האם האבולה שינתה היסטוריה? - מרית סלוין

האם מגפת הדבר שהתחוללה באתונה בשנים 430־427 לפני הספירה לא ה״תה אלא מגיפת אבולה? יש חוקרים החושבים כך. המגפה המסתורית הסרת התקדים סימנה את תום תקופת שלטון פריקלס באתונה, כמו גם את חיסול המלחמה עם ספרטה, והחישה, ככל הנראה, את סופו של תור הזהב של יוון. ההיסטוריון היווני תוקידידס מספר כי באורח פתאומי הופיעה באתונה מחלה קשה שמוצאה ״באתיופיה ליד מצרים, שעברה אל עבר מצרים ולוב", ואז ״פתאום תקפה את אתונה״. תוקידידס, שהיה מניצולי המגפה, מציין כי יותר מ־300,000 אתונאים (אחד מכל שלושה) מתו מהמחלה, שסימניה היו חום גבוה, שלפוחיות בעור, הקאות, כיבים במעיים ושלשולים. רוב הקורבנות מתו כשבוע לאחר התפרצות המחלה.

נגיף אבולה במיקרוסקופ אלקטרונים
CDC/Frederick A. Murphy

החוקר פטריק אולסון (Olson) אפידמיולוג מהמרכז הרפואי הימי בסן־דיגו, קליפורניה, סבור כי נגיף האבולה עשוי להיות הגורם למגפה המסתורית. במכתב שכתב לכתב העת ״התפרצות מחלות חדשות״ (Imerging Infections Diseases), הוא מציין כי המחלה המסתורית ביוון כמו מחלת האבולה, שפרצה בזאיר ב־1995, הופיעו ונעלמו בפתאומיות, ובשתיהן הקורבנות מתו בתוך זמן קצר. מה שעורר במיוחד את תשומת לבו היו הגיהוקים שאפיינו 15 אחוזים מנפגעי האבולה - סימפטום לא רגיל, שהוזכר גם על ידי תוקידידס. קיימים עוד רמזים תומכים: באי סנטוריני שליד אתונה נמצאים שרידים של ציורי קיר מינואיים, ובהם רואים קופים ירוקים, הידועים כפונדקאים של נגיף האבולה. הנגיף יכול היה בקלות להיות מופץ על ידי מלחים מספינות שהגיעו מאפריקה לאתונה.

לצערם של החוקרים, לא נותרו כל עדויות גנטיות על אופיו של הנגיף המסתורי, וזאת בגלל העובדה שהיוונים שרפו את כל מתיהם כדי למנוע הידבקות.
,

פורסם ב"גליליאו" 18, ספטמבר/אוקטובר 1996

מתנוקוקוס (Methanococcus) - מיקרואורגניזם יחודי שאינו חיידק

 

בשנת 1977 הסעיר Carl Woese את העולם המיקרוביולוגי בהכריזו, שקבוצת מיקרואורגניזמים שנתגלתה זה מקרוב, אינה חידקים, אלא קבוצה סיסטמתית עצמאית שקרא לה ארכיאה (Archaea).

בתחילת 1996 קיבלה גרסה זו חיזוק חד משמעי, לאחר שמכון למחקר גנומי בגייטסברג, מרילנד, סיים למפות את כל הרצף של אחד מחברי הקבוצה הנ"ל - Methanococcus jannaschii. מיקרואורגניזם זה חי במעמקי הים בסמוך לנביעות חמות מאד. האורגניזם משגשג בטמפרטורה של כ-100°C ומתרבה תוך שהוא מנצל תרכובות אי-אורגניות בלבד, ומפריש מתאן כתוצר לוואי.

Methanococcus jannaschii ©UC Berkeley Electron Microscope Lab

קרול בולט, שעמדה בראש הקבוצה הכריזה בכנוס של מחלקת האנרגיה של ארה"ב, שהצליחו למפות את רצף ה-DNA של האורגניזם הכולל 1.7 מיליון זוגות בסיסים. לחלק הארי של הגנום לא נמצא מקבילות ברצפים של גנים השמורים במאגרי המידע.

Methanococcus jannaschii הינו המיקרואורגניזם השלישי שכל רצף הגנים בו נקבע, לאחר המופילוס אינפלואנזה (Haemophilus influenzae) ומיקופלסמה גניטליום (Mycoplasma genitalium).

תקציר מאמר מ-Science: 

פורסם ב"סינתזיס" 14, ספטמבר 1996.

