יום שני, 29 בנובמבר 1999

הקשר בין תחלואה דנטלית, הרכב החיידקים בפה ואלכסנדר מוקדון - ישראל הרשקוביץ


פרספקטיבה ביוהיסטורית


בבני אדם, כמו בבעלי חיים אחרים שנילמדו עד היום, יחסי הגומלין בין המאחסן (host) והמיקרואורגניזמים המתארחים אצלו, משחקים תפקיד חשוב בבריאות וחולי, המורכבות של יחסי גומלין כאלה מקבלת את הביטוי הברור ביותר שלה בחלל הפה, המארח למעלה מ-500 מינים שונים של חיידקים. אף על פי שמרבית החיידקים אינם גורמים נזק (ואחרים אף מונעים התנחלות והתרבות של פיטריות שונות) כמה מהבקטריות של חלל הפה מעורבות בשתי המחלות השכיחות ביותר אצל בני האדם: עששת ומחלות חניכיים. אף על פי שקיומם של שתי מחלות אלו הודגמו כבר בהומינידים הקדומים, התאוריה הרווחת היא, שעד שהאדם לא ביית את הדגניים ולא אימץ לעצמו אורח חיים של עובד אדמה הייתה שכיחותם של שתי מחלות אלו נמוכה יחסית (בערך 4% - 8% מכלל הפרטים הבוגרים).

בעבודה זו החלטנו לבדוק את ההשערה הזו ולנסות ולברר מה חלקם של החיידקים בתמונה. בשלב ראשון בדקנו את שכיחות העששת ומחלות פרידנטליות בשתי אוכלוסיות של ארץ ישראל: האוכלוסיה הנטופית (8300-10,500 לפנה"ס) - אחרוני הציידים-לקטים של אזורינו כ-800 שיניים), והאוכלוסיה הניאוליתית הקדם-קראמית (6500-8300 לפנה"ס) - ראשוני החקלאים של ארץ ישראל (528 שיניים). התוצאות היו מפתיעות : שכיחות העששת בשתי האוכלוסיות נמצאה דומה (12% - 8%). לעומת זאת, שכיחות המחלות הפרידנטליות הייתה גבוהה באופן מובהק באוכלוסיה הניאוליתית. עתה, כשהיה ברור שהעליה בשכיחות מחלת עששת אינת קשורה עם ראשית הופעת החקלאות החלטנו לבדוק, באיזה שלב בהיסטוריה האנושית של האזור הזה הופכת מחלת העששת לשכיחה (למעלה משליש האוכלוסיה הבוגרת ניפגע)?

בדקנו מספר גדול של אוכלוסיות מהתקופות: הכלכוליתית, הברונזה, הברזל, ההלניסטית, הרומית-ביזנטית וערבית מאוחרת. מצאנו, שרק בתקופה הרומית, ורק אצל האוכלוסיה העירונית ישנה עליה דרמטית בשכיחות העששת. אצל האוכלוסיה הערבית המאוחרת (המאות 19,17), המורכבת בעיקרה מבדואים, שכיחות העששת דומה לזו שניצפתה באוכלוסיות הנטופיות והניאוליתיות כ-7%). מאחר וארץ ישראל אינה אלא פרבר של התרבויות העתיקות הגדולות ניבאנו, שהמגמה הניצפית הזו תופיע גם באוכלוסיות של הארצות השכנות. ואכן, ניתוח המימצאים ממצרים, סודן, סוריה ותורכיה מראה שרק בתקופה הרומית ישנה קפיצת מדרגה בשכיחות מחלת העששת. במרכז אירופה ובמערבה הקפיצה הזו נעשית כ-1,000 שנים מאוחר יותר, בתקופת ימי הביניים. כיצד נסביר אם כן שרק 6,000 שנה לאחר הופעת החקלאות הופכת מחלת העששת שכיחה? ישנן שתי אפשרויות שאינן בהכרח מנוגדות זו לזו. האחת, שאיבדנו בהדרגה את היכולת החיסונית שלנו ו/או לחילופין שהופיע חיידק חדש ואלים (או מוטציה של חיידק קיים), והשניה, שהופיע גורם חדש בסל המזון שלא הורגלנו בו קודם שאיפשר את פריחת החיידקים הפתוגנים.

כדי לבדוק את ההשערה הראשונה, הסרנו אבן שן (שן טוחנת שניה תחתונה, פן בוקלי) ממספר גדול של פרטים, מתקופות היסטוריות שונות, החל בתקופה הנטופית וכלה באוכלוסיות בנות זמננו. אבני השן נחתכו והוכנו (ציפוי בזהב וכסף) לצפיה במיקרוסקופ סורק אלטרוני (השיטה מתוארת בפרוטרוט אצל: Hershkovitz et al. 1977). זיהוי החיידקים (במיגבלות הקיימות) התבצע בכמה מישורים כפי שהוגדרו ע"י הכותב (Hershkovitz - 1998). דגש מיוחד הושם על מבנה אבן השן, אופן התארגנות החיידקים בתוכה, והרכב המושבה (תמונות 4-1). ניתוח השוואתי הראה שינויים בהרכב המושבות על רצף הזמן כשהאלמנט הדומיננטי הוא ריבוי חוטיים (filaments) על חשבון מתגים (rods). מאחר ולא ניתן לזהות חידקים מאובנים לרמת המין או המשפחה, המשמעות של המימצא הזה איננה ברורה. מה שמסתבר הוא, שהתנהגות אוכלוסית החיידקים בפה והרכבה הינו דינמי, ומשתנה על פני רצף הזמן בצורה ניכרת. סביר להניח שאבני שן השונים בצורה ניכרת בהרכב החיידקים שלהם שונים גם ביכולת לגרום להופעת מחלת שיניים.


תמונה מס' 1: אבן שן מהתקופה הרומית ביזנטית. החוטיים (filaments) שולטים במושבות (אתר עין-גדי)


תמונה מס' 2: אבן שן מהתקופה הרומית ביזנטית. המטריצה הבונה את אבן השן אינה הומוגנית. חוטיים ומתגים שולטים במושבה


תמונה מס' 3: אבן שן מהתקופה הנטופית (עינן) "כוורת" של מתגים.


תמונה מס' 4: אבן שן מהתקופה הנטופית (נחל אורן) מטריצה הומוגנית. מתגים שולטים במושבה.

באשר להשערה השניה, חקרנו ומצאנו שהעליה הדרמטית בשכיחות הופעת העששת סמוכה מאד לפעילותו של אלכסנדר השלישי (הגדול) מלך מקדוניה. בשנת 327 הוא פולש להודו, והוא וחייליו נחשפים לראשונה לקנה הסוכר. הוא מביא אתו חזרה את הצמח החדש ומצריים הופכת תוך זמן קצר לארץ מטעי הסוכר ויצור הסוכר. מאחר ודיאטה הכוללת סוכר היא הקריוגנית ביותר, ניתן אולי לשייך את העליה המהירה בשכיחות העששת באיזורינו (בעיקר באוכלוסיות העירוניות שיכולות לרכוש אותו) לעליה בצריכת סוכר מזוקק. כשפולשים הצלבנים לארך ישראל ומקימים בה את ממלכתם (1095-1291 לספירה) הם נחשפים לקני הסוכר ומביאים אותו לאירופה, שאינה מתאימה לגידולו. לכן, רק אחרי גילוי האמריקות (1492 לספירה) ויסוד מטעי הסוכר שם, הופך הסוכר למוצר נפוץ באירופה, מה שעשוי להסביר את העליה המאוחרת שם בשכיחות העששת (תמונה מס' 5).


תמונה מס' 5: תרשים המתאר את הקשר בין ארועים היסטוריים שונים והעלייה בשכיחות מחלת העששת בדרום הלבנט ובאירופה.

יחסי הגומלין בי הרכב מושבות החיידקים בפה וצריכת סוכר דורש ברור ומחקר נוספים. יחד עם זאת, הניסיון שנעשה במחקר זה לספר את סיפור מחלת העששת (על כל הרלוונטיות שלה לאוכלוסיות בנות ימינו) מדגים את הצורך בגישה אינטרדיסציפלינרית כשבאים לדון בבעיות הקשורות בחברה האנושית. הכלים שמעמידים המדעים לרשות הארכאולוגים ולהפך הם רבים ומגוונים וביכולתם לסייע זה לזה בהעמקת ההבנה של התהליכים, חברתיים וביולוגים, שעמדו ברקע התהוותה של החברה האנושית.

תודות
המחקר בוצע בעזרת הסיוע הכספי של המרכז הלאומי לשיתוף פעולה בין מדעי הטבע וארכאולוגיה.

I. Hershkovitz (1998), The evolution of oral microbiota and the spread of dental diseases. In Digging for pathogens (CL. Greenblatt) Rehovot: Balaban Publishers, pp. 363-383.

I. Hershkovitz, Kelley, J., Latimer, B., Rothschild, B.M., Simpson S., Polak J., and Rosenberg M. (1997), Oral bacteria in Miocene Sivapitecus. Journal of Human Evolution 33: 507-512.

המחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה, ביה"ס לרפואה ע"ש סאקלר, אוניברסיטת תל אביב.

פורסם ב"ארכיאולוגיה ומדעי הטבע" 7, עמ' 16-11 (1999)

יום רביעי, 10 בנובמבר 1999

מרשם הרופא: כפית לכלוך, פעמיים ביום - צבי עצמון


King County, WA
בארצות המפותחות מסתמנת עלייה מדאיגה - ואולי מדויק יותר: מבהילה - במספר הסובלים מאלרגיות, עד לכדי מגיפה ממש; האחוז באוכלוסייה הוכפל במשך עשור השנים האחרון. גם מספר החולים במחלות אוטואימוניות (הנובעות מהתקפה של המערכת החיסונית על מרכיבי הגוף עצמו), ובמיוחד סוכרת-נעורים, טרשת נפוצה ודלקת פרקים, גדל במידה ניכרת. באירופה, נטייה זו בולטת במיוחד במדינות היותר צפוניות, שהן גם עשירות יותר. גם מחלת המעי הדלקתי הופכת יותר ויותר נפוצה. לא ברור אם מדובר במחלה אוטואימונית, בזיהום או בתגובה חריגה של מערכת החיסון לתכולת המעי, ומכל מקום היא נעשית יותר שכיחה.

כל התופעות הללו מצביעות לעבר השפעה חזקה של שינויים סביבתיים על תפקודה של מערכת החיסון באוכלוסייה. נוח, אופנתי, ואולי ממש מתבקש, להאשים את זיהום הסביבה הגובר. אך הנה ממצא מוזר: מקרי האלרגיה נפוצים יותר בערים אירופאיות נקיות יחסית מאשר בערי הגוש המזרחי לשעבר, שרמת הזיהום בהן מזעזעת במקרים רבים. וביפן: אלרגיה עונתית לאבקת הארז האדום מהווה ממש בעיה בארץ השמש העולה (והין בעקבותיה), אך מתברר כי התופעה מכבידה יותר על דיירי הערים מאשר על תושבי האזורים הכפריים, שפיסית הם קרובים יותר לארזים. ובאופן כללי בעולם: כפריים חשופים הרבה יותר מתושבי הערים לגרגרי אבקה ולשיער בעלי חיים, ובכל זאת אחוז הלוקים באלרגיות בקרבם נמוך יותר מאשר בקרב העירוניים. וממצא נוסף: בבתיהם של תושבי אסטוניה, הקרדיות הזעירות נפוצות יותר מאשר בבתיהם המצוחצחים של השוודים; ובכל זאת, אחוז הסובלים מאלרגיה ל"אבק בית" בשוודיה גבוה מזה שבאסטוניה. כל הפרדוקסים הללו מחזקים בגרהם רוק (Rook), פרופסור למיקרוביולוגיה רפואית מלונדון, את התפישה שהבעיה של המערכת החיסונית במדינות המפותחות היא עודף ב... היגיינה, ניקיון ובריאות; החיים על מרצפות מקורצפות פחות בריאים, מבחינת אלרגיות ומחלות אוטואימוניות, מהחיים עלי אדמה שורצת חיידקים.

