חיי המין ששינו
את מערכת החיסון

הדגים החיים במעמקי הים הם בין היצורים המוזרים ביותר החיים בעולמנו, אך אפילו ביניהם קשה למצוא מוזרים יותר מהחכאים שוכני המעמקים (Ceratioidei). המאפיין יוצא הדופן הראשון שלהם הוא זה שנתן להם את שמם: מראשם יוצא מעין מקל ארוך ודק, שבקצהו בליטה, שאצל חלק מהמינים אף מפיקה אור. כך הם מפתים דגים שחושבים שהבליטה הזו היא דג קטן ומנסים לצוד אותו, רק כדי לגלות באיחור שהחכאי הוא הצייד והם עצמם הופכים לטרף. אך שיטת הצייד הזו היא, במפתיע, רק הדבר השני הכי מוזר בדגים אלו. השיא שמור לשיטת הרבייה שלהם. 

הנקבות והזכרים של החכאים שוכני המעמקים נראים ממבט ראשון כשייכים למינים נפרדים. הזכרים הם קטנטנים, אורכם פחות מסנטימטר, ואילו הנקבות גדולות מהם עשרות מונים. במים החשוכים לא קל לדגים למצוא אלה את אלה, וזכרים רבים מסיימים את חייהם בלי שהצליחו למצוא נקבה. לכן כשאחד מהם מוצא חכאית מתאימה, הוא נצמד אליה בכל כוחו, תופס בפיו את בטנה או צדי גופה ונשאר דבוק אליה. 

בחלק מהמינים ההיצמדות הזו היא זמנית בלבד, ולאחר ההפרייה הזכר עשוי לשחות לדרכו. אך במינים אחרים היא הופכת לקשר שאי אפשר לנתק, פשוטו כמשמעו: רקמות הפה והראש של הזכר מתמזגות עם רקמות העור של הנקבה, ומערכת הדם שלו משתלבת עם שלה, ליצירת מערכת משותפת אחת. הזכר מאבד למעשה כל קיום עצמאי, והופך למה שמכונה "טפיל מיני", כאשר חומרי המזון הדרושים לו מגיעים כולם מהנקבה. במילים אחרות, הוא לא הרבה יותר ממיכל זרע שדבוק אל הנקבה עד יום מותה, ומפרה אותה כאשר מגיע זמנה להתרבות. יש מינים שבהם הנקבה לא מסתפקת בזכר-טפיל אחד, ומאפשרת לעד שמונה זכרים להיות דבוקים אליה, כמעין ספיחים מייצרי זרע.

טפיל מיני. זכר באורך 6 מילימטר מהמין Photocorynus spiniceps מאוחה לגבה של נקבה באורך 46 מ"מ | צילום: Theodore W. Pietsch

השתלה של זכר בנקבה

צורת הרבייה הזו היא לא רק ביזארית – היא גם אמורה להיות בלתי אפשרית. כאשר הזכר מתאחה עם הנקבה מערכות הדם שלהם מתחברות, בדומה למה שנעשה בהשתלות איברים, כאשר האיבר הזר – כבד, לב, ריאה – מוכנס לגוף המושתל ומחובר למערכת הדם שלו. אך כאשר מדובר בהשתלות איברים, הרופאים חייבים לוודא שהאיבר המיועד מתאים מבחינה גנטית לחולה, והחולה מקבל תרופות שמדכאות את מערכת החיסון. ללא אמצעים אלו, מערכת החיסון של החולה תתקוף את האיבר המושתל ותדחה אותו, והתוצאות יהיו הרסניות.

החכאים, לעומת זאת, לא מבצעים בדיקות גנטיות לפני ה"השתלה" של הזכר בנקבה, וגם לא נוטלים תרופות. איך קורה אם כך שמערכת החיסון של הנקבה לא פועלת נגד התאים הזרים של הזכר, ומערכת החיסון של הזכר לא תוקפת את גוף הנקבה? במאמר חדש, חוקרים מגרמניה מראים שמערכת החיסון של החכאים עברה התאמה לצורת הרבייה שלהם, וחלקים גדולים ממנה, החיוניים לבעלי חוליות אחרים, אינם פועלים כלל. 

