרב שבטים נודדים ומפוזרים, ולחסן את האחרים.

״הצלחנו לסלק את המחלה משטחי ההר והרמה,״ מספר האנדרסון, "אך היא התעקשה להיוותר בקרב הנוודים שבמדבר. מספר המקרים לא היה גדול במיוחד, אך הם הספיקו כדי להמשיך ולקיים את המחלה.״

בהמולת המלחמה נעלמו כמה מחברי הצוותים. אחד ההליקופטרים שלהם נתפס על ידי מורדים סומליים, שהחזיקו בנוסעים לשם קבלת כופר. "הטייס היה קנדי, שגילה התלהבות יוצאת דופן בכל הקשור לעבודת החיסון,״ נזכר האנדרסון. ״בעת שניהלנו את המו״מ על שחרורם, הוא חיסן את כל המורדים.״ בשנותיה האחרונות של התוכנית, היה המתח כמעט ללא נשוא. ״לא לקחנו כמעט חופשות. ידענו שאם ניעצר לשבוע, עלולה לפרוץ מלחמת אזרחים בבנגלדש, באתיופיה או בסומליה, והמבצע יסבול מדחייה נוספת.״

מסירותם השתלמה לבסוף. המקרה הידוע האחרון של אבעבועות ארע בסומליה ב-26 באוקטובר 1977. היה זה עלי מאוו מעאלין, בחור בן 23, שעבד כטבח בבית חולים בעיירת החוף מרקה. הוא נדבק, כנראה, משני נוודים נגועים, שהגיעו לבית החולים לצורך הכוונה. עלי הביא אותם לצוות הטיפול באבעבועות, ששכן במרחק של כמה מאות מטרים מבית החולים. עשרה ימים מאוחר יותר, חלה. למרבה המזל, היתה זו מחלה קלה יחסית, והוא נרפא במהירות.

עלי מאו מעאלין, חולה האבעבועות האחרון בסומליה.

 (World Health Organization)

״ארבעה שבועות לא התגלה כל מקרה חדש,״ נזכר האנדרסון, ״ואז שישה שבועות, שמונה שבועות; כמה חודשים. אחר כך היינו צריכים לוודא שאכן נפסקה המחלה. היו אלה שנתיים של חקירה מאומצת בכל רחבי העולם, שלוו לא פעם בשמועות על התפרצויות מכל הסוגים.״

כתב של ה״נשיונל ג׳יאוגרפיק", לדוגמא, גילה באזור האמזונס שבט, שלא היה עימו קשר במשך שלושים שנה. ״אותו כתב חשב שמצא שם מקרה של אבעבועות, וצילם את החולה-לכאורה,״ מספר האנדרסון. ״התברר, כי היו אלה אבעבועות רוח" (שבינן לבין מקרים קלים של אבעבועות קל להתבלבל). ב-1979  היו כבר רוב הספקנים משוכנעים, שהנגיף לא קיים יותר בטבע, וכי ניתן להכריז על המחלה כעל דבר שחלף מן העולם.

״אם היו נותרים איים של אבעבועות, היינו כבר שומעים עליהם,״ אומר וולטר דאודל מהמרכז לפיקוח ומניעת מחלות. "המחלה היתה מתפשטת, שכן מעט אנשים מחוסנים היום. בעזרת אמצעי התקשורת היינו יודעים עליה במהרה, גם אם היתה פורצת בקהילה מרוחקת במדינה מתפתחת.״

בפועל, כשהמחלה הצליחה להרים לפתע ראש, בשנת 1978, לא היה זה בשמורה נידחת בטבע, אלא במעבדה. ג׳נט פארקר, צלמת רפואית במחלקה לאנטומיה בבית הספר לרפואה שבאוניברסיטת בירמינגהם, קיבלה חום ב-11 באוגוסט, ופיתחה את המחלה ארבעה ימים מאוחר יותר. היא מתה ב-11 בספטמבר. על פי כל הסימנים הועברו אליה הנגיפים ממעבדת אבעבועות, ששכנה באותו הבניין בו עבדה. עד היום איש לא יודע לבטח כיצד קרה הדבר. חוקרים שבדקו זאת, חושדים כי הנגיפים נמלטו לאוויר במקום אחסונם, ונשאבו דרך מערכת האיוורור אל חדר העבודה של פארקר, קומה אחת מעל.