למערכת החיסון, טוען רוק, יש מספר תכונות מהותיות דומות לאלו של המוח. בשני המקרים מדובר במערכת מורכבת ביותר, שהגנים מעצבים רק את יסודות תכונותיה, בעוד שאינטראקציה עם הסביבה מעצבת אותה לקראת תפקוד הולם ויעיל, וזאת בתנאי שהאינטראקציה נעשית בפרק זמן מתאים במהלך ההתפתחות, ב"חלון זמן" קריטי. חשך בגירויי ראיה, מזכיר רוק עובדה ידועה, מונע יצירת קשרי עין-מוח מתאימים. כך, טוען רוק, "חשך חיידקי" בתקופת הילדות מונע התפתחות תקינה של מערכת החיסון, וגורר את רכיבי מערכת החיסון להתנהגות חריגה, כמו למשל לתגובת יתר לגרגרי אבקה "תמימים", כלומר - לאלרגיה (Science and Medicine, יולי-אוגוסט 1999). כדוגמה למנגנון ספציפי שעלול להשתבש עקב עודף ניקיון - כלומר, עקב אי-חשיפה לגורמים סביבתיים שהמערכת החיסונית מתוכנתת להיחשף אליהם בגיל צעיר ולהגיב עימם - מציין רוק תאי T סייעים (TH). תאי T סייעים "בתולים", שטרם נחשפו לאנטיגן, מפרישים קשת רחבה מאוד של ציטוקינים, חלבונים המווסתים תגובות שונות של מערכת החיסון. לאחר חשיפה לאנטיגן הופך התא TH לתא ספציפי יותר, המשרה פעילות חיסונית מוגדרת. לפיכך, מניעת חשיפה לגורמים שמערכת החיסון מצפה לקיומם בסביבה עלולה לגרום לעיוות בתפקוד העתידי של מערכת החיסון. בעניין מערכת החיסון של ילדים רכים נדרשת, אם כן, שיטת "הפוך על הפוך", או, אם תרצו, כעין "חוסך לכלוכו - שונא בנו". ואכן, גורמים הקשורים סטטיסטית להקטנת הסיכון להופעת תופעות אלרגיות בילד הם: רמה סוציאלית נמוכה(!) של ההורים; אחים גדולים (המביאים לכלוך הביתה; וראו: "השומר אפצ'י אנוכי? - על אחים ואלרגיה", מדע ל"ד, 1990, עמ' 107); אח-זכר גדול (מן הסתם ילד מביא כרגיל הביתה יותר לכלוך מילדה); גדילה בכפר ולא בעיר. אני מרשה לעצמי להעלות כאן השערה שאינה נזכרת במאמר של רוק: גם שניים-שלושה כלבים ולפחות חתול אחד בבית יעילים, יש להניח, גם הם בתהליך עיצובה של מערכת החיסון (ואולי גם של המערכת המקבילה - המוחית-התנהגותית) של הילד.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 37, עמ' 9, נובמבר 1999.

מסע קפוא בזמן - אמיר עדן


באמצע ספטמבר התכנסו בקיימברידג', אנגליה, כשבעים מדענים מרחבי העולם בכדי לדון בעתידה של אחת הפינות היותר נידחות בעולמנו. מדובר באגם ווסטוק, אגם מים מתוקים המצוי בעומק של כארבעה קילומטרים מתחת לקרחון הנצחי של אנטארקטיקה. האגם אינו קופא למרות הקרחון שמעליו בזכות נביעות גאותרמיות המחממות את הקרחון מלמטה ויוצרות מעין כיס של מים. האגם התגלה עוד בבדיקות ראדאר שנערכו לפני כשלושים שנה אך רק ב-1966 התבררו גודלו וגילו. על-פי הערכות המומחים גילו של האגם עשוי להגיע לכמה מיליוני שנים, שטחו 14,000 קמ"ר ועומקו מגיע עד 500 מטר.

זיהוי האגם עורר התעניינות והתלהבות רבה בשל הסיכוי לקיום חיים באגם. כיוון שידועים מינים רבים של חיידקים המתקיימים ללא חמצן וכאלה הגדלים בנביעות חמות בקרקעית האוקיינוס, אין לפסול את האפשרות שלמרות התנאים הקיצוניים קיימים באגם יצורים חיים. מעבר לסקרנות הכללית ולמשמעות של ממצא כזה לשאלת קיומם של חיים על כוכבים אחרים, מרתקת את החוקרים האפשרות שהחיים באגם התפתחו במנותק משאר עולם החי במשך מיליוני שנים בזכות מעטה הקרח העבה.

העלות האדירה של קידוח בעומק כזה בתנאים הקשים של אנטארקטיקה, העלתה את הנושא בכינוס שעסק בשאלת הצידוק המדעי לפרוייקט כזה. הטיעונים שנמנו הובילו להחלטה לבצע קידוח כזה למטרות מחקר. בימים אלו הסתיים השלב הראשון בפרוייקט, בסיוע של מאמצים והשקעות בינלאומיים.

הקידוח נעצר כ-120 מטר מעל לאגם, לאחר שנתקל בגוש קרח שנוצר ממי האגם שקפאו חזרה. דגימת קרח נלקחה לבדיקה ובכינוס האחרון הוצגו ממצאי בדיקות שנערכו במספר מכונים ברחבי העולם לזיהוי חיים בקרח. חוקרים מאוניברסיטת מינסוטה הציגו תמונות מיקרוסקופ אלקטרוני של חיידקים מליבת הקרח. תמונות דומות התקבלו באופן בלתי תלוי גם במוסקבה ובמתקני NASA באלבמה. חוקרים מהוואי דיווחו על עדויות לקיום מולקולות ביולוגיות ופעילות ביוכימית. בכוונת החוקרים לנסות להפיק DNA מגוש הקרח ולנסות לאפיין מבחינה גנטית את החיידקים שקפאו.

לא במקרה נעצר הקידוח מעל האגם. הוועדה המדעית לחקר אנטארקטיקה מבקשת לפתח הליך שיבטיח שמי האגם לא יזדהמו מנוזלי הקידוח או מיצורים שמקורם בפני השטח. בכינוס גובשו הצעדים להשגת מטרה זו. בשלב ראשון ייערך סקר גאופיסי שימפה בצורה יסודית את האגם. בשלב שני תוחדר מעין קופסית שתכיל מכשירי מדידה, מצלמה ואולי גם צוללת רובוטית. כדי להבטיח שלא ייגרם זיהום, תפלס הקופסית את דרכה לאגם על-ידי המסת הקרח. הקרח ישוב ויקפא אחרי מעבר הקופסית ויאטום את הפירצה. רק בשלב השלישי ייעשה ניסיון לשאוב מים מן האגם. לפי שעה לא ברור איך ניתן לבצע זאת ללא זיהום האגם והאם יימצא תקציב לכך. נראה שלמרות להיטותם ייאלצו החוקרים להמתין עוד שנים עד שיוכלו לבחון את החיים בפינה נידחת זו.

פורסם ב"גליליאו"  37, עמ' 4-3, נובמבר-דצמבר  1999

יום ראשון, 17 באוקטובר 1999

החיידק הקדום שישרוד (אולי) במאדים - אבי בליזובסקי


חיידק קדום (ארכאון) ארצי מסוג נדיר הצליח לחיות בתנאי מעבדה שחיקו את תנאי הסביבה של מאדים. בעקבות כך מתחזקת ההנחה שבמאדים אמנם התקיימו חיים.

טימות׳ קראל מאוניברסיטת ארקנסו העומד בראש צוות המחקר דיווח על תוצאות מחקרו בוועידה של האגודה האמריקנית למיקרוביולוגיה. קראל ועמיתו קרסים בקאם (Bekkum) יצרו את הסביבה בצלחות תרבית. ה״אטמוספירה״ בצלחות לא כללה חמצן אלא את הגזים פחמן דו־חמצני ומימן. הקרקע ששימשה בניסוי ייצגה את כל שידוע על אבק המאדים, ללא חומרי תזונה אורגניים, רק עקבות מים.

״יצאנו מתוך הנחה שמתחת לפני השטח של מאדים מצויים מים במצב נוזלי״ אומר קראל. רבים מהמומחים לכוכבי־הלכת סבורים כי מאדים הכיל פעם כמויות גדולות של מים, ועקבותיהם עדיין יכולים להימצא מתחת לפני השטח. אל תוך צלחות התרבית הכניסו החוקרים קבוצה של ארכאונים מיצרי מתאן. ארכאונים כאלה חיים בבתי גידול חסרי חמצן כמו למשל במעמקי האדמה או סביב לארובות שבקרקע האוקיאנוס. ידועים גם כמה סוגים של ארכאוני מתאן החיים במעי הפרות, שם הם מסייעים בעיכול העשב.

ארכאונים מתאנוגנים בדגימות של סלעים וולקניים
צילום: NASA
המתאן הוא גז טבעי היכול גם לשמש כדלק. כדי לגלות אם הארכאון ישרוד בסביבת הסימולציה, קראל מדד את כמות גז המתאן שנוצרה בתוך צלחות התרבית האטומות. ״הם ייצרו מתן בצלחות התרבית בדומה למה שהם מייצרים בכדור הארץ״, הוא אומר, ״מכך שהם עשויים לגדול יפה בתנאי המאדים״. אף כי הניסוי רחוק מלתת תשובה סופית, קראל סבור כי העובדה שהארכאונים שגשגו ״תורמת עדות המצביעה על כי החיים על מאדים אפשריים, או לפחות התאפשרו בעבר.״ הניסוי מעלה את האפשרות שניתן להשתמש בארכאונים כדי לשנות את האקלים על פני מאדים, בין היתר כדי להתאימו בעתיד לחיי אנוש. לדברי קראל, מושבות הארכאונים יפלטו גז מתאן לאטמוספרה של מאדים. מתאן הוא גז חממה ידוע. ״גזי החממה מאפשרים לקרני השמש לחמם את פני השטח של כוכב הלכת, אך מונעים מחום השמש מלחמוק בחזרה לחלל, והם יסייעו לחמם את המאדים הקר״, אומר קראל. המתאן, לדבריו, עשוי גם לספק את האנרגיה למושבה אנושית על מאדים. הגז יכול לשמש כדלק וניתן אפילו לעבד ממנו דלק להנעת הטילים.

NASA חוקרת רעיון של שיגור חללית אוטומטית שתייצר גז מתאן במאדים, תוך שימוש במימן מיובא מכדור הארץ ופחמן דו־חמצני מאטמוספירת מאדים. לדברי קראל הדלק יאפשר שיגור בני אדם למאדים, שיוכלו להשתמש בגז שייווצר כדי לשגר את עצמם חזרה לכדור הארץ.

פורסם ב"גליליאו" 36, ספטמבר-אוקטובר 1999

יום שני, 4 באוקטובר 1999

מאדים, ספקות קשים כאבן - אילן עמית


לפני שלוש שנים הכריזה סוכנות החלל כי איתרה סימני חיים במטאוריט שהגיע ממאדים. לאחר ההתרגשות הראשונית החלו להישמע קולות ספקניים והנושא נבדק בקפדנות. האמנם, חיים במאדים?

File:OSIRIS Mars true color.jpg
מאדים
צילום: European Space Agency & Max-Planck Institute for Solar System Research for OSIRIS Team
באוגוסט 1996 רגש העולם לשמע הצהרה שיצאה מסוכנות החלל האמריקאית ואוניברסיטת סטנפוו־ד, לפיה במטאוריט שמקורו במאדים נמצאו עדויות למיקרואורגניזמים מאובנים. הסיבה להתרגשות ברורה. האם היווצרות החיים על כדור הארץ היא מאורע חריג ואולי חד פעמי, שהתרחש ביקום כתוצאה מתנאים ייחודיים, או שמא התפתחות כזו היא תהליך נפוץ? שאלה זו חשובה לא רק כשאלה מדעית, אלא גם בשל השלכותיה הפילוסופיות.

מאדים היווה מאז ומתמיד מטרה לספקולציות הנוגעות לשאלה זו. בשנת 1976 נשלחה החללית "וייקינג״ לבדוק האם ניתן לזהות, באמצעים כימיים, פעילות מטבולית (חילוף־חומרים) בקרקע המאדים כרמז לקיומם של מיקרואורגניזמים. התוצאות לא היו חד משמעיות, והשאלה האם קיימים על המאדים יצורים חיים מיקרוסקופיים נשארה פתוחה. בעברו הגיאולוגי היו תנאי האקלים במאדים שונים מאלה המתקיימים בו כיום, ונמצאו ראיות גיאולוגיות לכך שלפני ארבעה מיליארד שנה זרמו מים על פני שטחו. האם יתכן שעל מאדים התפתחו צורות חיים פשוטות בעבר הרחוק, צורות שפסו ונעלמו כאשר השתנו התנאים? אם תימצא ראיה חותכת לקיומן של צורות חיים פשוטות על כוכב־לכת אחר, בהווה או בעבר, הרי זו תשפיע השפעה מכרעת על תפישתנו את אופן התפתחות החיים בכדור הארץ. אין פלא שההודעה בדבר מציאת מאובני מיקרואורגניזמים על מטאוריט שמקורו במאדים חוללה סערה. אלא שההתלהבות הראשונית הייתה נחפזת מדי. ראיות שונות הצביעו על כך כי אפשר שהצורות שנתגלו במטאוריט אינן מעידות על מציאות מיקרואורגניזמים בסלע. התלהבות הציבור שככה מעט, ובד בבד פנו המדענים לבדוק את הממצאים באופן מדוקדק. תוצאות הבדיקות עוררו ויכוח מסעיר ומרתק.

אחת הצורות המיקרוסקופיות שנתגלו במטאוריט הצעיר יחסית שנחת במצרים
כתב סתרים מוצפן באבן?
מה עושה אבן שמקורה במאדים על פני כדור־הארץ? היה זה בשנת 1984 כאשר נמצאה האבן על ידי משלחת שהגיעה לאנטארקטיקה לחפש מטאוריטים. מדוע דווקא באנטארקטיקה? באנטארקטיקה לא נופלים יותר מטאוריטים מאשר במקומות אחרים על כדור הארץ, ואולם שם קל יותר לזהותם. חלקים נרחבים מאנטארקטיקה הם משטחי קרח שעוביים 3־4 קילומטרים. כאשר מוצאים סלע במשטח קרח כה נרחב ועבה, רבים הסיכוייב שמוצאו מהחלל. ועוד, לעתים מטאוריטים הנוחתים באנטארקטיקה נעיב לאטם עם תנועת הקרח וכאשר הקרח פוגש במכשול, המטאוריטים נלכדים ומתרכזים ולאחר זמן מה מבצבצים מהקרח. "שדות מטאוריטים" אלה הם מוקד החיפוש של משלחות המחקר.