שם הארכאון השתנה  בהמשך  ל- Methanocaldococcus jannaschii

קולטן נוסף לנגיף האיידס - איתי בן-פורת

בשבועות האחרונים ראתה אור אחת מפריצות הדרך החשובות ביותר בחקר נגיף האיידס: חוליה חשובה התבררה במנגנון החדירה של הנגיף לתאים. מאז 1984 ידוע כי נגיף האיידס חודר תאי לימפוציטים מסוג T של מערכת החיסון על ידי היצמדות לקולטן המכונה CD4, שנמצא על פניהם. תאים אלה נהרסים כאשר מתפתחת מחלת האיידס. ב־1986 גילו כי לא די בקולטן זה כדי לגרום להדבקה, ומעורב בה, ככל הנראה, גורם נוסף. הדבר התברר בניסויי מעבדה, בהם יצרו תאים של קוף או עכבר, שעל פניהם נמצא קולטן ה־CD4, ומצאו כי לא ניתן להדביק תאים אלה בנגיף. מזה כעשר שנים מתנהל החיפוש אחר קולטנים נוספים, ועד כה לא נראו תוצאות. אולם, בשבועות האחרונים התפרסם בכתבי העת Science  ו-Nature גילויים של שני קולטנים חדשים לנגיף האיידס.

צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של נגיפי איידס שמקיפים תא-T ה״כדורים״ בתמונה הם הנגיפים,
והנגיף המסומן בחץ מצוי בתהליך חדירה לתא.

לפני כחצי שנה התפרסמה עבודה של רוברט גאלו (Gallo) וצוותו ממכון הבריאות הלאומי בארה״ב אשר גילו כי מספר חומרים הקרויים ׳׳כימוקינים׳׳, המעורבים בתהליכים דלקתיים בגוף, מעכבים הדבקה בנגיף האיידס. עיכוב כזה יכול להתרחש אם החומרים הללו נקשרים לאותו קולטן שאליו נקשר הנגיף בתאי ה־T ובכך מתחרים בו ומונעים את קשירתו לתא. הגילוי הוביל למירוץ לזיהוי הקולטנים שאליהם נקשרים הכימוקינים. שלוש קבוצות מחקר גילו במקביל קולטן כזה הנקרא 5-CC-CKR, שנחוץ להדבקת תאים על ידי נגיף האיידס. ואכן צרוף הקולטנים CC-CKR-5-ו CD4  מאפשר הדבקה של תאי קוף או עכבר על ידי הנגיף.

באותה עת נתגלה קולטן נוסף שכונה fusin, הפועל אף הוא באופן דומה, על ידי אדוארד ברגר (Berger) וקבוצתו, מהמכון הלאומי לאלרגיה ומחלות מידבקות בוושינגטון, ארה״ב. לגילוי הקולטנים החדשים עשויה להיות חשיבות מכרעת בחקר מחלת האיידס. אחד הקשיים הגדולים ביותר בחקר המחלה כיום הוא חוסר האפשרות לערוך ניסיונות בחיות מעבדה, שכן הנגיף מדביק רק בני־אדם ושימפנזים. גילוי זה עשוי לאפשר פיתוח חיות מודל שניתן להדביק בנגיף - למשל עכברים שיישאו את הקולטנים לנגיף על תאיהם. בחיות כאלה ניתן יהיה לחקור את המנגנון שבו הנגיף הורס את התאים ולנסות לפתח טיפולים וחיסונים למחלה. זיהוי הקולטנים פותח כיוונים חדשים בטיפול: פיתוח חומרים אשר ייקשרו לקולטנים אלה וימנעו את קשירת הנגיף. ידוע זה מכבר כי אחוז קטן מהאוכלוסיה עמיד בפני הידבקות בנגיף האיידס. אפשרות מעניינת העולה ממצאים אלה היא כי אצל האנשים העמידים פגום אחד מהקולטנים שנתגלו, ולכן הנגיף אינו יכול לחדור לתאי ה-T שלהם. ממצאים אלה, יחד עם השגים חדשים בתחום הטיפול הרפואי במחלת האיידס, מהווים את פריצת הדרך הגדולה ביותר בחקר האיידס בעשור האחרון.