אביה של פארקר מת מהתקפת לב לאחר שביקר את בתו במיטת חוליה. אמה בת השבעים פיתחה גרסה קלה יותר של אבעבועות. (ואחר כך החלימה.) שמונה ימים לאחר שאושרה האבחנה בדבר מחלתה של ג׳נט פארקר, התאבד הנרי בדסון - בר-סמכא עולמי בתחום האבעבועות, שניהל את המעבדה ממנה, כנראה, נמלטו הנגיפים הקטלניים. בדסון התאבד, בעת שהיה נתון בהסגר בביתו. המחלה לא התפשטה יותר, אולם מותה של פארקר, והתוצאות הנילוות למחלתה, הניעו גל של פניקה בעיתונות. האם מחלת האבעבועות באמת נוטרלה, או שמא היא ממתינה לה אי שם בשקט, מוכנה להתפרץ כשאיש לא יחשוד בה יותר, לכשיוסרו כל ההגנות בפניה?

הארוע בבירמינגהם גיבש את הדיעה בקרב רשויות הבריאות: הסכנה האמיתית מפני האבעבועות אינה מצוייה יותר בטבע, אלא שוכנת במאגרי הנגיפים שבמעבדות.

כך חוזרים אנו לאותו מקרר נעול באטלנטה. בשנות ה-70 המאוחרות ובראשית שנות ה-80 עודד ארגון הבריאות העולמי את אותן מעבדות, שהחזיקו עדיין בנגיפים, להשמיד את המלאים שברשותן, או להעבירם למשמרת בטוחה באחד משני האתרים - המרכז לפיקוח ומניעת מחלות באטלנטה, ומכון מחקר במוסקבה. (בחירת האתרים קשורה היתה למציאות הגיאו-פוליטית של תקופת המלחמה הקרה. ארה״ב וברה״מ היו מבין המדינות האחרונות שחיסנו את חייליהן מפני אבעבועות, וזאת מחשש שהצד השני ישתמש בה בלוחמה ביולוגית.)

יפן העבירה לאטלנטה את מלאי הנגיפים שלה כבר בשנת 1978. תחת משמר כבד של שוטרים על גבי אופנועים, הועברו ב-1981 אחרוני הנגיפים ההולנדים למטוס, שיטיסם לארה״ב. בריטניה שיגרה את נגיפיה לאטלנטה ב-1982. דרום- אפריקה השמידה את המלאי שלה שנתיים מאוחר יותר, כשלכך נלווית סערה ציבורית.

באטלנטה - וככל שניתן לשער, גם במוסקבה - נשמרים הנגיפים היטב, ונראה כי לא מתבצעת בהם כמעט כל עבודת מחקר. במרכז לפיקוח ומניעת מחלות מוחזק המלאי במקררים עשויים פלדת אל-חלד, וננקטים סביבם אמצעי בטחון קפדניים. הממונה על הנגיפים הוא בריאן מאהי, מנהל המחלקה למחלות נגיפיות. ״במהלך השנים קיבלנו נגיפים ממדינות שבהן הצטברו מלאים,״ הוא אומר. ״הנגיפים הגיעו בצורות שונות. קיבלנו דגימות של רקמות, תרביות של תאים, ואפילו גלדים של פצעים. את רובם לא חקרנו כלל.״ ״למעשה,״ מוסיף דאודל, ״נגיף האבעבועות נחקר רק מעט במהלך עשר השנים האחרונות.״ הביולוגיה המולקולרית איפשרה ליצור שיעתוקים מהחומר הגנטי של הנגיף, ולעקוף בכך את הסכנה הכרוכה בעיסוק בנגיפים חיים. באותם מקרים בודדים, שבהם טופל הנגיף - לדוגמא, לצורך הוצאת DNA. למטרות שיעתוק גנטי - ננקטו אמצעי בטיחות הדוקים ביותר. החוקרים עבדו במעבדה אטומה, כשהם לבושים בחליפות חלל ונושמים אוויר מתוך מיכלים. היציאה והכניסה לחדר נשמרו בקפדנות; האוויר ־ממוזג הועבר דרך מתקני טיהור מיוחדים; גם מוצרי הפסולת (ובתוכם המים, שבהם רחצו עצמם החוקרים בתום עבודתם) עברו טיהור. בקיצור, נראה היה כי העיסוק סביב לנגיף רב מהתועלת שבו.