מבדיקת הגזים שהיו כלואים באבן עלתה ההשערה כי מקורה במאדים. לפני 4.5 מיליארדי שנים התגבשה האבן מסלע מותך מתחת לפני השטח של מאדים. כמיליארד שנים לאחר מכן הוטבעו באבן הצורות מעוררות סימני השאלה. ואז, לפני 15 מיליון שנה, פגע אסטרואיד על פני מאדים בסמוך לאבן. הפגיעה התיזה את האבן מעלה במהירות מספקת להוציאה אל מחוץ לשדה המשיכה של מאדים, אל החלל. האבן נעה בחלל במשך כ־15 מיליון שנים לפני שנלכדה על ידי שדה המשיכה של כדור־הארץ ונחתה באנטארקטיקה לפני 13 אלף שנה. תנועות קרח העלו אותה אל פני השטח במישור קרח המכונה "אלן הילס" ושם גילתה אותה החוקרת רוברטה סקור (Score). המטאוריט קיבל את השם ALH84001. מן הסתם, ההסתברות הסטטיסטית הזעירה למעבר כזה של סלע ממאדים לכדור הארץ במהלך משחק הביליארד הקוסמי שתואר לעיל עושה את ALH84001 לאבן מיוחדת. נציין כי מטאוריט זה הוא אחד מ־14 מטאוריטים שהתגלו ושמקורם הוא מאדים.

בדיקות שונות העלו את התרחיש של מסלול האבן. בתוך האבן נתגלו גבישי קרבונט - מינרל המתגבש בנוכחות מים. גילו של הקרבונט תוארך בכ־3.6 מיליארדי שנים. בתוך גבישי הקרבונט נמצאו צורות שנראו כמאובני מיקרואורגניזמים. סמוך לגבישי הקרבונט ובתוכם נמצאו חומרים שעשויים להיות תוצרי לוואי של יצורים חיים. חומרים אלה חיזקו את דעתם של החוקרים שהצורות שנתגלו במיקרוסקופ האלקטרונים אמנם שייכות ליצורים חיים, וזאת מכמה טעמים:

 תצורות שנמצאו על פני גרגרי קרבונט במטאוריט
צורות אלה דומות ל"ביופילמים" הנוצרים על-ידי מיקרואורגניזמים ארציים

בסמיכות לגבישי הקרבונט נתגלו מולקולות אורגניות טבעתיות הנמנות על קבוצת הפחמימנים הארומטיים הפוליציקליים; בתוך גבישי הקרבונט נמצאו גרגרי מגנטיט, מינרל המורכב מברזל וחמצן, שכמותם לא נראו לפני כן במטאוריטים. גרגרים אלה דומים בגודלם ובצורתם לגרגרי מגנטיט המיוצרים על ידי סוגי חיידקים מסוימים בכדור־הארץ; הממצא השלישי היה מציאותם של גרגרי ברזל־גופריתי בתוך גבישי הקרבונט, גרגרים, שעל כדור הארץ מיוצרים רק על ידי חיידקים.

התוצאות פורסמו על ידי ראש הצוות המדעי דייויד מק־קיי (Mckay), חוקר מטעם סוכנות החלל שהצהיר: "כל מאפיין שנמצא יכול להיות מוסבר באופן חלופי, אולם מבחינת מכלול הממצאים אנו מסיקים על עקבותיהם של חיים".

החיים לא קלים
עם השנים התחזקו קולות הביקורת כנגד הקשר בין מאפייניה השונים של האבן ובין המסקנה כי אלה אכן מעידים על הימצאות יצורים חיים על פני מאדים. ויכוח סוער ניטש עד היום בין קבוצות מחקר שונות.

השאלה הראשונה שנשאלה הייתה באיזו טמפרטורה נוצרו גבישי הקרבונט. וזו למה? הואיל והתצורות דמויות החיידקים ועקבות החומרים הכימיים שתוארו נתגלו בתוך גבישי הקרבונט ועל פניהם, ולפי מרקם התצורות הן התפתחו בד בבד עם יצירת גבישי הקרבונט, הרי שאם הגבישים נוצרו בטמפרטורה גבוהה שאינה מאפשרת חיים, יש בכך כדי לרמז על כך שמקור העקבות אינו ביצורים חיים. חוקרים רבים התמקדו בניסיון לפתור את הסוגיה הזו. גבישי קרבונט יכולים להיווצר במגוון רחב של טמפרטורות. קבוצות המחקר מתחלקות לכאלו התומכות בטמפרטורת יצירה גבוהה - הפוסלת אפשרות שמקורם של העקבות הוא ביצורים חיים, וכאלו התומכות בטמפרטורה נמוכה יותר, שאינה פוסלת אפשרות כזו. כל אחת מהקבוצות מביאה ראיות המחזקות את טיעוניה.

הרמז הראשוני לטמפרטורת יצירה נמוכה הגיע ממדידות איזוטופים של חמצן. ניתן להעריך את טמפרטורת ההיווצרות של גבישי הקרבונט מבדיקת היחסים של האיזוטופים הקלים והכבדים במינרלים השונים - מידת האחידות של פיזור האיזוטופים תלויה בטמפרטורה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, אחידות הפיזור של האיזוטופים השונים במסה שלהם רבה יותר. בבדיקת האיזוטופים חמצן־16 (החמצן הרגיל) וחמצן־18 (חמצן כבד) בקרבונט נמצאה אחידות נמוכה. זו מרמזת על טמפרטורה נמוכה־יחסית (פחות מ־300°0) בעת יצירת הקרבונטים. הממצא אינו מצביע על תשובה חד משמעית לאפשרות קיומם של חיים על פני מאדים, שהרי הטמפרטורה שנקבעה כגבול (300°c) גבוהה מאד עבור החיים המוכרים לנו.

כיוון אחר היה בדיקת טביעות השדה המגנטי של גרגרים דוגמת מגנטיט. כאשר גרגר מגנטיט נוצר הוא משמר את טביעת השדה המגנטי שקיים בסביבתו. זאת, כל עוד לא חומם לטמפרטורה גבוהה, שבה נמחקות הטביעות המגנטיות. על־פי טביעות השדה המגנטי שהשתמרו בגרגרי המגנטיט העריכו מספר חוקרים שהגרגרים לא חוממו מעל 325°c (עדיין חם מדי לקיום חיים) וכנראה לא מעל 110 מעלות צלסיוס.

מצידו השני של המתרס מצויה ״קבוצת הטמפרטורה הגבוהה" שבדקה את גבישי המגנטיט. חיידקים מסוימים מייצרים גבישי מגנטיט המאפשרים להם לחוש את השדה המגנטי של כדור־הארץ. מבדיקת הצורה של חלקיקי המגנטיט עולה כי הם נוצרו בטמפרטורה של 650°c לפחות. בנוסף, לחלקם אין מבנה גבישי מושלם כפי שצפוי מגרגרים שמקורם מיקרואורגניזמים. כנגד טענה זו טוענים המצדדים בטמפרטורה הנמוכה שייתכן כי לא לכל החלקיקים אותו מקור. אכן, על דבר אחד מסכימים כולם - לאבן יש היסטוריה גיאולוגית־כימית מורכבת.

ובאשר למולקולות הפחמימנים הארומטיים הציקליים. האם מולקולות אלו מקורן ביצורים חיים? והאם מקורן במאדים? הפחמימנים הארומטיים הציקליים יכולים להיווצר ללא כל קשר לחיים - הם נפוצים במערכת השמש ונמצאו כבר בעבר במטאוריטים. יתר על כן, הם נפוצים גם על כדור הארץ, אפילו בקרח האנטארקטי, עובדה שהעלתה את החשש שמא המולקולות שנמצאו במטאוריט מקורן בזיהום מהקרח האנטארקטי. בדיקות נוספות שנערכו, והעובדה כי ריכוז הפחמימנים הארומטיים הציקליים במטאוריט ALH84001 גבוה בהרבה מהריכוז שנמדד בכל מטאוריט אחר שנמצא באנטארקטיקה, מצמצמות את אפשרות הזיהום. כיום מאמינים רוב החוקרים כי מקור הפחמימנים הארומטיים הציקליים הוא במאדים, ואולם השאלה האם יש להם קשר לחיים לא זכתה עדיין למענה.


תצלום שעורר הדים ב-1996. אפשר שהצורה דמוית התולעת מקורה במיקרואורגניזמים שחיו על המאדים לפני 3.6 מיליארד שנים.

צורות נוספות דמוי תולעת המוחזקות כ"חשודות" בסימני חיים


טביעת ידה של אמא אדמה
ג׳ולי (Juli) ועמיתיו מאוניברסיטת אריזונה מצאו כי יחס האיזוטופים פחמן-12 לפחמן-13 בחומרים האורגניים שבאבן זהה ליחס המופיע בחומרים אורגניים על כדור הארץ. יתר על כן, מתיארוך בפחמן-14 התברר כי גילו של מקצת החומר האורגני במטאוריט נע בין 5,000 ל־12,000 שנה, מה שמצביע בבירור על מקור ארצי. בהקשר זה ראוי לציין כי בכל המטאוריטים שנמצאו באנטארקטיקה עד היום הופיעו זיהומים ארציים.

באדה (Bada) ועמיתיו בחנו את חומצות האמינו באבן. חומצות האמינו הן, כידוע, אבני הבניין של החלבונים, ולכל חומצת אמינו אפשריות שתי צורות מרחביות, שהן תמונת ראי זו של זו: צורה ״ימנית" (D) וצורה "שמאלית״ (L). כרגיל, חומצות האמינו הבונות את החלבונים הארציים הן ״שמאליות״. במטאוריטים מופיעה אוכלוסייה מעורבת של חומצות אמינו - "ימניות" יחד עם "שמאליות".

והנה, נמצא כי תכולת חומצות האמינו באבן דומה לזו שבקרח האנטארקטי - בקרח האנטארקטי (באזורים מסוימים לפחות) יש חומצות אמינו שמקורן בחומר אורגני ארצי, ומכאן שהן חומצות "שמאליות״. האם הממצאים הללו מעידים על כי גם במאדים היצורים החיים משתמשים בחומצות אמינו שמאליות? באדה ועמיתיו לא פוסלים אפשרות זו, אולם הם משערים כי מקור חומצות האמינו הוא בכדור הארץ. אכן, חיים קשים...

הגודל קובע?
הבה נחזור אל התצורות עצמן. למרות דמיונן לחיידקים הועלו השאלות האם יתכן שאינן אלא סתם גבישים, או אולי אפילו תוצר לוואי של תהליך הכנת הדגימות לבדיקה במיקרוסקופ האלקטרונים. אחת הנקודות החשובות בוויכוח על אופיין האמיתי של התצורות סבבה סביב גודלן. נשאלה השאלה האם התצורות, שאורכן הממוצע הוא כ־100־200 ננומטר (ננומטר=מיליארדית המטר; כלומר הם קטנים ביחס לחיידקים הארציים) גדולות דיין להיות יצורים חיים? כמה מדענים שניסו להעריך את הגודל המינימלי הדרוש לקיום יצורים חיים העלו את הסברה כי התצורות קטנות מדי. ואולם אחרים מצביעים על יצורים מיקרוסקופיים דומים בגודלם בכדור הארץ (ראו: "חיידקיקים ואבנים בכליות", "היצור החי הקטן ביותר״).

כדאי להזכיר שבנוסף לתצורות דמויות החיידקים נמצאו תצורות נוספות שמרמזות בעקיפין על מקור ביולוגי. בסביבתם של חלק מהקרבונטים אותרו מבנים הדומים מעט ל״ביופילמים" - אלו הן שרשרות של מולקולות אורגניות שמופרשות על ידי חיידקים. המבנים שנמצאו מכילים פחמן אולם מקורם עדיין לא ברור.

שפן חדש מהכובע
הוויכוח סביב המטאוריט מאנטארקטיקה לוהט עדיין. התפתחות הוצגה בכנס למדעים פלנטריים שנערך השנה בחודש מרס (מרס דווקא!) ביוסטון, טקסס. קאתי תומס־קפרטה (Thomas-Keprta) דיווחה שכרבע מחלקיקי המגנטיט אחידים בגודלם ובעלי צורה משושה מושלמת. על כדור הארץ לא ידוע תהליך שיוצר חלקיקי מגנטיט מושלמים כל כך מלבד אלו המתרחשים בתוך סוגים מסוימים של חיידקים. תומס־קפרטה מעריכה כי מכל הראיות שהוצגו על אודות המטאוריט, חלקיקי המגנטיט מהווים את הראייה המבוססת ביותר לקיומם של מיקרואורגניזמים שמקורם במאדים.

במהלך הכנס הציג מק־קיי מבנים מיקרוסקופיים שנתגלו בשני מטאוריטים נוספים שהגיעו ממאדים. הראשון, שגילו 1.3 מיליארד שנה, נחת במצרים בשנת 1911; השני, שגילו 165 מיליון שנה, נחת בהודו בשנת 1865. המבנים שנתגלו בשני מטאוריטים אלה דומים יותר לחיידקים מאלה שנתגלו במטאוריט האנטארקטי. לטענת מק־קיי חלק מהצורות מזכירות אפילו חיידקים בשלבי חלוקה, ואולם הוא נזהר מלקבוע נחרצות שאכן מדובר בשרידי יצורים חיים. יש לשים לב לכך שמדובר בשני מטאוריטים צעירים בהרבה מהמטאוריט האנטארקטי, וכי הם נוצרו בעידן גיאולוגי בו התנאים על מאדים היו דומים לאלו השוררים בו היום, כלומר לאחר קפיאת המים. אם אמנם יתברר כי הם מכילים שרידים של יצורים חיים, ייתכן מאד שעדיין נמצאים כאלה בקרח של מאדים.

