בעל החיים שמחזיק את המפתח לאריכות ימים

דובוני המים (Tardigrades) נראים כמו מתאבק סומו מרובה רגליים בחליפת חלל ומסכת אב"כ, ולכן אולי לא כל כך מפתיע שדווקא הם בין היצורים העמידים בעולם. כמו הג'וקים, הם כנראה ישרדו מלחמה גרעינית ויחיו עד שהשמש תמות. אנחנו, בני האדם, רק הערה חולפת בלו"ז שלהם.

אבל כל עוד אנחנו כאן, אולי אנחנו יכולים ללמוד מהם משהו על הישרדות בתנאי קיצון. מדענים חוקרים בשנים האחרונות לעומק את המאפיינים הביולוגיים של דובוני המים, כדי להבין איך הם עושים את זה - איך הם עומדים בפני קרינה, יובש, קיפאון ולחץ. אולי יש בכך שיעור גם בשבילנו.

מועמדים טובים ליישוב המאדים

דובוני המים הם יצורים קטנטנים, אבל לא חד־תאיים. גודלם נע בין עשירית המילימטר לבין מילימטר וחצי - די גדול בעולם המיקרוסקופי. לכן הם התגלו די מהר אחרי המצאת המיקרוסקופ, ב־1773. שמם הלועזי הוא Tradigrade, "אלה שהולכים לאט".

הם דומים במבנה שלהם לפרוקי רגליים, וגופם מחולק בדרך כלל לארבעה פרקים. ישנם כ־300 סוגים של דובוני מים ידועים היום למדע.

"אלה יצורים שנראים, אפשר לומר, חמודים", אומר ד"ר עמרי ברונשטיין, מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. "התמונות מן המיקרוסקופים קצת צבועות ומוגזמות, אבל בעיקרון, הצורה שלהם היא אכן כמו שאנחנו מכירים".

 ד''ר עמרי ברונשטיין / צילום: יעל צור

בזכות יכולות ההישרדות שלהם, דובוני מים שונים נמצאים בכל מקום בעולם. "אפשר למצוא אותם מההימלאיה, בגובה 5,000 מטר, ועד קרקעית הים, בעומק של 11 ק"מ. נראה שהלחץ לא מפריע להם. אפשר למצוא אותם בקטבים ובקו המשווה", אומר ברונשטיין.

בניגוד לבעלי חיים אחרים, שפיתחו מאפיינים שעוזרים להם לשרוד בתנאים מסוימים ומנוונים את היכולת שלהם לשרוד בכל תנאי אחר, דובוני המים פיתחו שיטות לשרוד בכל מיני תנאים, כך שאותו דובון יכול לפעמים לשרוד גם בבית גידול קיצוני מאוד, גם בסביבה מתונה וגם בבית גידול קיצוני אחר. את השיטות האלה אנחנו רוצים ללמוד מהם.

הם שורדים גם בתנאים שלא ברור מתי ואיך האבולוציה גרמה להם להסתגל אליהם. "כשחושבים על יצורים שיוכלו אולי ליישב איתנו את המאדים, הם המועמדים הבולטים", אומר ברונשטיין. "אנחנו כבר יודעים שהם יכולים לשרוד את המסע בחלל, כולל את כל הקרינה ללא כל הגנה, את הוואקום, וגם את המחסור בחמצן. הם שורדים בתנאי קרינה שחזקים פי 1,000 מקרינה שתהרוג כל חיה אחרת".

ויש עוד. "הם שורדים בטמפרטורות רתיחה, שידועות כמפרקות חלבונים. וגם בטמפרטורות של מעלה אחת בלבד מעל האפס המוחלט, אפילו כמה דקות. האפס המוחלט ידוע כטמפרטורה שכל הפעילות הביולוגית עוצרת בו. אלה יכולות שלא מוכרות לנו בכלל מבעלי חיים אחרים".

ב־2007 יצא מסע לחלל ובו 100 דובוני מים, ללא כל הגנה מיוחדת. 68% מהם שרדו את היציאה לחלל ואת החזרה ממנו.

  

לישון עשר שנים ולהתעורר אותו דבר

ייתכן ששמעתם את הטענה שבחללית בראשית היו דובוני מים ואלה התרסקו על הירח ותיאורטית היו יכולים להקים שם מושבה, אבל הטענה הזאת לא מדויקת.

עמותת SpaceIL הכחישה שהיו דובוני מים על בראשית, אך אחד התורמים שלה, היזם נובה ספיבק, שהיה אחראי להוסיף ספריית מידע על דפי ניקל לחללית הקטנה, טען כי שילב בה גם חומר גנטי ודובוני מים חיים, ללא ידיעת העמותה. עד היום לא ברור לגמרי אם אמנם היו דובוני מים על בראשית או שזו הייתה המצאה של ספיבאק. כך או כך, ניסוי שנערך מאוחר יותר הראה כי דובוני מים לא היו יכולים לשרוד את ההתרסקות על הירח. גם להם יש גבולות. אבל עדיין לא סיימנו לתאר אילו תנאים נוספים הם כן יכולים לשרוד.

כשזה מגיע ליובש, דובוני המים מגיבים כמו יונקים בחורף - הם נכנסים לתרדמת, אומר פרופ' יוני בלמקר, מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע באוניברסיטת תל אביב. המטבוליזם שלהם יורד, והם אינם זקוקים כמעט לאנרגיה ולמים. אבל בניגוד ליונקים שצריכים להקיץ אחרי עונה, דובוני המים יכולים לשרוד כך עשור ויותר.

 פרופ' יוני בלמקר / צילום: שחר שחר - אוניברסיטת ת''א

"אנחנו לא מכירים עוד חיה רב־תאית שמצליחה לעשות זאת, כי יובש פוגע בחלבונים. הם מתייבשים ומאבדים צורה.