* * *

לאור זאת הושגה הסכמה משותפת בין ארגון הבריאות העולמי, ארה״ב וברה״מ (שהיתה קיימת עדיין בדצמבר 1990), שאכן הגיע הזמן להמית אותו נגיף נקלה. קינן, כמובן, גם החשש, שניתן יהיה לעשות שימוש בנגיפים אלה בלוחמה ביולוגית - אף על פי שאין הם יעילים במיוחד בהשוואה לכלי נשק ביולוגיים אחרים, כמו חיידק הגחלת. ״ראשית, קצב התמותה מאבעבועות אינו כה גבוה, ושנית, ישנן היום כמויות מספיקות של תרכיבי חיסון, שבאמצעותם ניתן למנוע את התפשטות המחלה״, אומר דאודל. סקר. שנערך על ידי ארגון הבריאות העולמי בשנת 1986 גילה, כי ישנם מדענים המסתייגים מהשמדתו המוחלטת של נגיף האבעבועות. לדעת מדענים אלה, הסכנה הגלומה בנגיפים הכלואים הינה מבוטלת. היה אפילו מי שאמר, כי נגיפי אבעבועות עשויים להימצא עדיין בטבע, אצל קופים או בני אדם, והשמדת המלאים שבמעבדות הינה, לפיכך, חסרת טעם.

הטיעון העיקרי בעד שימור כמות מסויימת של נגיפים, קשור היה במאפייניהם הגנטיים הייחודיים. נגיפי האבעבועות, על סוגיהם השונים, הינם הנגיפים הגדולים ביותר. הנגיף הראשון שנתגלה בעין המיקרוסקופ היה, כנראה, נגיף אבעבועות הבהמות, קרוב משפחה של נגיף האבעבועות. נגיפים ממשפחה זו נושאים בגופם DNA מפואר כפול גדילים, מן הארוכים שמוכרים בנגיפים. יש להם יכולת מופלאה, ובהחלט בלתי רגילה, להתרבות בפלזמת התא הנגוע, מבלי להזדקק לשם כך לגרעין התא (אפילו נגיפים הגורמים לאיידס אינם יודעים לעשות זאת). לאור תכונות ייחודיות אלה, ובפרט כשאנו על סיפו של עידן ההנדסה הגנטית, האם לא צריך לשמר נגיפי אבעבועות למטרות מחקר בעתיד?

דונלד הופקינס, החוקר מחלות מדבקות במרכז קרטר שבאטלנטה, חושב כך. ״אנו, בני האדם, פשוט לא יכולים לחזות את העתיד. יהיה זה יומרני ומטורף, בלשון המעטה, להחליט עתה שאנו יודעים כבר הכל על נגיף זה. כיצד נוכל לדעת אם לא טמונה בו תועלת פוטנציאלית כלשהי עבורנו? אם יושמד הנגיף לנצח, ולפתע יעלה בדעתו של מישהו כי ניתן ללמוד ממנו דבר מה, כי אז לא ניתן יהיה לעשות זאת."

טיעון זה איבד משהו מכוחו בשנות ה-80 המאוחרות, עת התבררה האפשרות למפות במלואו את ה-DNA. של נגיף האבעבועות ולשמר את המירשם הגנטי שלו. המרכז לפיקוח ומניעת מחלות, ארגון הבריאות העולמי ומכון המחקר במוסקבה גיבשו תוכנית למיפוי ארבעה זנים לפחות של נגיף האבעבועות, טרם הגיע יום הדין בסוף 1993. ״מדובר בשני זנים אלימים במיוחד מאסיה ומאפריקה,״ מסביר דאודל, ״ובשני זנים אלימים פחות מאפריקה ומאמריקה". ייתכן כי ימופו גם קטעים נבחרים מהמבנה הגנטי של זנים נוספים.