מחכים לפתרון
סיפורן של האבנים ממאדים נסב סביב אחת השאלות החשובות ביותר בהיסטוריה המדעית. המדען קרל סאגאן נהג לומר: "טענות יוצאות דופן מצריכות ראיות יוצאות דופן". הטענה לפיה האבנים ממאדים מכילות שרידי חיים היא יוצאת דופן, אולם נראה כי ראיות מספיק חזקות עדיין אינן בנמצא. ייתכן כי נאלץ להמתין למעבדות החלל שיאספו דגימות ישירות מכוכב הלכת האדום. האם קרדומיהן ינפצו את אבני המאדים לרסיסי מינרלים, או יחשפו מתוכן, לראשונה בהיסטוריה, הוכחה ליצירתם של חיים מחוץ לעולמנו? ימים יגידו.

אילן עמית בעל תואר שני במדעי החיים, עוסק בכתיבה מדעית וספרותית

פורסם ב"גליליאו" 36, ספטמבר-אוקטובר 1999



יום חמישי, 16 בספטמבר 1999

מצבן העכור של השוניות - יהודית הרלבן


מקובל להשוות את שוניות האלמוגים ליערות הגשם - בשני המקרים מדובר בבתי גידול יצרניים ביותר בהם מספר המינים גדול מאד ביחס לשטח הקטן אותו הם תופסים בכדור הארץ. שוניות האלמוגים מהוות כשלושה אחוזים מכלל שטח האוקיינוסים ואולם הן כוללות כרבע מכלל המינים בו. מכאן שכל שינוי שחל בקנה מידה עולמי בבית גידול מיוחד זה גורר אחריו שינוי משמעותי באוקיינוסים. שני מחקרים חדשים שהתפרסמו לאחרונה נוגעים להשפעה שיש לפעילות האדם ולעליית טמפרטורת פני המים על מצבן של השוניות.

אלמוגים בדרום ים סוף (שונית Gota Abu Ghusur)צילום: Derek Keats, Wikimedia commoms
בשנת 1998 נרשם שפל חדש במצב השונית בעולם; בשנה זו התרחש אירוע ה״הלבנה״ (bleaching) הנרחב ביותר שנצפה אי פעם. הלבנה פירושה שהאלמוגים מאבדים את צבעם ומלבינים. כל אלמוג חי בסימביוזה עם אצות מיקרוסקופיות, המספקות לבעל־החיים ״שלהן״ חמצן וחומרי מזון אותם הן מייצרות בפוטוסינתזה. האצות הן האחראיות לצבע האלמוג; כאשר טמפרטורת המים עולה, האלמוג משיל חלק מהאצות ואתן גם את צבעו והופך לבן חיוור. לאחר שהמים מתקררים קורה תהליך שיקום. השיתוף בין האלמוג לאצות יכול לקחת חודשים עד שנה ומשך הזמן בו יכול האלמוג להתקיים בלעדי האצות הוא המפתח לקיומו. אירועי הלבנה שהתרחשו לפני שנות השמונים יוחסו למשתנים מקומיים כמו זיהום, תרומה מוגברת של סחופת מליחות ועוד. ואולם, כיום מייחסים את אירועי ההלבנה הנרחבים לחימום הנובע מן השינוי האקלימי. האם אלה שינויים טבעיים, או שמקורם עליה בריכוז גזי החממה באטמוספרה עקב שריפת דלק? שאלה זו פתוחה בשלב זה. מכל מקום, חלק מהאירועים ניתן לקשור במקומות רבים לתופעת האל־ניניו.

שונית האלמוגים יכולה לשרוד שינוי בטמפרטורת פני המים אם האירוע קצר, ואולם אם האירוע מתמשך, חלקים בשונית יכולים למות. ואכן לאחר האל־ניניו של 1987 המים מצפון למשווה התקררו מספיק בכדי שהשוניות באוקיינוס ההודי ינצלו מפגיעה. לא כך היה לאחר האל־ניניו של 1998 - טמפרטורת המים נותרה גבוהה בששת החודשים הראשונים של 1998 ונרשם שיא חדש בטמפרטורת פני המים באוקיינוסים. בסקר שנערך באותה השנה בשוניות באוקיינוס ההודי התברר ש־70 עד 90 אחוז מהשוניות מתו בשנה זו. השוניות היחידות שניצלו באופן יחסי הן אלו שבים האדום. ההערכה היא שגם אם יתקיימו תנאים אידאליים יידרשו לשוניות מספר עשורים להשתקם.

לאירוע ההלבנה של 1998 קדם סקר שוניות שנערך בחודשים יוני־אוגוסט 1997, בכ־300 שוניות מרכזיות בעולם. תוצאות הסקר מראות ששוניות האלמוגים בעולם עוברות הרס משמעותי שמקורו בדייג־יתר ובשיטות דייג הרסניות כגון פיצוץ ושימוש בציאניד. נמצא שבממוצע רק 30% מהאלמוגים בשוניות חיים ובמקומות כגון באיים הקריביים האחוז אף נמוך יותר. בים האדום היחס בין שטח השונית החיה לזו המתה היה הגבוה ביותר - כיום זוהי בוודאי השונית ״הבריאה״ בעולם. במהלך הסקר התברר שמינים רבים המשמשים למאכל, שהיו בעבר נפוצים, חסרים מרוב האתרים; מלפפוני־ים, למשל, המשמשים למאכל חסרים כיום ב־40% מהשוניות שנסרקו. השוניות בסביבת הונג־קונג מהוות דוגמא להרס כמעט סופי של השונית.

דרו הרוול (Harvell) מאוניברסיטת קורנל מצאה שהאלמוג מניפתן, החי בשוניות לחופי פלורידה, אינו עמיד למחלות מסוימות שבעבר היה מחוסן מפניהן. האלמוגים בשונית זו הם בני כ־100 שנה ולאחרונה כ־40% מהמניפתנים נגועים בפטריות שגרמו בחלק מהמקרים לתמותה. לדעתה, רגישות למחלות כאלו מקורה באיכות המים הנמוכה וכן בעלייה בטמפרטורת פני הים. האירוניה היא שמטרת המחקר המקורית הייתה לבדוק כיצד מצליחים אלמוגים לשרוד בסביבה כל כך עשירה בפתוגנים. הרעיון המקורי היה לזהות את החומרים נוגדי החיידקים והפטריות אותם מייצרים האלמוגים ולנצל אותם לתועלת האדם כתרופות. מניפתנים גדלים בניצב לזרם ולכן הם רגישים ביותר לזיהומים, ואכן הם לקו בפטריה הידועה כשוכנת בקרקעות. מדובר בפטריה אספרגילוס, הנצמדת לאלמוג וגורמת לזיהום שבסופו של דבר פוגע בצבע האלמוג, ומעורר בו חבורות וגידולים. מתברר, אם כן, כי פטריה פתוגנית שבעבר פגעה בבני אדם שמערכת החיסון שלהם פגועה או מוחלשת הגיעה אל הים. הכיצד? אחד מהמפגעים שמקורם בפעילות האדם היא סחיפה מוגברת של קרקע המגיעה בסופו של דבר אל הים. השונית לחופי פלורידה רגישה ביותר מכיוון שהיא נמצאת באזור סיכון בו חוברים יחד שינויים אפשריים בטמפרטורת המים (בעקבות אל־ניניו) וכן ישנה תרומה גדולה של מים מתוקים מהיבשה שהם בעלי פוטנציאל זיהום גדול. המים יכולים לכלול כמות גדולה של סחופת הגורמת לעכירות וכן חומרים רבים שמקורם במי הביוב. כאשר מים אלה מגיעים אל השונית הם גורמים לשגשוג של אצות מסוימות, המנצלות את החמצן המומס במים ובכך פוגעות במחזור החמצן בשונית. לא ברור האם הפטריות מעוררות המחלות נעשו עמידות יותר בפני מנגנוני ההגנה של האלמוגים או שהאלמוגים הופכים רגישים יותר לפטריות, ואולי שני המנגנונים מתקיימים.

ואם לא די בכך, מחקר שנערך בראשותו של ג'והן קלייפוס (Kleypus) מהמרכז הלאומי לחקר האטמוספרה מצביע על כך שתוספת של פחמן דו־חמצני (CO2) לאטמוספרה, תוספת שמקורה בשריפת דלק, גורמת אף היא נזק לשוניות. האלמוגים בונים את שלדם מסידן־פחמתי (קרבונט) והתהליך כולו תלוי במידת הרוויה של הקרבונט במים בהם חי האלמוג. עודף פחמן דו־חמצני באטמוספרה גורם לעליית הריכוז במי השטח באוקיינוסים, וכך המים הופכים חומציים יותר (תמיסה של פחמן דו־חמצני היא חומצית). שינוי קטן שכזה יכול לגרום לשיבוש המננגנון האנזימתי המאפשר את בניית האלמוג וקצב בניית המושבה קטן ויכול אף להיפסק. במצב זה האלמוגים נחשפים לבליה מואצת. לא ברור עדיין האם תוצאות המעבדה משקפות תהליכים המתרחשים הלכה למעשה בים.

עד כמה משפיעה ההתחממות הגלובלית? לדעת אוב הו־גלדברג (Hoegh-Guldberg) החוקר תהליכי הלבנה, להתחממות הגלוכלית ישנה השפעה מכרעת על השוניות בעולם. בניסוי הוצבו כלובים ובהם אלמוגים חיים. טפרטורת המים בסביבת הכלובים הועלתה באופן מלאכותי: בטמפרטורה מעל 32 מעלות : מידת הפוריות ירדה ל־42% וב־34 מעלות היא כמעט פסקה. הו־גלדברג חוזה על סמך מודל ממוחשב, שבמהלך 30 עד 50 השנים הבאות יתרחשו אירועי הלבנה אחת לשנה ולדעתו בקצב כזה תעלמנה השוניות מרוב האזורים בעולם כבר בשנת 2100!

פורסם ב"גליליאו" 36, ספטמבר-אוקטובר 1999

יום ראשון, 15 באוגוסט 1999

יותר על אנשים פחות על נגיפים - יעקב חיימוביץ


על הספר "ציידי הנגיפים" מאת אד רגייס, הוצאת זמורה ביתן מודן, 253 עמודים


ציידי הנגיפים / אד רג'יס

מתאבן: בעודי נער, טרם ידעתי הבדל בין דארווין לוואלס, נפלו לידי שני ספרי מדע פופולרי. האחד ספרו של ג׳ורג׳ גאמוב ״הביוגרפיה של הפיסיקה״ והשני ספרו של א. שישא ״אלברט איינשטיין״. כשסיימתי לקוראם לא ממש הבנתי את מסתורי מכניקת הקוואנטים (והיום אני כן מבין) או נפלאות תורות היחסות; אך תמיד אזכור שנילס בוהר מאוד אהב סרטי ״מערבונים״ ואלברט הצעיר קיבל מדודו מתנה מצפן, ומחוגו ה״עצמאי״ הילך עליו קסם. כי, להבדיל מ״סירס־ זימנסקי״ האימתני (ספר הלימוד בפיסיקה) הביאו איתם ספרים אלה בנוסף על המדע גם את המדענים. יש בספרים מסוג זה תועלת רבה בכך שהם מקרבים במקום להרחיק, משעשעים במקום לשעמם ובקיצור מהווים מתאבן מצויין. חשיפת הפן האנושי - המוזר תמיד של המדע, הצגת המעשה המדעי כהרפתקה ז׳ול ורנית עשויה לגרות את הקורא לחזור ולהתעמק, ולאחר שהשיל את פחדיו אולי אף לחתום על מנוי תלת־שנתי ל״גליליאו״!

מנה ראשונה: סיפור המסגרת הנערך כביכול בהווה כתיבת הספר הוא סיפור התפרצות האבולה בקיקוויט (קונגו־זאיר). החל מה־6 במאי ועד ל־25 באוגוסט אותה שנה. נגיף האבולה מהלך אימים על חלק גדול מן העולם המערבי הן בשל אחוז התמותה הגבוה (כ־90%!) והן בשל הפן המזוויעה של דימום למוות. כל התפרצות של מחלה זו (ונגיפיות ״קרובות״ כמו מרבורג ו־לסה) מביא לאמוק תקשורתי ולסבב הפחדה ממנו יוצאים כולם מרוצים (להוציא הקורבנות כמובן): רופאים ופוליטיקאים מקומיים שמקבלים חשיפה תקשורתית רחבה; אבירי התקשורת העולמית המוכיחים שוב את חשיבותם הבלתי ניתנת לעירעור; מוסדות הבריאות העולמיים שניצלים מקיצוץ בתקציביהם; מאות מיליוני צופים בעולם הסי־אן־אני עברו חווייה מ־ז־ע־ז־ע־ת מבלי להסתכן ביותר מהשמנת יתר מרוב צפייה בטלוויזיה; וכמובן אי אלו עתונאים שמלקטים את השאריות, כותבים ספרים על כל הסיפור ו/או בעקבותיו ועושים כמה גרושים.

את כולם מתאר אד רג׳רס בלשון עתונאית קולחת ושנונה עד שנדמה שאנו בעצם צופים בסרט קומדיה ולא במציאות - ״כולם עלו על המטוס לקיקוויט. 3-DC של אייר־קסאי. מטוס הדקוטה הזה נבנה בשנות הארבעים, זמן רב לפני שרוב נוסעיו נולדו״...״זו היתה האימה הגדולה ביותר שחשתי במהלך ההתפרצות כולה - אני לא אוהב לטוס במטוסים ישנים״. (עמי 80).