"יצורים אחרים מקפסלים את עצמם במעטפת לקראת תקופת יובש, וכך שורדים. אבל דובון המים לא מקפסל את עצמו. הוא עושה משהו לתאים האלה".

מצב התרדמת של דובוני המים מאתגר את הגבול שבין חיים למוות. די ברור שהם נכנסים ויוצאים משם אותו דובון.

זה אולי לא מטורף כמו גולם שמפרק את עצמו לגמרי והופך לפרפר, יצור אחר לחלוטין עם אותו DNA, ובכל זאת, זאת תופעה לא מוכרת מעולם החיים הקרוב לנו, ואולי היינו רוצים להכיר בגלל הפוטנציאל שלה לערער על עצם הרעיון של תוחלת חיים מוגבלת. להקפיא אדם שעומד למות בתקווה שניתן יהיה להעירו בעתיד, כשתהיה תרופה למחלתו? זה מדע בדיוני, אבל גם מדע דובוני.

מחקר שפורסם באוקטובר האחרון, בהובלת חוקרים מאוניברסיטת שטוטגארט וחוקרים מאוניברסיטת דרום קוריאה, הראה את ההבדלים בין קבוצת דובוני מים שהוקפאה והופשרה מעת לעת לבין קבוצת דובונים שחיה כרגיל. הקבוצה השנייה חיה כחצי שנה, ואילו הקבוצה המוקפאת־מופשרת חיה חצי שנה בניכוי הימים הקפואים שלה. לאור הממצאים, החוקרים העריכו שבתקופת התרדמת, דובוני המים אינם מזדקנים כמעט בכלל.

לומדים את מנגנון היציאה מקיפאון

אז גלו את הסוד. איך הם עושים את זה?
ברונשטיין: "רבים מסודות ההישרדות של הדובונים קשורים להקפאת מטבוליזם. החבורה הזאת משתתפת בניסויים בחלל לא רק כי הם יכולים לעמוד בפני קרינה וריק, אלא גם מתוך המחשבה שהקפאת מטבוליזם היא משהו שנזדקק לו אם נרצה לצאת למסעות לחלל העמוק.

"כמו שאנחנו יודעים, תוחלת החיים שלנו מספיקה רק לביקור אצל השכנים, והקפאת מטבוליזם - בתנאי שגם יודעים איך להתעורר מזה - יכולה לאפשר לנו לשלוח את בני האדם של היום גם רחוק וגם אל העתיד. זה כמובן היום לא פרקטי בשום צורה. רק מחשבות".

הסודות שהמדע מנסה לגלות לגבי התרדמת של הדובונים הם לא רק איך הם הם שורדים בה, אלא גם איך הם נכנסים ויוצאים ממנה. "וזה עדיין לא לגמרי ברור", אומר ברונשטיין.

בלמקר: "מה שידוע היום הוא שכאשר דובוני המים מתחילים להתייבש, הם מתחילים לשחרר חלבונים שעוטפים ואוטמים כמה מולקולות שחייבות לפעול בצורה רטובה. הם מכסים את ה־DNA במעין ג'ל שמחזיק אותו בצורתו הפרושה, והם לא מאבדים את הצורה. כך המולקולות הללו יכולות להמשיך לפעול כאשר שיעור המים בגוף הדובון יורד מ־98% ל־3%. כאשר מגיעים מים חדשים, הם ממוססים את ההגנות הללו".

לדברי בלמקר, כבר היום אפשר לחשוב על חיקוי של המנגנון הזה כדי לעטוף תרופות תאיות, למשל תאי גזע, ולהעביר אותן ממקום למקום. "זה רעיון מאוד ראשוני".

כך נגן על הגוף שלנו מפני יובש כדי לשרוד גם במשבר האקלים?
בלמקר: "זה ברמת התא, אני לא בטוח שזה סקלאבילי לרמת גוף האדם".

איך יוצרים קרם הגנה לדנ"א

יש חוקרים שכבר היום מנסים לחקות חלק מהמנגנונים הביולוגיים של דובוני המים. באוניברסיטת UCLA החלו לפתח פולימר בהשראת מולקולה שהתגלתה בדובוני המים, במטרה לייצב תרופות ביולוגיות כמו אינסולין.

התרופות האלה יכולות להיות רגישות מאוד לחום ולניעור. בתנאים כאלה, יעילותן נפגעת. חלבוני דובי המים עשויים להיות הפתרון.

שאלת הקרינה היא לא פחות מעניינת, גם אם איננו רוצים לנסוע לחלל בקרוב. קרינה יוצרת נזקים ל־DNA.

"התחילו למצוא עדויות לכך שלדובונים יש חלבון מסוים שאיתו הם יכולים להגן על ה־DNA. ההגנה שלהם מפני קרינה לא קשורה לאיזו מעטפת שהם מקיפים את כל הגוף שלהם בה, אלא הם יודעים להגן על ה־DNA בתוך התא, והם עושים את זה דווקא בלי להיכנס לתרדמת", אומר בלמקר.

"יכול להיות שהחלבונים הללו בולעים בעצמם את הקרינה, כמו מעין קרם הגנה על ה־DNA".

אז מתי מבקבקים את החלבון הזה כדי להגן על העור שלנו מקרינת השמש?
"זה בהחלט כיוון שמאוד מעניין אותנו במחקר. דובוני מים הם אמנם שונים מאוד מבני אדם, אבל אם נצליח להבין וליישם רק קמצוץ מהמנגנונים שמאפשרים להם הגנה, יהיו לכך השלכות מרחיקות לכת".