פורסם ב"גליליאו" 18, ספטמבר/אוקטובר 1996

אולי אנחנו לא לבד - עקיבא בר-נון

האם הגיע הרגע שחיכינו לו מאז שנשאנו את עינינו לשמים? האם אמנם התגלתה העדות הראשונה לחיים מחוץ לכדור הארץ? העדויות ממחקר שנמשך שנתיים, על מטאוריט שהגיע אלינו ממאדים, מראות כי אמנם ייתכן שנמצאים בו מאובנים של חיידקים בני 3.6 מיליארד שנים, הדומים למאובני החיידקים הראשונים, בני אותו גיל, שנמצאו בסלעי הארץ.

כאשר עדויות אלו יאומתו על ידי מחקרים נוספים, והמסקנות על מאובנים של חיים פרימיטיביים על מאדים יאושרו גם הן, נדע לבטח כי גם על מאדים, שכננו במערכת השמש שנוצר, כמו כדור-הארץ לפני 4.5 מיליארד שנה, החלו החיים באותה תקופה שהם נוצרו על פני כדור הארץ הקדום.

אם אכן כך, הרי יצירתם של חיים מחומר לא חי הוא תהליך הקורה די בקלות, במשך מיליארד השנים הראשונות להיווצרותה של פלנטה, כאשר התנאים מתאימים (תנאים מתאימים הם חוסר חמצן חופשי ונוכחות מים נוזליים). אם אמנם החיים נוצרים בקלות יחסית, הרי צפיפות החיים בגלקסיה שלנו, המכילה כמאה מיליארד כוכבים שלחלק ניכר מהם יש פלנטות, יכולה להיות גדולה.

יש לזכור כי החיים שאנו מדברים עליהם פרימיטיביים ביותר - חיידקים בלבד. החיידקים שלטו על פני כדור הארץ במשך כשלושה מיליארד שנים, מעת היווצרותן לפני כ-3.6 מיליארד שנים ועד לפני כ-700 מליון שנים, אז החלו להופיע יצורים גדולים ומסובכים יותר.האדם הופיע רק לפני 3 עד 5 מיליון שנים, והציוויליזציה שלנו היא בת פחות מ-10,000 שנים - רק שלוש מיליוניות מגיל החיים על פני כדור הארץ. בכדי שנוכל להעריך את הסיכוי ליצור קשר רדיו עם ציוויליזציות אחרות, יש לשאול כמובן אם שלוש מיליוניות אלו הן הכרחיות בהתפתחות החיים ולכך יש לנו רק דוגמה אחת - על פני כדור הארץ.

באשר לממצאים מהסלע של מאדים. סלע זה, שמשקלו כ-1.5 קילוגרמים, נתגלה בשנת 1984 באנטארקטיקה באזור הנקרא Allan Hills לכן סימונו ALH 84001. קל למצוא מטאוריטים באנטארקטיקה: קירות הסלע המתגלים בשברים בולטים בקרח הלבן. כמו כן, בגלל הקור העצום והיובש הרב שבעקבותיו (יותר מאשר בסהרה), יש שם מעט מאוד מיקרואורגניזמים היכולים לזהם את המטאוריטים. לפי עובי שכבת הקרח, שכב המטאוריט שם כ-13,000 שנים מאז הגיע לכדור הארץ. לפי חשיפתו לקרינה קוסמית בחלל, לפני שהגיע לארץ, נראה ששהה שם כ-15 מיליון שנים, מאז הותז מפניו של מאדים על ידי פגיעת מטאוריט גדול. עד היום יש בידינו 12 מטאוריטים שהגיעו ממאדים הנקראים קבוצת SNC לפי מקומות מציאתם (Shergotty Nakhla - Chassihny).

לבד מכדור הארץ, מאדים הוא המתאים ביותר במערכת השמש ליצירת חיים. ליצירת חיים דרושים מים נוזליים, כדי שהחומרים האורגניים יתמוססו בהם ויפעלו זה על זה עד ליצירת אבני היסוד של החיים. מרחקו של מאדים מהשמש גדול פי 1.5 מזה של הארץ, לכן הוא מקבל פי 2.25 (1.5 בריבוע) פחות קרינה מהשמש, וכיום הטמפרטורה השוררת בו מצויה מתחת לאפס, ומימיו קפואים בקטבים ומתחת לפני הקרקע - בצורת קרח-עד (פרמהפרוסט), כפי שאנו מכירים באנטארקטיקה.