אנו גם מתוודעים לכל הקשיים הידועים של בני העולם המערבי בארצות העולט השלישי. אט אט גם מתגלה שהמקומיים הרבה פחות מודאגים בגין התפרצות האבולה מאשר אורחיהם המכובדים. הם דווקא די מרוצים מן ההזדמנות להעלות מחירים עבור כל שרות לו אלה נדרשים. לבסוף ארוע ״סיום״ התפרצות האבולה נחגג במשחק כדורגל במגרש המקומי שהוכתר בשם: TOURNOI EBOLA (טורניר אבולה!). 

מנה עיקרית: בעיקרו עוסק הספר בתולדותיו של ה-CDC - המרכז להדברת מחלות. לפעמים נדמה שאנו קוראים הומורסקה ברוח מרכז אירופית (״קישונית״ בעברית) בה ארוע של מה בכך הולך וגדל עד שהוא מקבל מימדים מפלצתיים. כך הפך ניסיון אמיץ להדביר את המלריה בארה״ב להידרה רבת ראשים וזרועות ועשירה בתקציבים שמרכזה באטלנטה. אד רג׳יס המבין היטב את הדינמיקה של הביורקרטיה בארצות הברית מתאר תאור משעשע כיצד הלך מוסד זה וגדל תוך כדי שהוא מרחיב משימות, מנצל קונויקטורות פוליטיות והעיקר, מחליף שמות לאורך כל הדרך. אין בכך כדי להקטין מן ההישגים האמיתיים של ה-CDC. זה הינו ללא ספק אחד ממרכזי הידע המפוארים בכל הקשור למחלות, מגיפות והטיפול בהן. מכל העולם עולים אליו לרגל להרחיב דעת ולהתמחות. התערבותו מבוקשת על ידי רוב ממשלות העולם לעת צרה. אך הדרך בה הגיע למעמד זה ובניגוד לה כיצד הוא מוצג לפני ועל ידי הפוליטיקאים (הממונים על התקציבים!) גורמת לנו להרים גבה. בדרך האמריקאית הישנה והטובה נתפסים אנשי ה-CDC כ׳"טובים״ אשר בסופו של מאבק איתנים ינצחו את ה״רעים׳׳: 

 ״אבל תוצאות כאלה לעולם אינן מרפות את ידיו של צייד הנגיפים המסור. תוצאות שליליות הן דבר רגיל, צפוי. אחרי הכל, צייד הנגיפים נמצא בערבותיו של יריב נסתר, ערטילאי, מאגי מעט, והמרדף אחר ציד מעין זה לא אמור להיות פשוט. הדבר דומה יותר למערכה צבאית או למסע צלב דתי. 

זהו מסע מיתולוגי, חיפוש, שיש בו מן האגדי והנאדר. גששי־המחלות המודרניים הללו בדומה לגיבורים המתוארים באפוסים העתיקים ובשירי העלילה של ימי הביניים, מתחקים אחרי יריבים עלומים בארצות רחוקות ואקזוטיות. הם מחזרים אחר הסכנה ומתגרים בגורל. בחיפוש אחר גורמים מסתוריים, חורשי־רעה אפלוליים, כוחות מזיקים שלא מן העולם הזה, כמעט.

זוהי הרפתקה רומנטית, במובן הקלאסי של המילה״ (עמ׳ 128־129). 

והוא מסיים את הספר כך: 
"אחרי הכל, CDC נמצא בתמונה. סיירת המחלות הגיעה. הטקסס ריינג׳רס של בריאות הציבור רוכבים בערבות הנגיפים, דולקים בעקבות חיידקים רעולי־פנים״ (עמי 243).

מנה אחרונה: באופן מחתרתי הספר הזה הוא פשוט אנטי־מפחידן. הוא שוחה נגד הזרם המיוצג על ידי ספרו של ריצ׳רד פרסטון "האיזור החם״ (ספר מומלץ דרך אגב!) או ספרה של לורי גרט ״המגיפה הבאה״. בתוך ים של הגזמות יחצניות מסוג: ׳׳האבולה היא אימת יער הגשם״ או ״החיידקים הולכים ומנצחים״ הוא מביא מספרים ורקע המחזירים אותנו לקרקע המציאות. 

בקוקוויט (למשל) כחצי מיליון תושבים ו״רק״ 300 מהם מתו בהתפרצות המתוארת בספר. הסליחה עם משפחות המתים אך בין זה לבין שואה עולמית המרחק רב עד למאוד. רק נחשלותן הכללית של מדינות העולם השלישי מצריכה את התערבותם של גופים בין־לאומיים. ההתפרצות עצמה נחסמה באמצעים פשוטים של חיטוי ובידוד כמקובל מימים ימימה. 

כרגיל הבעייה היא בעיקר שיש לנו עסק עם בני אדם (כמו שנאמר: יש להחליף את העם). כפי שהוא כותב בעניין אחר: ״שום אמצעי הגנה אינו חסין מפני טעות אנוש ומשגים הרי־אסון בהליכי הבטיחות, ואי אפשר לבנות מעבדה שבני אדם אינם יכולים להביס את מיטב סגולותיה. אבל גם אם שום מעבדה אינה בטוחה לחלוטין מפני כשל, ניתן לפחות להקים מעבדה אטימה וחסינה מפני טעות ככל האפשר..״ (עמ׳ 192). 

 ולגבי עניין שלישי: ״המלריה היתה אבחנה מזוייפת. רשויות הבריאות בניגריה פשוט לא רצו להודות בכך שמתרחשת עוד התפרצות לסה במדינה״. במילים אחרות הבעיה העיקרית היא לאו דווקא הנגיף עצמו. הבעיה העיקרית היא התנהגות אנושית״. (עמי 172). 

אוכלוסיית אפריקה בה מתרחשות ההתפרצויות החביבות על המפחידים האופנתיים מתרבה בקצב מהיר והשפעות ההתפרצויות הידועות הן אפסיות ומתגמדות לעומת המחיר שגובות מלחמות האזרחים הבין שבטיות. בכל העולם אנו מתקרבים להכחדתם של כמה וכמה נגיפים שבעבר הפילו מיליוני חללים. מחלת האבעבועות השחורות קיימת היום רק ב״שבי״, לדוגמא. 

קפה וחשבון: ספר זה הוא בדיוק מה שהוא מבקש להיות. אין הוא ספר לימוד בוירולוגיה אם כי הקורא ימצא הסבר שווה לכל נפש על מהותם של יצורים ספק־חיים אלה. אין הוא מדריך לבניית חדר אטימה אבסולוטי, אם כי אותו קורא ימצא תאור של כזה. זוהי רפורטזה מורחבת מסוג אלה המופיעות לפעמים בעיתוני סוף שבוע המחזיקים מעצמם כמעל הממוצע. את התיאורים המדעיים והעובדות המספריות הוא מוהל בסיפור האנשים והמוסדות שמאחוריהם, בכך הוא מקל על עיכולם ומעניק פרספקטיבה רחבה יותר. אני מצאתי בו כמה שעות של קריאה מהנה המלווה בהרבה חיוכים ואפילו צחוקים בקול רם. ״הגל הקל״ של ספרות מדעית פופולרית. כן ירבו!

תוצאת תמונה עבור ‪virus ground‬‏


פורסם ב"גליליאו" 35, יולי-אוגוסט 1999


יום שישי, 23 ביולי 1999

לך אל הנמלה - אמיר עדן



בשני סרטים המוקרנים בימים אלה בבתי הקולנוע מככבים קרוביהם בני־ימינו של החקלאים הראשונים - הנמלים. מוכרים כ־200 מיני נמלים מקבוצת אטיני (attini) -נמלים הניזונות מפטריות שאותן הן מגדלות בחללים ובמחילות בתוך הקן על מצע של גזרי עלים המהווה מזון. הפטריות הופכות את חומרי המצע לסוכרים וחלבונים וכך ״מעכלות״ את המזון עבור הנמלים. בנוסף לאספקה סדירה של גזרי עלים, דואגות הנמלים לדשן את המצע בהפרשותיהן ולסלק יצורים המפריעים להתפתחות הפטריות.

File:Flickr - ggallice - Leaf-cutter ants.jpg
צילום:  Geoff Gallice,  Wikimedia commons

מתברר שגם האסטרטגיה של הדברה ביולוגית - הלהיט החדש של החקלאים, מצויה מזה זמן רב בשימוש שוטף אצל הנמלים. במאמר שהתפרסם בכתב־העת Nature (ב-22 באפריל) מדווחים קמרון קורי (Currie) ושותפיו, החוקרים את נמלי האטיני ביערות פנמה, כי זיהו מין של חיידק המצוי באופן קבוע על אזור החזה ועל רגלי הנמלים. חיידק זה מייצר חומר אנטיביוטי הפוגע באופן ייחודי באחד המזיקים העיקריים התוקפים את גידולי הפטריות שמגדלות הנמלים.

אצל בני־האדם נמצאת האנטיביוטיקה בשימוש רק כמה עשרות שנים, ולצערנו קצב הופעת זנים עמידים לאנטיביוטיקה עולה על קצב הפיתוח של תרופות חדשות. ״הנמלים הקדימו אותנו בפיתוח השיטות החקלאיות״, אומר חוקר הנמלים טד שולץ (Schultz). ״אולי נוכל ללמוד מהן את סוד השימוש הנכון והיעיל באנטיביוטיקה לאורך מיליוני שנים״.

לך אל הנמלה חוקר, ראה דרכיה וחכם.

המאמר ב-Nature

פורסם ב"גליליאו" גיליון 35, יולי-אוגוסט 1999.

יום רביעי, 7 ביולי 1999

הצורה היא ההישרדות

 


מושבות חיידקים ויצורים חיים אחרים מפתחים את תבניות גידולם בדומה להתארגנות של מערכות דוממות. הפיסיקאי פרופ' אשל בן-יעקב מאוניברסיטת תל-אביב ועמיתיו מסבירים וממחישים.

בעשרים השנים האחרונות החלו פיסיקאים להבין כיצד מתהוות צורות בחומר. פרופ' אשל בן-יעקב מבית הספר לפיסיקה ואסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר של אוניברסיטת תל-אביב, ראש המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה, פתר את חידת התהוות צורתם של פתיתי שלג, וגילה, שביכולתו לנבא ואף לבנות מודל של התארגנות עצמית של יצורים חיים, כגון מושבות חיידקים, על פי חוקים פיסיקליים, הדומים לאלה החלים על התפתחות התבניות בטבע הדומם.


שוו לנגד עיניכם "שרך" של שלג על חלון קפוא, מולקולות מים נודדות על משטח החלון ייתקלו באקראי בשרך וייצמדו אליו, הסבירות שהמולקולות ייתקלו בחלקיו החיצוניים של השרך וייצמדו אליהם גבוהה יותר, ולפיכך כל אחד מסעיפיו המזדקרים כלפי חוץ ייטה להמשיך ולהתארך. זאת ועוד, מולקולות המים יעדיפו כיווני התמקמות מסוימים על גבי פתית השלג, מאחר שהאוריינטציה שלהן מוכתבת על ידי מבנה גביש הקרח. כך, ובתגובה על תנאי טמפרטורה ולחות מסוימים, נוצר מבנה גבישי מורכב.

מושבת חיידקים שאופן אירגונה העצמי דומה לזה של פתית שלג

מושבות חיידקים ויצורים חיים אחרים מפתחים אף הם את מבני גידולם בתגובה על תנאי מזון, טמפרטורה ולחות מסויימים, בדומה להתארגנות של מערכות דוממות, לדוגמה, מושבת חיידקים יכולה להסתעף על פי עקרונות דומים לאלה המנחים התארגנות של פתית שלג. חיידקים המצויים על גבי מצע מזון קשה מדי יתקשו לנוע לעבר מזונם, אבל מולקולות המזון, שיכולות לנוע באופן דיפוזי בתוך המצע לעבר המושבה, ייטו להיתקל בחיידקים המזדקרים החוצה מתוכה, בדומה למולקולות המים הנצמדות לזיזי גביש הקרח. החיידקים ניזונים, גדלים ומתרבים על ידי התפצלות לשניים. כל התקבצות של חיידקיים תוביל להיווצרות ענף נוסף של המושבה.

הענפים המסתעפים מתחלפים בתלתלים, כשמושבת החיידקים מסוג Paenibacillus dendritiformis גדלה על גבי מצע גידול רך.


מערכות חיות

אולם בניגוד לשרך השלג, החיידקים יכולים לחוש את סביבתם, ו"להעדיף" תבניות גידול מסוימות על פני אחרות, כדי להבטיח את הישרדותם. מושבות חיידקים יכולות ללבוש צורות מורכבות יותר בגלל היותם יצורים חיים. פרופ' בן-יעקב מצא, שאם מגדלים את החיידקים על גבי מצע רך יותר, התבנית המסתעפת הראשונית של המושבה משתנה באופן ספונטני, והופכת לתבנית דמוית תלתלים מסולסלים, המתפשטת במהירות רבה יותר. במיקרוסקופ מבחינים בכך שלהסתלסלות הדגם גם נלווית התארכות ניכרת של כל חיידק יחיד. על אף שהשתנות זאת משפרת בעליל את כושר תנועתם של החיידקים (ולפיכך את נגישותם למזון) לא ידוע בדיוק מה מחולל את ההתארכות.