\

עבודת המחקר הקפדנית והיסודית התבצעה בו-זמנית באטלנטה ובמוסקבה, תוך חילופי מדענים. עקב אורכו של החומר הגנטי שבגוף  הנגיף, 175,000 בסיסים מרכיבים אותו, היה צורך לייעל את העבודה. באמצעות אנזימים מתאימים קוצץ החומר הגנטי למיקטעים נפרדים, שכל אחד מהם נבדק לחוד. ״אז חיברנו מחדש את הכל,״ מסביר מאהי. ״על ידי מציאת אזורי החפיפה של קצוות המיקטעים השונים. הרכבנו את החומר הגנטי כולו בסדר הנכון.

מיפוי המבנה הגנטי של הנגיף מאפשר, לדברי ג׳יורג׳יו טוריג׳יאני, להשמיד בביטחה לא רק את כל הנגיפים, אלא גם את כל השיעתוקים הגנטיים שלהם. במידה ויעלה הצורך, תהיה בידי החוקרים מפה מדוייקת ובלתי מזיקה של הנגיף. לדוגמא, אם תפרוץ בעתיד מחלת אבעבועות או מחלה דומה, יוכלו החוקרים לזהותה במהירות על ידי השוואת ה-DNA. של נגיפיה לנוסחת ה-DNA. השמורה של נגיפי האבעבועות. בינתיים, נשמרים גם תרכיבי חיסון למקרה שיידרש חיסון המוני.

עם התקרב יום ההוצאה להורג, המליץ ארגון הבריאות העולמי על מספר אמצעי זהירות. ולא בכדי. ב-1985 התגלו בלונדון שש מבחנות מיסתוריות, נושאות מדבקות משנת 1952. איש לא ידע לבטח מה היה בהן, ועלה החשד כי איכסנו נגיפים של אבעבועות. לפיכך, הושמדו. בעקבות המקרה, ביקש הארגון מכל המעבדות, שערכו ניסויים בנגיף, להבטיח ששום מבחנה לא נותרה עזובה בפינה נידחת של החדר או בתחתיותיהם של מקררים ישנים עטופי קורי עכביש. חוקר-נגיפים אחד אף הציע, כי כל המקררים, שבהם אוכסנו בעבר נגיפים, ירוקנו ויטוהרו בקפדנות, למקרה שנגיף כלשהו הצליח להתחמק מאחת הצלוחיות. נגיף כזה עשוי לשרוד הרבה שנים בטמפרטורות שמתחת לאפס.

חום, לעומת זאת, הוא סיפור לגמרי אחר. למעשה, השיטה המתוכננת לחיסולם של נגיפי האבעבועות היא שריפתם לאפר. כיצד יתבצע לבסוף טקס ההשכבה לא ידוע, במקור היתה כוונה לערוך את ההמתה באותו יום ובאותה שעה גם בארה״ב וגם ברוסיה, כשמשגיחים משתי המדינות מפקחים על האירוע.

לא בטוח, כי בעת המעשה תשרור במקום אותה אווירה נוראת-הוד, המאפיינת הוצאות להורג. ״שום דבר דרמטי לא יתרחש,״ מנחש מאהי. ״פשוט נדחוס את כל תכולת המקרר לתוך פחית, שאותה נכניס לתנור. אז נדליק את התנור.״ ארבעים וחמש דקות של חום בגובה של 266 מעלות יעשו את המלאכה: האורות בשכונת המגורים הסמוכה אפילו לא יהבהבו.

צעד טכני קטן, שעימו תגיע האנושות לאבן דרך חשובה. המגיפה ומחוללה יהיו להיסטוריה, ורק מעטים, אם בכלל, יתאבלו על אובדנם. "יש לראות זאת בנקודת מבט פסיכולוגית,״  אומר טוריג׳יאני. ״אחרי הכל, אנו משמידים יצור, אשר במהלך ההיסטוריה הרג מליונים."

עם סגירת הגיליון התברר, כי המתנגדים לחיסול הנגיף ערערו בפני ארגון הבריאות הבינלאומי על גזר הדין. עקב כך נפתח דיון נוסף בנושא.