אולם, צילומי פני הקרקע של מאדים מורים בבירור כי אי פעם היו על פניו מים נוזליים. על פני הכוכב אפשר להבחין בוואדיות שנוצרו על ידי מים נוזליים, ואף באזורי שיטפונות גדולים. גם המטאוריטים שהגיעו ממאדים מכילים מינרלים שנוצרו בנוכחות מים נוזליים. לכן סביר להניח כי בשחר ימיו הכיל מאדים באטמוספרה שלו כמויות גדולות יותר של פחמן דו-חמצני ואדי מים אשר על ידי אפקט החממה גרמו לטמפרטורת שטח די גבוהה כדי לאפשר את קיומם של מים נוזליים ולא רק קרח, כמו היום. מאדים החם התקרר במשך השנים. המים קפאו ואחריהם גם הפחמן הדו חמצני. עם היעלמותם של גזי החממה הללו (המחממים כיום את כדור הארץ) קפא מאדים ונותר קר עד היום. פעילות אקראית שמתרחשת בו גורמת לחימום הקרקע תוך התכת הקרח וגרימת שיטפונות אדירים שהעדות להם נראית כיום בצילומי מאדים.

המטאוריט שנבדק הוא סלע בזלת סדוק הנשבר בקלות לאורך הסדקים. הוא התגבש לפני 4.5 מיליארדי שנים, באותה עת בה נוצר כדור הארץ. לפני 3.6 מיליארדי שנים, בהיותו במאדים, זרמו לתוך הסדקים מים ובתוכם פחמן דו חמצני מומס. הם הפכו במשך הזמן לתרכובות פחמן מוצקות (גיר). בתוכן נמצאו כדורים, אף הם בנויים מתרכובות פחמן, ומסביבם קליפה של ברזל חמצני (מגנטיט) וברזל גפריתי שניהם נוצרים בכדור הארץ על ידי תהליכי חמצון וחיזור של חיידקים. ליד תרכובות הברזל נמצא חומר אורגני - תרכובות ארומטיות פוליציקליות (PAH), הדומות לנפתלין שאנו מכירים. חומרים אלו נוצרים בחימום של חומר חי לטמפרטורות גבוהות בהיעדר חמצן. ההרכב האיזוטופי של תרכובות הפחמן ושל החומרים האורגניים מראה בבירור שאלו אינם זיהומים שנרכשו על פני הארץ, אלא מקורם במאדים. כמו כן הרכב הסלע עצמו דומה להרכב סלעי מאדים, כפי שהראו הבדיקות שנערכו על פני מאדים בשנת 1976 על ידי שתי חלליות הוויקינג שנחתו עליו. הן חיפשו מיקרואורגניזמים החיים שם היום, אך הבדיקות הביוכימיות העדינות הופרעו על ידי אדמת מאדים, והתוצאות לא היו חד משמעיות. בתרכובות הפחמן נמצאו גם גופים חוטיים בגודל של כחצי אלפית המילימטר, הדומים למאובני החיידקים הראשונים שנמצאו בסלעי הארץ.

בהיבט כללי, אם כי כל תוצאה לכשעצמה יכולה להיות מוסברת על ידי תהליכים שאינם קשורים בחיים, הרי אוסף כל התוצאות יחד באזור קטן מאוד בסלע, הוא, ככל הנראה, עדות לחיים פרימיטיביים שהתקיימו על מאדים. המאמר המסכם את תוצאות המחקר מופיע בעתון סאיינס (Science) ב-16 באוגוסט 96.

בשנים הבאות נחזור להקיף את מאדים, לנחות עליו ולבדקו על ידי מעבדה אוטומטית, בשנת 2005, אולי תתאפשר החזרת דגימה ממאדים לארץ, לבדיקות נוספות. לאור הממצאים הנוכחיים, צריך יהיה כמובן לשמור את הדגימות בתנאי בידוד קיצוניים כדי שלא יזהמו את כדור הארץ בחיים שמחוצה לו. נראה שלא ירחק היום וגם האדם ינחת על מאדים, אך בינתיים יחזרו החוקרים במעבדות רבות בעולם על הבדיקות שנערכו במרכז החלל של נאס"א ובאוניברסיטת סטנפורד, כדי לוודא את אמיתותן, ויבדקו אף את המטאוריטים האחרים שהגיעו אלינו ממאדים.

פרופ' עקיבא בר-נון הוא ראש החוג לגיאופיסיקה ולמדעים פלנטריים באוניברסיטת תל-אביב.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 18, ספטמבר/אוקטובר 1996.