לא זו בלבד שהחיידקים חשים את סביבתם, מוסיף פרופ' בן-יעקב, ביכולתם אף להשפיע עליה, למשל על ידי יצירת נוזל המאפשר להם לנוע על גבי משטח המזון הקשה, זאת, כשם שביכולתם להשפיע זה על זה למשל על ידי הפרשת כימיקלים המשפיעים על תנועתם, ההופכת מאקראית לתנועה המכוונת על פי מפל הריכוזים של החומר המופרש. החיידקים מגיבים לתנאי סביבה קשים, כמו חוסר מזון או אנטיביוטיקה, על ידי יצירת תקשורת כימית (למשל, הפרשה של כימיקלים הגורמת להפעלה של גנים מסויימים) וגנטית (העברת מידע גנטי), כמו גם יצירת וריאציות חדשות של עצמם.

ביולוגיס העוסקים בשאלה, כיצד אוסף של תאים יחידים הופד לאורגניזם ומתפקד ברמה גבוהה יותר, מסתמכים בעיקר על טכניקות ביוכימיות וגנטיות. יעדם הוא לחשוף את חוקי המשחק המיקרוסקופיים. אבל הפיסיקאים כבר נוכחו לדעת, שהחוקים השולטים ביחסי הגומלין בין "עולם המיקרו" של חלקיקים תת-אטומיים לבין "עולם המקרו" של גופים גדולים יותר, מציגים בעיה מורכבת יותר, שהבנת היצירתיות של החיידקים עשויה לסייע בפתרונה. המאמר מבוסס על כתבת שער, שהתפרסמה בכתב העת Scientific American, אוקטובר 1998, מאת פרופ' בן-יעקב ועמיתו האמריקאי, פרופ' הרברט לוין, פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו.

על גבי מצע גידול קשה יוצרים חיידקי Paenibacillus vortex מערבולות מסתובבות, המאפשרות למושבה להתקדם ולהתפשט על גבי המצע כמו מכבש כבישים.

צילומים: עמיקם שוב

פורסם ב"תצפית" 6, עמ' 6, יולי-אוגוסט 1999


יום שישי, 25 ביוני 1999

תירס מהונדס, קוטל פרפרים

 

חוקרים אמריקאים גילו, כי האבקה הנפלטת מאבקנים של פרחי תירס שעבר שינויים גנטיים, היא קטלנית לסוג מסויים של פרפרים. עובדה זו מעכבת עתה פיתוחים ביו-הנדסיים בצמחים אחרים.


פרפר המונרך  - זכר
 Derek Ramsey (2007)

לפי הממצאים מתברר שאבקת פרחי תירס, שלזרעים שלהם הוחדר הגן של הרעלן, שאותו מייצרים חיידקי Bacillus thurgiensensis - גורמת למותו של זחל פרפר המונרך (Danaus plexippus). מדובר ברעלן שנועד להקנות לתירס עמידות בפני זחלי פרפרים וחרקים מזיקים אחרים, ולהפחית בכך את כמות הכימיקלים קוטלי החרקים שבשימוש החקלאים. בדרך זו, הפרפר היפה הופך להיות קורבן של המלחמה במזיקי התירס.

לתוצאות מחקר זה עשויות להיות השפעות משמעותיות ביותר על אזורים נרחבים בארצות-הברית שבהם מגדלים תירס, ואשר משמשים גם כאזורי התרבות של הפרפרים. אגב, כ-20% מתנובת התירס בארצות-הברית השנה, התקבלה מזרעים ביו-הנדסיים.


המקור: "ירוק כחול לבן" 26, יוני-יולי 1999

יום שני, 7 ביוני 1999

מי מפחד מצמחים מהונדסים? - יוסי הירשברג ואריה מעוז


הוויכוח על השימוש בצמחים שהושתלו בהם גנים זרים לא יורד מכותרות העיתונים. חדשות לבקרים מופיעים זנים חדשים של צמחים "'מהונדסים", ובמקביל נשמעים קולות התנגדות, שלעתים מלווים בפעולות מחאה נגד הטכנולוגיה החדשה.


בחודש פברואר האחרון התעורר בבריטניה ויכוח לוהט בנושא צמחי מזון שהוחדרו אליהם גנים זרים, בעקבות מקרה שאירע בקיץ. באוגוסט 98' הופיע חוקר בריטי בשם ארפאד פוסטאי ממכון המחקר רווט מסקוטלנד בתכנית טלוויזיה פופולרית וטען כי חולדות שאכלו תפוחי אדמה שהונדסו גנטית סבלו מהפרעות בגידול ובתפקוד מערכת החיסון. אל תפוחי האדמה הוחדר גן שהביא ליצירת לקטין - חלבון צמחי שגורם, בין השאר להדברת חרקים. לטענתו של פוסטאי טכנולוגיית ההנדסה הגנטית ולא הלקטין, היא שגרמה לתופעות אלה. התקשורת בבריטניה גילתה עניין רב בפרטי המחקר, אלא שאז התברר על-ידי צוות חוקרים בכירים שמונה לבדוק את הניסויים בקפדנות, ש"הנתונים עליהם התבסס פוסטאי היו לא נכונים". חיות הביקורת שבחר לאימות טיעוניו לא התאימו לצורכי הניסוי שביצע ולכן מסקנותיו היו בלתי מבוססות. מכון רווט התנצל בפני הציבור על הפצת "מידע מטעה" והשעה את פוסטאי. אולם, האחרון לא ויתר ושלח מכתבים לחוקרים ברחבי העולם ובהם הסביר את ניסוייו וניסה לשכנעם בצדקת טענותיו. בתחילת פברואר השנה התפרסם גילוי דעת של כעשרים מדענים, שתמך במסקנות מחקרו של פוסטאי. המדענים ממכון רווט שבדקו את הניסויים המשיכו, לעומת זאת, לטעון שהמחקר היה שגוי והביאו כראייה את העובדה שאף כתב-עת מדעי לא היה מוכן לפרסם אותו.

כל הפרשה יכולה הייתה להסתיים בכך, אלא שהנושא כולו טעון ונוצל מיד על-ידי פוליטיקאים כדי לנגח את הממשלה. חבר הפרלמנט הבריטי אלן סימפסון האשים את הממשלה ואת התעשייה הביוטכנולוגית בסילוף האמת וקרא לחרם על ההנדסה הגנטית של מוצרי מזון. גופים וארגונים שמתנגדים להנדסה גנטית בצמחים, הצטרפו גם הם לוויכוח הציבורי מנגד, הממשלה ואיתה כמעט כל המדענים ומוסדות המחקר בבריטניה, ממשיכים לטעון ולהוכיח שזוהי טכנולוגיה בטוחה הצופנת בחובה סיכויים גדולים וסיכונים מועטים ביותר.

שוק אוכל בניו-דלהי; מקצת מהירקות מהונדסים.

בפברואר 97' פורסמה בעיתונות ידיעה לפיה מתנגדת ממשלת מצרים ליישום טכנולוגיית ההנדסה הגנטית בצמחים. משרד הבריאות המצרי דרש עבור כל מוצר יבוא שנועד לשימוש הציבור, אישור כי לא עבר שינויים גנטיים. להחלטה זו נודעת השפעה רבה על יצוא ארה"ב, מכיוון שמצרים היא קניינית גדולה של תוצרת אמריקנית. לאחר מו"מ בין נציגים מצריים ואמריקאים נמסר על "הקלה בחרם המצרי בכל הקשור ליבוא צמחים מהונדסים גנטית", ובדצמבר 97' הודיעו המצרים כי "המחלוקת בין ארה"ב ומצרים בנושא יושבה".

* * *

ובשוויץ, נאלצו באותה שנה יצרני שוקולד להחזיר ממדפי החנויות 500 טון שוקולד ולהשמידו. הסיבה לכך הייתה שהשוקולד הכיל לציטין שהופק מסויה שטופחה בשיטות של הנדסה גנטית. בעקבות זאת איימו יצרני השוקולד להעביר את התעשייה אל מחוץ לאירופה. בשוויץ, כמו במדינות אירופיות אחרות, פועלים ארגונים ותנועות המתנגדים לשימוש ביצורים מהונדסים. שנה מאוחר יותר, בקיץ 98', נערך בשוויץ משאל עם שבו התבקשו האזרחים להביע את דעתם בנושא ההנדסה הגנטית. לראשונה בעולם התבקשו אזרחי מדינה לאשר או לשלול את הטכנולוגיה החדשנית. על רקע השמרנות שמאפיינת את השוויצרים הייתה התוצאה מפתיעה מאוד: כשני שליש מתושבי שוויץ תמכו בהסרת החרם על המוצרים המהונדסים ואישרו את המשך המחקר והפיתוח בתחום.

על מה הרעש? למה כה חריפה ההתנגדות לשימוש בצמחי מזון מהונדסים? והאם אכן יש לכך סיבה ממשית ומוצדקת?

היסטוריה קצרה
לפני 15 שנים הצליחו לראשונה מדענים להחדיר גנים לצמחים. תחילה יישמו את הטכנולוגיה באופן ניסויי בצמחים ששימשו כמודל - בטבק למשל, ובהמשך בצמחי גידולים חקלאיים חשובים, ביניהם תירס, אורז, סויה ועגבניות. עשר שנים מאוחר יותר יצא לשוק הצמח המהונדס הראשון. היה זה זן עגבנייה שנקרא Flavr Savr, שהניב עגבניות בעלות חיי מדף ארוכים. כיום, למעלה משליש הגידולים החקלאיים החשובים בארצות הברית ובקנדה הם זנים מהונדסים, בתוכם תירס, סויה וכותנה; וברחבי העולם היקף השימוש בצמחי מזון מהונדסים גנטית הולך וגדל. אולם, כאמור, לא בכל המדינות התקבלה ההנדסה הגנטית בצמחים בזרועות פתוחות. באירופה, לדוגמה, התייחסו אליה בחשדנות רבה, ולאחרונה גברה ההתנגדות, בעיקר בקרב ארגונים לשימור הסביבה ולמען חקלאות אורגנית, ואפילו בחוגים דתיים. הגדיל לעשות הנסיך צ'ארלס מבריטניה שפרסם מאמר בעיתון דיילי טלגרף ביוני 98', ובו כינה את ההנדסה הגנטית בצמחים "מתקפה כנגד הטבע וכנגד אלוהים". המדענים, הניצבים מעבר למתרס, בטוחים באמינותם ובבטיחותם של הצמחים המהונדסים.

מימין: תפוחי-אדמה מהונדסים עמידים לקוטלי עשבים - לאחר ריסוס
משמאל: הצמחים הפגועים מהריסוס הם צמחים רגילים.

בתי חרושת טבעיים
מבצע חיסון המוני כנגד שלשולים - אחת מסיבות המוות העיקריות בילדי המדינות המתפתחות - נערך לילדים מכמה מדינות אלה. תרכיב החיסון היה מרוכז בתוך תפוח אדמה, אותו התבקשו הילדים לאכול. בצמחי תפוח האדמה הושתל גן המקודד את אחד מחלבוני המעטפת של החיידק E. coli, האחראי על רוב מגיפות השלשול בעולם השלישי. אכילת תפוח האדמה המהונדס מביאה ליצירת נוגדנים כנגד מעטפת החיידק, שמחסלים חיידקי E. coli שפולשים לגוף.

תרחיש זה נשמע כלקוח מספרי המדע הבדיוני, אולם, לאמיתו של דבר, הוא קרוב מאוד למציאות. במכוני המחקר של החברות הביוטכנולוגיות מייצרים היום תרופות ומוצרים שונים בכמויות גדולות ובמחיר זול באמצעות צמחים ובעלי חיים המשמשים בתי חרושת טבעיים. חברות טיפוח זרעים הצליחו לפתח זנים משופרים של תירס, לפתית, תפוחי-אדמה, עגבניות, סויה, כותנה, טבק, קישוא, פפאיה ובננה, עם תנובת חלבונים גבוהה יותר, שומנים בריאים יותר, צמחים בעלי עמידות לתנאי יובש, לקוטלי עשבים וחרקים, וזו רק תחילת הדרך.

הנה לפניכם פיתוחים שהגיעו לשלב מסחרי:
  • תכונות עמידות: עמידות כנגד מזיקים (חרקים ותולעים), עמידות למחלות (פטריות, חיידקים ונגיפים), עמידות לקוטלי עשבים, ועמידות לעקות כמו מליחות, יובש וקור.
  • תכונות יבול: הארכת חיי מדף של פירות, ושינוי טיב היבול ואיכותו.
  • ניצול הצמחים לייצור חומרים שונים: לדוגמה: פולימרים, סוכרים, חלבונים, נוגדנים ותרכיבי חיסון.
מוצרים עתידיים של הנדסה גנטית בצמחים נמצאים כעת בשלבי פיתוח שונים. הם כוללים מגוון יישומים רחב מאוד: מוצרי מזון לאדם ולבעלי חיים, תרופות וחיסונים, חומרי טבע שונים המשמשים לקוסמטיקה, פולימרים וסיבים לתעשייה, תחליפים לדלק וכן צמחים מהונדסים שמסוגלים לנקות קרקעות מזיהומים סביבתיים. בשל ההיקף העצום של הייצור החקלאי, יש להנדסה גנטית בצמחים חשיבות יישומית ראשונה במעלה. למעשה, זוהי ההשפעה הכלכלית הגדולה ביותר שתהיה להנדסה הגנטית בכלל. על פי נתוני הארגון לשיתוף פעולה כלכלי ולפיתוח, כ-98% מכלל המוצרים שפותחו כתוצאה מיישום של טכניקות ההנדסה הגנטית הם בצמחים.

