לפני מיליארדי שנים חיו בכדור הארץ רק יצורים חד תאיים. לפני כמה מאות מיליוני שנים התחברו כמה תאים זה לזה, חילקו ביניהם את תפקידי האכילה, הרבייה ועוד, והפכו לבעל החיים הראשון. איננו יודעים איך נראה בעל החיים הזה, אבל אפשר לנסות להבין איך בעלי החיים שהתפצלו ממנו קשורים זה לזה.
עץ פילוגנטי הוא אילן יוחסין אבולוציוני, שמציג את הקִרבה בין מינים שונים של יצורים חיים. כל נקודה על העץ מסמלת אב קדמון משותף, וכל הסתעפות בין שני ענפים מייצגת התפצלות לשתי קבוצות ביולוגיות. כשאנחנו משרטטים את העץ הפילוגנטי של בעלי החיים, לא ברור איזה קבוצה התפצלה ראשונה מהשאר. בעבר רווחה הסברה שהספוגים התפצלו ראשונים, כי הם פחות מפותחים מבעלי חיים אחרים: אין להם שרירים או מערכת עצבים כמו אצל חיות אחרות. כשהתפתחו שיטות מתקדמות להשוואות גנטיות, חוקרים העריכו שהמסרקניות הקדימו אותם והתפצלו ראשונות. זאת למרות שהן כן מכילות מערכת עצבים פשוטה. אחרים פקפקו בהשוואות הגנטיות, שכן הן מתבססות בין היתר על מוטציות נקודתיות בגֵנים שמורים, שהם גֵנים שהשתנו מעט מאוד במהלך האבולוציה. מוטציות נקודתיות יכולות לקרות כמה פעמים במהלך מיליוני שנים, ולכן קשה לחזות איזו מהן מצביעה על קִרבה ואיזו התפתחה במקרה בשני בעלי חיים שונים.
מי התפצל ראשון מאילן היוחסין של בעלי החיים, ולכן שונה מכולם ומתפקד כקבוצת אחות - הספוגים, כפי שמציע העץ מימין, או המסרקניות, לפי העץ משמאל? | מתוך המאמר Schultz,et al., Nature 618, 110–117 2023, תרגום שירה הולנד
החתיכה שלא עברה
במחקר שהתפרסם לאחרונה, חוקרים מיפן, אוסטריה וקליפורניה בהובלת דארין שולץ (Schultz) מווינה מצאו ראיות לכך שלמסרקניות (ctenophora) וליתר בעלי החיים יש אב קדמון משותף קדום יותר מזה של בעלי חיים אחרים – קדום יותר אפילו מזה של הספוגים הפשוטים. פירושו של דבר הוא שקבוצת המסרקניות התפצלה ראשונה מהגזע של העץ האבולוציוני, והיא קבוצת אחות לקבוצה המכילה את כל שאר בעלי החיים.
החוקרים הסתכלו על הגֵנים בקנה מידה גדול יותר משנעשה במחקרים קודמים. במקום להשוות מוטציות נקודתיות, הם התמקדו בשינויים גדולים במבנה הכרומוזומים, המולקולות הארוכות המכילות את הגנים - מוטציות שבהן מקטעים שלמים של DNA עברו מכרומוזום אחד לאחר.
החוקרים התמקדו גדולים במבנה הכרומוזומים, בהם מקטעים שלמים של DNA עברו מכרומוזום אחד לאחר. אילוסטרציה של מוטציה כרומוזומלית בה כרומוזומים מחליפים ביניהם מקטעים | Shutterstock, Ali DM
החוקרים השוו את הגנומים של ספוגים, מסרקניות, מדוזות ובעלי חוליות, ומצאו כמה מוטציות בהן רצפים ארוכים של DNA שינו את מקומם ועברו מכרומוזום אחד לאחר אצל בעלי חיים מכל הקבוצות הללו – מלבד המסרקניות. לא סביר שמקטע גדול של DNA שינה את מיקומו פעמיים באות צורה, והגיע פעמיים בדיוק לאותו מקום בכרומוזום, אצל בעלי חיים שונים. החוקרים הסיקו מכך שהמעברים האלה קרו אחרי שהמסרקניות התפצלו מבעלי החיים האחרים.
אנטוניס רוקאס (Rokas), שלא היה שותף למחקר אך חוקר את אותה הסוגייה, אמר לניו יורק טיימס: "למדתי לא להגיד אף פעם שהדיון הזה נגמר, אבל הממצא הזה מטה את הכף לכיוון המסרקניות". המחקר החדש מחזק את הסברה שהמסרקניות התפצלו ראשונות ולכן הן "האחיות הגדולות" של כל בעלי החיים. החוקרים יצטרכו להשוות את הDNA של ספוגים, מדוזות ובעלי חוליות נוספים כדי לקבוע בוודאות שאכן המסרקניות התפצלו ראשונות מאילן היוחסין של בעלי החיים.