אורגניזם חד-תאי עתיק מצביע על כך שהתפתחות עוברית הייתה קיימת לפני הופעת בעלי החיים.
Chromosphaera perkinsii הוא מין חד-תאי שהתגלה בשנת 2017 במשקעים ימיים סביב הוואי. הסימנים הראשונים לנוכחותו על פני כדור הארץ תוארכו ליותר ממיליארד שנים, הרבה לפני הופעת החיות הראשונות.
במחקר שפורסם בכתב העת Nature הבחינו חברי צוות מאוניברסיטת ז'נבה כי מין זה יוצר מבנים רב-תאיים בעלי קווי דמיון מרשימים לעוברים של בעלי חיים. תצפיות אלו מצביעות על כך שהגורמים הגנטיים האחראיים על התפתחות העובר היו נוכחים עוד בטרם הופיעו בעלי החיים, או שהמין החד-תאי מהוואי התפתח באופן עצמאי כדי לפתח תהליכים דומים. במילים אחרות, לטבע היו את הכלים הגנטיים שבאמצעותם "הביצה הקדימה את התרנגולת".
צורות החיים הראשונות שהופיעו על פני כדור הארץ היו חד-תאיות, כלומר מורכבות מתא בודד, כגון שמרים או חיידקים. מאוחר יותר, בעלי חיים - אורגניזמים רב-תאיים - התפתחו מביצית בודדת ליצירת יצורים מורכבים. התפתחות עוברית זו עוקבת אחר שלבים מדויקים הדומים להפליא בין מיני בעלי חיים.
עם זאת, המעבר ממינים חד-תאיים לאורגניזמים רב-תאיים לא בואר עד כה במלואו. פרופ' אומאיה דודין מהמחלקה לביוכימיה בפקולטה למדעים של אוניברסיטת ז'נבה, התמקד יחד עם עמיתיו למחקר ב-Chromosphaera perkinsii, מין קדמון של פרוטיסטים - יצורים איקריוטים (מתאי-חי בעלי גרעין ואברונים) שאינם בממלכת בעלי החיים, הפטריות או הצומח, ונחשבים ממלכה בפני עצמה: הפרוטיסטה.
3 צפייה בגלריה
ההתפתחות של Chromosphaera perkinsii, מהיותו יצור חד-תאי ליצור רב-תאי
(איור: Omaya Dudin, University of Geneva)
האורגניזם החד-תאי הזה נפרד מהקו האבולוציוני של בעלי החיים לפני יותר ממיליארד שנים, מה שסיפק תובנות על המנגנונים שייתכן שהובילו למעבר לרב-תאיות. צוות המחקר גילה שתאים אלה, לאחר שהגיעו לגודלם המקסימלי, מתחלקים מבלי לגדול עוד יותר, עד ליצירת מושבות רב-תאיות הדומות לשלבים המוקדמים של התפתחות העובר בבעלי חיים.
באופן חסר תקדים, מושבות אלה נמשכות כשליש ממחזור החיים שלהם וכוללות לפחות שני סוגי תאים שונים, תופעה מפתיעה עבור סוג זה של אורגניזם. "למרות ש-Chromosphaera perkinsii הוא מין חד-תאי, התנהגות זו מראה שתהליכי תיאום ובידול רב-תאיים כבר קיימים במין, הרבה לפני שבעלי החיים הראשונים הופיעו על פני כדור הארץ", מסביר פרופ' דודין, שהוביל את המחקר.
3 צפייה בגלריה
ההתפתחות של Chromosphaera perkinsii, מהיותו יצור חד-תאי ליצור רב-תאי
(צילום: Omaya Dudin, University of Geneva)
באופן מפתיע אף יותר, האופן שבו התאים הללו מתחלקים והמבנה התלת-ממדי שהם מאמצים, מזכירים בצורה מדהימה את השלבים המוקדמים של התפתחות עוברית בבעלי חיים. ניתוח הפעילות הגנטית במושבות הללו, שנערך בשיתוף עם ד"ר ג'ון ברנס ממעבדת ביגלו למדעי האוקיינוס במיין, גילה קווי דמיון מסקרנים לפעילות הגנטית שנצפתה בעוברים של בעלי חיים, מה שמרמז על כך שהגורמים הגנטיים השולטים בהתפתחות רב-תאית מורכבת כבר היו קיימים לפני יותר ממיליארד שנים. "זה מרתק, מין שהתגלה ממש לאחרונה מאפשר לנו לחזור אל העבר, לתקופה שלפני יותר ממיליארד שנים", אומרת מארין אוליבטה, חוקרת ממעבדתו של פרופ' דודין, שנמנתה על צוות המחקר.
למעשה, המחקר מראה שעיקרון ההתפתחות העוברית היה קיים לפני בעלי חיים, או שמנגנוני התפתחות רב-תאיים התפתחו בנפרד בקרב המין החד-תאי Chromosphaera perkinsii. תגלית זו יכולה לשפוך אור חדש על ויכוח מדעי ארוך שנים בנוגע למאובנים דמויי עוברים בני 600 מיליון שנים, מה שעשוי לערער על תפיסות מסורתיות מסוימות בכל הנוגע לרב-תאיות.