טכנולוגיית ההנדסה הגנטית פותחה במדינות המפותחות והיא מתבצעת בעיקר בחברות מסחריות שפועלות בארצות הברית ובאירופה, אך נראה כי בעתיד הקרוב היא תוכל לשמש את כל תושבי כדור הארץ. כבר היום גדלים צמחים מהונדסים המשווקים בהיקף נרחב ב-45 מדינות, ובעתיד צופים שחקלאים בעולם כולו ישתמשו בהם. בכנס הבינלאומי לביוטכנולוגיה ותרביות רקמה של צמחים, שנערך בירושלים ביוני 98' ושרבים ממשתתפיו היו נציגים ממדינות מתפתחות באסיה, אפריקה ודרום אמריקה, נקבע שביוטכנולוגיה של צמחים היא הדרך היחידה האפשרית להספקת מזון לכל תושבי כדור הארץ בעתיד.

מה הם "צמחים מהונדסים"?
הנדסה גנטית הוא שם פופולרי לטכניקה שבה משנים באופן מלאכותי את ההרכב הגנטי של יצורים בכך שמעבירים אליהם קטעי DNA מיצורים אחרים (ראו: "צמחים מהונדסים", גליליאו 13). ה-DNA הוא החומר שקובע את התורשה בכל היצורים החיים (ורוב הנגיפים). הוא בנוי כשרשרת ארוכה שמורכבת מארבע אבני בניין הקרויות נוקלאוטידים. רצף הנוקלאוטידים ב-DNA קובע את הרכב החלבונים הנוצרים בתאיהם של היצורים החיים, והוא הקובע את אופי התאים ואת תהליכי ההתפתחות של בעלי חיים וצמחים. קטע DNA האחראי לייצור חלבון אחד נקרא גן. אולם לא כל הגנים אחראים לייצור חלבון. יש כאלה שמשמשים מתגי הפעלה של גנים אחרים. ולעתים הם מופקדים על תהליכים אחרים בתא. לכל יצור יש מספר גנים קבוע: לחיידקים יש אלפים בודדים, לשמרים כ-6,000 גנים, לצמחים עשרות אלפים ולבני אדם כשבעים אלף גנים.

אם משתילים גן זר בתוך הכרומוסומים של יצור מסוים, נוצר חלבון מסוג חדש בתאי אותו יצור. משהושתל גן זר בכרומוסום הוא מהווה חלק אינטגרלי ממכלול הגנים, ומכאן ולהבא הוא יעבור בתורשה מתא אם לתאי הבת ומהורה לצאצאיו. ראוי לציין שעצם שתילת גן זר לא מהווה ערובה לכך שהוא יקנה לייצור המהונדס תכונה חדשה. לשם כך עליו להתבטא בסביבתו התאית החדשה. ביטוי גנטי של רצף DNA מתרחש כאשר הגן גורם לייצור החלבון המסוים שאותו הוא מקודד או כאשר הוא משפיע על ביטוי גנים אחרים, ובכך הוא משנה תהליכים מטבוליים בתא.

בהנדסה גנטית בצמחים נוקטים באחת משלוש האפשרויות הבאות:
  • החדרת גן זר: על מנת להקנות לצמח תכונה חדשה, שותלים בו קטע DNA שמקורו ביצור אחר - חיידק, פטרייה, בעל חיים או צמח ממין אחר. כדי שהגן הזר יתפקד כהלכה בצמח, יש לערוך טיפולים שיאפשרו את ייצור החלבון שהוא מקודד. וכן שהחלבון ייווצר בחלקי הצמח הרצויים ובזמן המתאים. למשל, כדי להפעיל ייצור תרכיב חיסון מסוים בפרי באמצעות גן שמייצר את חלבון התרכיב, הגן צריך להתבטא אך ורק ברקמת הפרי ולא ברקמת העלה. מבין התכונות החדשות שהעבירו לצמתים באופן זה. נציין עמידויות למזיקים ולמחלות ועמידויות לקוטלי עשבים.
  • הגברת פעילות של גן עצמי: לעתים די בהגברת ביטוי של גן שנמצא ממילא בצמח באופן טבעי על מנת לקבל תכונה רצויה. כך, למשל, הגברת גנים האחראים לייצור חומצות שומניות בעלות ערך תזונתי גבוה בזרעים של לפתית (קנולה) גורמת לייצור שמן בריא יותר. אפשר גם לשלוט על כמות ייצור השמן על ידי שינוי "מתג ההפעלה" של הגן.
  • השתקת גן עצמי: בדומה להגברת הביטוי של גן עצמי. ניתן גם להפחית את ביטויו של גן ואפילו להשתיק אותו לחלוטין, כאילו אינו קיים יותר בצמח. לדוגמה, השתקת הגן המקודד אנזים שגורם להתרככות הפרי ומזרז את הבשלתו (פוליגלקטורונאז), מביאה להארכת חיי המדף של פירות. זוהי הטכנולוגיה שבאמצעותה יצרו את העגבנייה המהונדסת Flavr Savr. השתקה של גנים המקודדים את ייצור הגז אתילן בפרי, שמזרז תהליכי הבשלה, משיגה אותה מטרה.
על מה הצעקה?
כאמור, ניסיון מצטבר של עשרים שנות מחקר בהנדסה גנטית הרגיעו את חששות המדענים מפני אסון. אולם, יש עדיין כאלה שחוששים משינויים גנטיים בצמחים. במיוחד בולטת ההתנגדות באירופה, שהביאה למחאות אלימות של ארגוני סביבה מיליטנטיים באנגליה, אשר השמידו שדות תירס וגרמו לנזקים בהיקף של כמיליון דולר. מדוע מתנגדים להנדסה גנטית בצמחים?

אפשר לחלק את הסיבות להתנגדות לארבע קבוצות: נימוקים אתיים: סכנות בריאותיות: סכנות אקולוגיות ושיקולים מסחריים וטכניים.

הנימוקים האתיים נפוצים בעיקר בחוגים דתיים שרואים בהנדסה גנטית התערבות במעשה הבריאה המנוגדת לערכים דתיים. "את המניפולציות הגנטיות מן הסוג הזה יש להשאיר לאלוהים לבדו", כתב הנסיך צ'ארלס, במאמר בדיילי טלגרף. נציין בהזדמנות זו שאין בהלכה היהודית דברים היכולים להיחשב כהתנגדות להנדסה גנטית ולכך כבר התייחסו מספר רבנים. ארגונים אקולוגים וטבעונים מיליטנטיים חרטו גם הם על דגלם התנגדות עקרונית גורפת להנדסה גנטית מהטעם האידיאולוגי של התערבות האדם בטבע.

אלה המתנגדים להינדוס צמחים מסיבות בריאותיות מציינים שתי סכנות לכאורה. האחת, החדרת גנים המקנים עמידות לחומרים אנטיביוטיים שונים. הטענה: גנים אלה עלולים "לברוח" ולהגיע לחיידקים פתוגניים מחוללי מחלות באדם ובבעלי חיים ובכך לבטל את יכולתנו להתגונן מפניהם. הסיכוי התיאורטי למקרה כזה נמוך מאוד, ולמעשה זניח לעומת קצב התפשטות עמידויות לאנטיביוטיקה בחיידקים כתוצאה מתהליכים "טבעיים", שאינם קשורים כלל להנדסה גנטית. הסכנה הבריאותית השנייה נובעת מטיב הגנים המוחדרים לצמחים. קיים חשש, שביטוי גן זר בצמח יביא לייצור חלבון או חומר אחר, שעשוי לחולל תגובה אלרגית. גם כאן, יש לומר שהסיכוי לכך קטן ואינו משנה באופן משמעותי את מספר מקרי התגובות האלרגיות כתוצאה מחשיפת בני אדם לכימיקלים חדשים שנכנסים לשימוש יום יומי בכל תחומי חיינו.

המתנגדים להינדוס צמחים מהסיבה האקולוגית מונים את האפשרות ש"בריחת" גנים מצמחים מהונדסים אל הטבע תגרום לבעיות אקולוגיות שונות. למשל, צמח שבו נשתל גן המקנה עמידות לקוטל עשבים, עלול להפוך לעשב מזיק בגידולים חקלאיים אחרים ולא ניתן יהיה לחסלו בשל תכונת העמידות הזו. בדומה לכך, אם הגן המקנה את העמידות יעבור לצמחי בר קרובים בעקבות האבקה הדדית (מדובר במינים קרובים כמו לפתית וחרדל בר), הוא עשוי להפוך את צמח הבר לעשב רע שאינו בר-הדברה. על מקרה כזה דווח בשנה שעברה. על כך משיבים המומחים שיש בנמצא מספר קוטלי עשבים שונים ואין גן אחד שיכול להקנות עמידות לכולם. החלפת שימוש בקוטלי עשבים הוא הפתרון לבעיה זו. אולם, בכל מקרה, יש לתת על כך את הדעת.

עמידות לקוטלי עשבים בצמחי חקלאות מאפשרת לחקלאי טיפול יעיל ביותר כנגד עשבי בר על ידי ריסוס שדות בחומר כימי שהורג את כל הצמחים מלבד צמחי החקלאות העמידים. המתנגדים טוענים שהדבר יגביר את השימוש בכימיקלים בחקלאות, ויגרום לזיהום הסביבה, מקווי המים וכו'. דא עקא, השימוש בחומרים כימיים כקוטלי עשבים מקובל ממילא, משום שאין לו תחליף בשלב זה, ולכן מדובר בסך הכל בהעדפה של קוטל עשבים מסוים על פני אחרים בגידולים העמידים. משרדי החקלאות והסביבה במדינות שונות אינם מאשרים שימוש בכימיקלים שאינם מתפרקים באופן טבעי, והעמידויות המתקבלות בצמחים כיום הן כנגד כימיקלים כאלה. בהקשר זה נציין שהקניית עמידות לחרקים בשיטות ההנדסה הגנטית דווקא מפחיתה את השימוש בכימיקלים קוטלי חרקים מכיוון שהיא הופכת אותו למיותר.

סכנות אקולוגיות נוספות כרוכות בשימוש בגנים שמקנים לצמחים עמידות למחוללי מחלות (חיידקים ופטריות) או למזיקים (חרקים בעיקר). לדברי המתנגדים, מהר מאוד יתגברו מחוללי המחלות או החרקים על העמידויות ותתבטל השפעתם. יתר-על-כן, הם יהפכו למסוכנים יותר. מן הראוי לציין שתכונות (גנים) לעמידויות כאלה נמצאות בשימוש נרחב כבר זמן רב באמצעות השבחה גנטית קלאסית. לרוב, המקור הוא מיני-בר קרובים שהוכלאו עם צמחי חקלאות. גם כאן, שימוש במגוון של עמידויות שונות יבטיח מפני התפרצות מחלות ומזיקים.

בקרב המתנגדים להנדסה גנטית משיקולים מסחריים וטכניים בולטת קבוצה של חקלאים שחוששים מפני מונופוליזציה של חברות גדולות על טיפוח זנים חדשים בחקלאות. הנדסה גנטית היא טכנולוגיה מתוחכמת ויקרה, ורק חברות הענק מסוגלות לפתח אותה ולהשתמש בה. שיווק של זנים מהונדסים על ידי חברות אלו ידחוק את שאר מטפחי הצמחים מהשוק וישעבד את החקלאים לחברות הענק. זאת ועוד, טיפוח כזה על ידי מספר חברות קטן יחסית יגרום לאחידות רבה של החומר הגנטי בחקלאות, והשונות הגנטית שנובעת משימוש בזנים שונים תקטן. לאחידות גנטית יש חסרון מוכח בטווח הארוך: במשך הזמן עלולים להופיע מזיקים ומחלות שישמידו צמחים מזן מסוים וללא שונות כל הצמחים יושמדו. חשש נוסף, שאין לו בינתיים בסיס מדעי, הועלה על ידי חקלאים "אורגניים" מפני "זיהום" בגרגרי אבקה מצמחים מהונדסים שיקנה לגידולי החקלאות האורגנית תכונות חדשות.

רבים מנסים אמנם, לטפול את כל הסכנות על השינויים הגנטיים שייגרמו בעקבות המניפולציות של ההנדסה הגנטית, אולם יש לזכור שצמחים עוברים ממילא, באופן טבעי, שינויים תורשתיים רבים כתוצאה ממוטציות ומשינויים במיקומם של רצפי DNA בכרומוסומים. שינויים אלה, שמתרחשים באופן אקראי, הם הבסיס לטיפול גנטי ולהשבחה, וטכניקות אלה נהוגות למן העת העתיקה, כאשר האדם החל לביית את מיני הבר.


טרסות אורז בפיליפינים. בעוד כמה עשרות שנים רוב צמחי החקלאות יהיו מהונדסים.

שמירה על הסביבה

כבר בתחילת שנות השבעים, כאשר החלו לבצע את הניסויים הראשונים בהנדסה גנטית בחיידקים, הובעה דאגה בדבר סיכונים אפשריים של טיפולים גנטיים מסוג זה. השילוב של גנים זרים בכרומוסומים עורר את הדמיון והעלה את החשש מפני האפשרות של ייצור "מפלצות" שיהוו איום על המין האנושי ועל הסביבה. כדי לבדוק חששות אלה נדרשו החוקרים לבצע ניסויים ובדיקות יסודיות במעבדה.