זיווג מימי. אורכה של הנקבה מהמין Melanocetus johnsonii כ-8 סנטימטר, הזכר הוא באורך כ-2 ס"מ בלבד | צילום: Edith A. Widder 

צמצום המערכת הנרכשת

מערכת החיסון שלנו ושל כל בעלי החוליות, כולל דגים, מורכבת משתי זרועות עיקריות, הפועלות בשיתוף פעולה צמוד: מערכת החיסון המוּלֶדֶת ומערכת החיסון הנרכשת. מערכת החיסון המולדת יודעת להבדיל בין "תא" ל"גורם זר" ולתקוף חיידקים וטפילים, אך היא אינה יכולה לזכור את גורמי המחלה שאליהם נחשפה בעבר, ולפעול ספציפית נגד חיידק או נגיף מסוים. לשם כך התפתחה מערכת החיסון הנרכשת, שלומדת להכיר איומים שונים ולהגיב בהתאם. למערכת זו שייכים תאי B המייצרים נוגדנים, וגם תאי T, שמשמידים תאים נגועים בנגיפים ותאים סרטניים, ועוזרים לתאם את התגובה החיסונית נגד גורמי מחלה שונים. 

לאחר שמערכת החיסון הנרכשת פגשה בנגיף או חיידק מסוג מסוים, היא זוכרת אותו ויכולה להילחם נגדו ביעילות גדולה הרבה יותר בפעם הבאה שהוא תוקף את הגוף. תכונה זו היא הסיבה לכך שבמחלות רבות אנחנו יכולים לחלות רק פעם אחת, והיא גם הבסיס לחיסונים. הזרוע הזו של מערכת החיסון מזהה באופן ספציפי את התאים של הגוף שבו היא נמצאת, בעזרת מערכת חלבונים שנקראת MHC, או Major Histocompatibility Complex. כך מערכת החיסון הנרכשת מזהה את התאים באיבר המושתל כתאים זרים ונלחמת בהם.

במחקר החדש, החוקרים בחנו את הגנום של עשרה מינים של חכאים שוכני מעמקים, וגילו שמערכת החיסון הנרכשת עברה צמצום ניכר במינים שבהם הזכר מתחבר לנקבה באופן קבוע. מערכת ה-MHC שלהם מצומצמת מאוד, והפעילות של תאי T מסוג מסוים, שבאופן רגיל תוקפים תאים מודבקים בנגיפים וגם תאים זרים, נמוכה במיוחד ובחלק מהמינים לא קיימת כלל. היו מינים שבהם גם מערכת החיסון גם לא ייצרה נוגדנים. אצל מיני הדגים שבהם לכל נקבה עשויים להיצמד כמה זכרים, נראו שינויים קיצוניים  במיוחד במערכת החיסון.  

הבחנה בין עצמי לזר. קולטנים של תא T (כחול) נקשרים לחלבונים של מערכת MHC (סגול) | איור: JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY

לחיות בלי נוגדנים

ההפחתה המשמעותית בפעילות מערכת החיסון הנרכשת פותרת את הבעיה של "השתלת" הזכר בנקבה בלי שמערכות החיסון של השניים יגרמו לדחייה. אך היא מעלה שאלה אחרת וקשה לא פחות: איך הדגים מצליחים לחיות ללא חלק חשוב זה של מערכת החיסון? אצל בני האדם, מי שנולד ללא מערכת חיסון נרכשת צריך להיות מבודד לחלוטין מהעולם החיצון, שכן כל זיהום עלול לגרום למותו. הדגים, עם זאת, שוחים בים הפתוח ללא בעיות.

"המחקר מראה שבעלי חוליות יכולים לשרוד בלי חלקים ממערכת החיסון הנרכשת שנחשבו בעבר לחיוניים", אמר תומס בוהם (Boehm), שהוביל את המחקר, אך גם הוא אינו יודע עדיין איך הם עושים זאת. ייתכן שמערכת החיסון המולדת חזקה אצלם במיוחד, ואולי מבצעת תפקידים שאצל בעלי חיות אחרים שמורים למערכת הנרכשת. 

שאלה נוספת שעדיין נותרה פתוחה היא איך התרחשו אותם שינויים מרחיקי לכת במערכת החיסון. "אנחנו משערים שכוחות אבולוציוניים, שעדיין איננו יודעים מה הם, דחפו את השינויים האלו, שלאחר מכן נוצלו עבור האבולוציה של הטפילות המינית", אמר בוהם. הוא ועמיתיו מתכוונים לקבוע את הרצף הגנטי של מיני חכאים נוספים, כדי לנסות ולענות על שאלות אלו.