אבעבועות קוף - גם אצל בני אדם
לאחר שהושלם מבצע ביעור האבעבועות, חשוב היה להמשיך ולעקוב אחו התפשטותם של נגיפים בעלי קרבה משפחתית לנגיף האבעבועות (Variola). נתיב "קשרי הדם״ הוביל, בין השאר, לנגיפי אבעבועות הקוף - מחלה אשר בדרך כלל פוגעת בחיות, אך לעיתים עוברת גם לבני אדם. 

מאז 1970 התגלו כמה מאות מקרים של מחלה זו בשבע מדינות אפריקאיות, בשבזאיר לבדה התרכזו 95 אחוזים מהם. כמעט כל החולים התגוררו בכפרים קטנים ומרוחקים, השוכנים בקרבת ג׳ונגל. בשל הסמיכות אל היער והעיסוק היומיומי בציד, באו אנשי הכפרים הללו במגע תדיר עם חיות בר. חלק גדול מהקורבנות היו ילדים, ששיעור המוות בקרבם היה דומה לזה של חולי אבעבועות.

ילדה מזאיר נגועה באבעבועות הקוף. שימו לב לבלוטות התפוחות.

מחקרים שנערכו בשנים האחרונות הצביעו על כך, שהמקור העיקוי למחלה אינם קופים, אלא דווקא סנאים. רוב החולים נדבקו בעת שנגעו בחיה נושאת נגיפים. רק במקוים בודדים הודבק אדם בידי אדם אחר. למרבית המזל, תהליך ההדבקה הופסק בדרך כלל מעצמו לאחר ״סבב״ אחד של הדבקות. 


פורסם ב"גליליאו" 1, ספטמבר  1993

מעקב -  שוב?

בגליליאו 1 סיפרנו לכם את סיפורו של נגיף האבעבועות וכיצד ניצל מגזר דין המוות שהוסל עליו. לפני זמן קצר, לאחר דיונים לאין ספור, החליט ארגון הבריאות העולמי (WHO) כי שתי המעבדות היחידות בעולם המחזיקות במלאי קפוא של הנגיף, ה״מרכז לחקר מחלות מידבקות ומניעתן באטלנטה, ג׳ורג׳יה, ומקבילו במוסקווה ישמידו את מנות חנגיף שברשותם ב־30 בספטמבר שנה זו. בכך יבוא הקץ על יצור שאיים לא אחת על המין האנושי בהיסטוריה הארוכה שלו; במאה ה־18 עדיין מתו כ־400,000 בני אדם מדי שנה באירופה בגלל פגיעתו הרעה. קורבנו האחרון של הנגיף מת בסומליה בסוף שנות השבעים.

ההחלטה היא סופית; לאחר שהחלטה דומה שהתקבלה בעבר, הוקפאה בעקבות ״בקשת חנינה״ שהגישו חוקרי נגיפים שביקשו להמשיך ולחקור צורת חי מעניינת זו. המתנגדים להחלטה עומדים על דעתם כי יסודה בטעות וכי השמדת המאגרים תמנע ידע יקר, שלו אנו עלולים להזדקק אם ישוב ויעלה בטבע נגיף דומה, שמקורו אולי בחי, ויתקוף בעתיד את המין האנושי. למעשה הרצף התורשתי של הנגיף ידוע במלואו ואף קיימים העתקים של מקטעים שונים של ה-DNA שלו במעבדות אחדות. לטענת ארגון הבריאות העולמי די בהם למחקר.

כדי למנוע מצב שבו גן של נגיף  הווריולה (Variola) הגורם למחלת האבעבועות יעבור לנגיף אחר, כגון נגיף השפעת, ממליץ ארגון הבריאות העולמי כי חומר תורשתי של הווריולה ״שמר למטרות מחקר אך ורק בשתי מעבדות בעולם, רוסית ואמריקנית, וכי יונהג נוהל ברור להעברת חומר תורשתי כזה למעבדות מחקר אחרות.

פורסם ב"גליליאו" 7, נובמבר־דצמבר 1993