בשנת 1974 פרסמו מדענים מתחום הביולוגיה המולקולרית מכתב בעיתון המדעי Science, בו מנו סכנות פוטנציאליות בשימוש בטכנולוגיה של העברת DNA מיצור ליצור, וקראו לפיקוח על הניסויים בהנדסה גנטית בעזרת הנחיות ותקנות. בעקבות הסערה הציבורית שחולל המכתב, יזמו מספר פוליטיקאים בארה"ב חקיקה להגבלת הניסויים בהנדסה גנטית.

בפברואר 75' נענתה הקהילה המדעית לאתגר הבטיחות בניסויים בהנדסה גנטית, ולמעלה ממאה מדענים מובילים בתחום הביולוגיה המולקולרית התכנסו בקליפורניה כדי לבחון סוגיה זו. ברוב גדול התקבלו החלטות לשמירה על כללי בטיחות מסוימים והתקבלה הסכמה לגבי הדרך שבה יש לפקח על הניסויים. כשנה אחר כך התפרסמו בארה"ב הנחיות של מוסדות הבריאות הלאומיים (NIH) בדבר ביצוע ניסויים ב-DNA מהונדס. בין השאר נקבעו קטגוריות סיכון שונות לפי סוג הניסויים. לכל קטגוריה כזו נקבעו תקנים מיוחדים לתפעול המעבדות, כשהעיקרון המנחה הוא להפריד את החומר הניסויי מהסביבה בדרגות בידוד שונות. נקבעו ועדות מייעצות לעבודה ב-DNA מהונדס ושותפו בהן גם נציגי ציבור שאינם מדענים. גופים דומים נוצרו באותה תקופה גם באירופה. את ההנחיות אכפו בהקפדה יתרה, הן מוסדות המחקר והן הגופים שמממנים את המחקרים (לרוב אלו הן קרנות ממשלתיות וציבוריות).



מלכתחילה סברו מדענים רבים שהנחיות מוסדות הבריאות האמריקאיים היו חמורות מדי, ובמספר מקרים אף בלתי מבוססות מבחינה מדעית. ככל שחלף הזמן והצטברו נתונים חדשים, התברר שהסיכונים מניסויים עם DNA מהונדס הם אכן קטנים מאוד. מאות ואלפי מעבדות ברחבי העולם בדקו עד היום היבטים שונים של הנדסה גנטית, ולאור הממצאים הוקלו ההנחיות באופן משמעותי. היום, לאחר כ-25 שנות מחקר בהנדסה גנטית, ברור שהחשש מייצור מפלצות גנטיות היה מוגזם. יחד עם זאת, לשחרור של אורגניזמים וצמחים מהונדסים לסביבה יכולות להיות השפעות שראוי לתת עליהן את הדעת.

מכיוון שניתן לייצר אורגניזמים וצמחים מהונדסים ולקבל מהם מוצרים שניתנים ליישום בתחומים שונים, יש צורך לבקר את שחרורם לסביבה באמצעות גופים מקצועיים האמונים על הטיפול בתחומים אלה. לכאורה, ההשפעות הסביבתיות הבולטות ביותר יכולות לנבוע מחיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים שהונדסו גנטית, ואולם למעשה, חיידקים שהשתנו באופן טבעי, או שהושרו בהם מוטציות אקראיות נמצאים בשימוש כבר עשרות שנים. הנפוצים ביותר הם החיידקים קושרי חנקן (מהסוג Rhizobium), שבהם משתמשים כתוספים לזרעי קטניות למעלה ממאה שנה. שימוש מוצלח בתכשירי הדברה ביולוגיים נעשה מזה שנים בחיידק Bacillus thuringiensis ובפטרייה Trichoderma. בנוסף לניסיון הארוך בשימוש במיקרואורגניזמים אלה ואחרים, קיימים ממצאים רבים המצביעים על כך שהיצורים המהונדסים אינם שורדים זמן רב בסביבה לאחר השימוש, תפוצתם נמוכה (באמצעות גורמים חיצוניים כמו רוח) והם אינם רעילים. לפיכך, יש יסוד סביר להניח ששחרור יצורים מהונדסים לסביבה אינו מסוכן. סברה זאת נתמכת על ידי פרסומים מדעיים רבים שהופיעו בשנים האחרונות שבחנו והעריכו כל מקרה לגופו, והם משמשים בסיס להערכת סיכון עתידי.




השימוש בצמחים מהונדסים נחשב בטוח יותר לעומת השימוש במיקרואורגניזמים, וזאת בעיקר בשל גודלם, קצב התרבותם והיותם קבועי מקום. אך יש שאלות שיש לדון בהן כאשר מעריכים את הסיכונים של ניסויי שדה בצמחים מהונדסים. המדיניות בה נוקטים להערכת ההשפעות הסביבתיות של צמחים מהונדסים היא לדון בכל מקרה לגופו, על מנת להימנע מפגיעה שלא לצורך בתוצר ביוטכנולוגי חדש. הגישה מתמקדת באפיון הסיכונים, אם הם קיימים, ונשענת על בסיס מדעי כדי להגן על הסביבה ובריאות הציבור מבלי לפגוע בתהליך של פיתוח הביוטכנולוגיה. תהליך זה שונה מהבדיקה המסורתית לסיכונים הסביבתיים של כימיקלים מכיוון שאין בו הנחה מראש של סיכון. גישה זו נסמכת על הדמיון של חלק מהתוצרים החדשים למוצרים ישנים ומסורתיים שאינם מהווים סיכון לבריאות האדם.

הציבור בארצות האיחוד האירופי מתייחס עד היום בחשדנות מסוימת אל ההנדסה הגנטית. עד לאחרונה היתה גם התנגדות ניכרת בעיקר מצד ארגונים למען הסביבה, התנגדות שלוותה בפעולות מחאה. המחאה התעוררה כשהתברר כי סויה שעברה הנדסה גנטית שווקה לציבור ללא ידיעתו. הדבר עורר תסיסה והלחץ הציבורי בדבר זכות הציבור למידע על המזון הנצרך על ידו הביא לכך שהעניין נידון במוסדות המשותפים של האיחוד האירופי בוועדות מיוחדות לנושא, שהחליטו על ניסוח שיקולים לסימון מוצרי מזון מהונדסים באיחוד האירופי, שנוכל למצוא אותן יותר ויותר בשנים הקרובות על המדפים.

קופסת רסק עגבניות שהופק מעגבניות מהונדסות, הנמכרת ברשת סיינסבורי באנגליה.


איך מפקחים

הינדוס צמחים מהווה אתגר גדול גם מתוך ההתייחסות להשפעה הסביבתית - הם משתרעים על פני שטחים עצומים ללא יכולת בידוד מהסביבה. המודעות לסיכונים סביבתיים וההתמודדות עם האתגר הבטיחותי מלווה את העיסוק ב-DNA מהונדס כבר מתחילת פיתוחה של טכנולוגיה זו. בארצות שונות קיימות הנחיות לכליאת הניסויים בהנדסה גנטית במתקנים מיוחדים. בהנחיות אלה מדברים על שני סוגי מיגון: מיגון ביולוגי ומיגון פיסי ברמות בטיחות שונות של מתקני המחקר שבהם נעשים הניסויים (בעיקר מעבדות וחממות).

בתחילת שנות השמונים חלה תפנית משמעותית בתחום הבטיחות הביולוגית בעבודה בהנדסה גנטית. עד אז החששות העיקריים היו סיכון אישי לעובדי המחקר ו"הימלטות" אורגניזמים מהונדסים לסביבה בגלל תקלה. בשנות השמונים פותחו זנים מהונדסים, תחילה של חיידקים ואחר כך גם של צמחים ובעלי חיים, שנועדו לשימוש נרחב בסביבה. בעקבות זאת נקבע שיש להקפיד בטיפול בזנים המהונדסים ולבקר את פיזורם בסביבה במהלך הניסויים ולאחריהם. כל זה תקף גם לגבי גידולים חקלאיים, אף שבניסויי שדה לא נתגלה כל סימן לנזק סביבתי. יחד עם זאת, כל החדרה של גנים חדשים לשדה חייבת להיות בפיקוח צמוד של ועדת מומחים רב-תחומית, שתהיה לה סמכות להפסיק את השימוש ברגע שיתגלה הסימן הראשון של שינויים לא חזויים בסביבה. לפי המלצות מומחים גובשו עקרונות משותפים לגבי הפיקוח והבקרה על עבודה וניסויים הנעשים בשיטות של הנדסה גנטית. ברמה הארצית יש צורך למצוא את האיזון בין הצורך להגן על הסביבה מבלי לפגוע בהתפתחות המדעית והחברתית-כלכלית; ברמה הבינלאומית מדובר בשיתוף מידע בין מדינות וגופים בינלאומיים כגון ארגון המזון והחקלאות, ארגון הבריאות העולמי, הארגון לשיתוף פעולה כלכלי ולפיתוח, האיחוד האירופי ואחרים. בדרך זו ניתן להגיע לקונסנזוס מדעי ביחס לתהליכי בדיקה וסטנדרטים אחידים של בטיחות מוצרי ההנדסה הגנטית עוד לפני הגעתם לשוק. בעיה נוספת היא סימונם של מוצרי מזון שנוצרו בתהליכי הנדסה גנטית. קיימים הבדלים בדרישות לסימון מזון ממקור מהונדס במקומות שונים בעולם. גם טיב הסימון ואופיו אינם אחידים ומושפעים משיקולים שונים.

צמחים מהונדסים בישראל
בישראל עוסקים בהנדסה גנטית במסגרת מחקר ופיתוח ביוטכנולוגי מתחילת שנות השמונים. בשנים האחרונות מגדלים בארץ, במסגרות מחקר שונות, צמחים מהונדסים שהוחדרו להם גנים למטרות חקלאיות ואחרות. בתחום זה מתבצעים בארץ כמה עשרות פרויקטים. הגנים המוחדרים לצמחים מייצגים מגוון רחב של תכונות: עמידות למחלות, לחרקים ולקוטלי עשבים; עמידות לעקה (מליחות, יובש) ותכונות יבול רצויות. פעילות מחקרית זו מלווה גם בניסויי שדה חקלאיים, בדומה למה שנעשה בחו"ל.

במכוני מחקר ובחברות נערכים ניסויי שדה בצמחים מהונדסים הכוללים פיתוח זני עגבניות משופרים בעלי עמידות לנגיפים, כמו גם עגבניות ללא זרעים; פיתוח זני תפוחי אדמה עמידים לנגיפים ולחרקים; פיתוח זני כותנה עמידים לחרקים ולקוטלי עשבים וזני ציפורן עם חיי אגרטל ארוכים יותר.

בסוף 1988 מינה המדען הראשי של משרד החקלאות ועדה לפיקוח ולקביעת אמות-מידה לניסויים בצמחים מהונדסים. הוחלט למנות ועדת פיקוח ראשית לצמחים מהונדסים (ורצ"מ), הפועלת מכוח חוק הגנת הצומח. חשיבות הנושא גדולה גם בשל דרישתן של קרנות שמממנות את המחקר בישראל, לקבל אישורים רשמיים בדבר בקרה ופיקוח על ניסויים בצמחים מהונדסים במוסדות המחקר הפונים אליהן.

לפיכך, כל מי שמתכנן לבצע ניסויי הנדסה גנטית בצמחים ובמיקרואורגניזמים הקשורים אליהם במעבדה, בחממה ובשדה, חייב להגיש בקשה ובה תוכנית מחקר מפורטת. כמו כן, כל מי שמתכונן לייבא לארץ חומר צמחי מהונדס מחויב לפנות לוועדת בטיחות מוסדית או לורצ"מ ולהגיש בקשה לאישור אמצעי הכליאה ונוהלי הבטיחות שעליו לנקוט.

אין כיום מי שמטיל ספק בכך שההנדסה הגנטית בצמחים משנה את פני החקלאות בעולם. היא משכללת ומזרזת טיפוח זנים חדשים של גידולים עונתיים, שטובים בהרבה מהזנים הקיימים. בקרוב נראה גם עצי פרי משופרים, שקשה מאוד להשביח אותם בשיטות גנטיות קלאסיות. בעוד כעשר-עשרים שנה כל צמחי הגידול בחקלאות יהיו מהונדסים - את התהליך הזה לא ניתן לעצור. החששות מפני ביוטכנולוגיה בצמחים דומים לחששות שמתעוררים כל אימת שטכנולוגיה חדשנית חודרת בפתאומיות ובאופן מאוד קרוב לחיינו. הם נובעים מאי ידיעת העובדות ואי הכרת הטכנולוגיה. הפצת מידע אמין וברור לציבור הרחב, שקיפות ובהירות בנושא שיווק מוצרי מזון מהונדסים גנטית ובקרה מקצועית ובלתי-תלויה על ביצוע ניסויים, חיוניים על מנת לפזר את הפחדים, לעורר את אמון הציבור ולמנוע היסחפות להתנגדות בלתי רציונלית להנדסה גנטית בצמחים.


פרופ' יוסי הירשברג, גנטיקאי במכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית בירושלים. עוסק בביולוגיה מולקולרית של צמחים ובבידוד גנים הקובעים צבענים (פיגמנטים) וויטמינים בצמחים.
ד"ר אריה מעוז, מזכיר הוועדה הראשית לצמחים מהונדסים במשרד החקלאות. 

 פורסם ב"גליליאו" גיליון 34, עמ' 41-35, מאי/יוני 1999.