מחקר על שינויים גנטיים שאיפשרו לתמנונים מסוימים לעלות מקרקעית הים שופך אור חדש על האבולוציה שלהם
ארגונאוטים הם תמנונים השונים במעט במראם מיתר התמנונים. עד לפני כמה מיליוני שנים היו לפחות חמישה מינים של ארגונאוטים, אך רק אחד שרד – ארגונאוט שחי בים הפתוח. האבולוציה של הארגונאוטים נסתרה עד כה מעינינו, ולא היה ברור איך התפתחו אצלם תכונות שאפשרו להם לעלות מקרקעית הים אל הים הפתוח. במחקר חדש חוקרים מיפן מיפו אצל הארגונאוטים גֵנים שאפשרו להם להסתגל לחיים בים הפתוח, למשל באמצעות שיפור של מנגנוני הראייה והתפתחות של נרתיק דמוי קונכייה לביצים – איבר בעל חשיבות במסלול הרבייה שלהם.
תמנונים ודיונונים הם רכיכות השייכות למחלקת הסילוניות, או ראש-רגלאים (Cephalopoda) ולא קל למפות את החומר הגנטי שלהם, בגלל גודלו. לראש-רגלאים יש חומר גנטי רב במיוחד, כמעט כמו של האדם, ואצל דיונונים מסוימים ה-DNA אפילו ארוך מזה של האדם. לארגונאוטים, לעומתם, יש די מעט חומר גנטי בהשוואה לקרובי משפחה אחרים שלהם, וזה סייע לחוקרים למפות את כולו. מיפוי החומר הגנטי כולל זיהוי רצפים של DNA וחיפוש אחר תפקידם, בעזרת מידע על החומר הגנטי של יצורים דומים.
החוקרים מיפו את הגֵנים של נקבת ארגונאוט ובחרו להתמקד בכמה קבוצות של גֵנים. הם חקרו גֵנים שנותנים הוראות לייצור חלבונים בזרועותיה של הנקבה, גֵנים שאחראים להיווצרות נרתיק הביצים דמוי הקונכייה, שקיים רק אצל ארגונאוטים ולא אצל שאר התמנונים, וגֵנים שקשורים לאופסינים (Opsin), חלבונים רגישים לאור שנמצאים בעין.
הסתגלו לחיים בים הפתוח. ארגונאוט קטן צמוד לעלה | צילום: Gerald Robert Fischer, Shutterstock
נרתיק רב שימושי
נקבת הארגונאוט גדולה בהרבה מהזכר ויש לה נרתיק ביצים ספירלי, דמוי קונכייה. אחרי הזיווג עם הזכר, קצה הזרוע של הנקבה מפריש את המינרל קלציט, שממנו מיוצר הנרתיק.
הנרתיק דומה בצורתו לקונכיית הנאוטילוס, שגם הוא שייך למערכת הרכיכות. הארגונאוטים נקראים לעיתים "נאוטילוס הנייר" בשל הנרתיק הדקיק של הנקבות, והדמיון שלו לקונכיית הנאוטילוס, אך ההרכב והמבנה המיקרוסקופי שלו שונים. החוקרים השוו את החומר הגנטי של הארגונאוט לזה של רכיכות אחרות ותמנונים שאינם ארגונאוטים, ומצאו שהגֵנים שאחראים על בניית הנרתיק אצל הארגונאוטים דומים לגֵנים בעלי אותו תפקיד אצל צדפות יפניות ופחות דומים לגֵנים בעלי אותו תפקיד אצל נאוטילוסים.
לתופעה הזו קוראים אבולוציה מתכנסת ובה מתפתחות תכונות דומות, או מבנים דומים, אצל יצורים שאינם קרובים גנטית זה לזה. במקרה הזה, הארגונאוט דומה לנאוטילוס אך הגֵנים שלהם שונים, ולכן הדמיון בין הנרתיק דמוי הקונכייה של הארגונאוטית לבין הקונכייה של הנאוטילוס הוא דוגמה לאבולוציה מתכנסת. החוקרים סבורים כי חלבונים שאצל הארגונאוטים יצרו את הנרתיק דמוי הקונכייה, קיימים גם אצל תמנונים אחרים ומשמשים אצלם למטרות אחרות.
מראה דומה, הרכב שונה. נרתיק הביצים של הארגונאוטית, הדומה לקונכיית הנאוטילוס | צילום: GILLES MERMET / SCIENCE PHOTO LIBRARY
לעלות אל האור
בשונה מתמנונים שחיים צמוד לקרקעית הים, הארגונאוט הסתגל במהלך האבולוציה לחיים בים הפתוח, שם תנאי החיים משתנים בתדירות גבוהה יותר. למשל, במהלך האבולוציה התפתח אצל הארגונאוטים שימוש ייחודי לנרתיק, נוסף על שמירה על הביצים: הנקבות לוכדות בו אוויר וכך שומרות על יכולת ציפה בים הפתוח. הסתגלות נוספת קשורה לראייה: על קרקעית הים עוצמת האור קבועה פחות או יותר, אך בים הפתוח היא משתנה ללא הרף, מה שמחייב תגובה גמישה וסתגלנית יותר. בתנאים כאלה, לבעלי חיים שאצלם התפתחה ראיית צבעים יש יתרון הישרדותי – וכך אכן קרה לארגונאוט. בעזרת מיפוי הגֵנים שנותנים את ההוראות לייצור האופסינים, אולי נוכל לגלות איך התפתחה ראיית הצבעים אצל הארגונאוט.
מיפוי ה-DNA של הארגונאוט צפוי להשפיע רבות על המחקר האבולוציוני של רכיכות ימיות. המידע עשוי לסייע לחקר האבולוציה של הארגונאוטים, השוני והדמיון בין מיני הארגונאוטים השונים, התמנונים, הדיונונים והנאוטילוסים, ואף למצוא ראיות למקרים נוספים של אבולוציה מתכנסת.
