אם תסתובבו בתל אביב בלילה, כנראה לא תפספסו פגישה עם עטלף הפירות המצוי, שכן מדובר באחד מיונקי הבר העירוניים המוכרים והנפוצים ביותר בישראל. מחקר ישראלי חדש מציע שייתכן כי עטלפים אלו לא רק חיים בעיר, אלא גם מתפתחים איתה.

פרסומת

עיור הוא אחד התהליכים המשמעותיים ביותר שבהם בני אדם מעצבים מחדש את העולם. עבור יצורים רבים משנה העיור את זמינות המזון ומקומות המחסה, משטרי התאורה, הרעש, הטמפרטורה המקומית – ואת מבנה הנוף עצמו. יצורים רבים נפגעים כאשר בתי גידול טבעיים עוברים תהליכי עיור ומתכסים בכבישים ובבניינים, למשל. אבל יש גם מינים שדווקא מצליחים לשגשג באזורים מעוירים. עטלף הפירות המצוי (Rousettus aegyptiacus) הוא אחד מהם, והוא משגשג בישראל גם בעיר וגם בכפר: העטלפים ניזונים מפירות של צמחייה טבעית, מגידולים חקלאיים וגם מעצי נוי עירוניים. זו הסיבה לכך שמין זה מעניין כל כך את החוקרים, שכן ניתן להשוות בין אוכלוסיות עירוניות וכפריות.

מחקרים קודמים של מעבדתו של פרופ' יוסי יובל מאוניברסיטת תל אביב הראו שעטלפי פירות עירוניים וכפריים מאותו המין נבדלים אלו מאלו בהתנהגות ובפיזיולוגיה, כבר מגיל צעיר [1, 2]. למשל, גורי עטלפים עירוניים נועזים יותר ולומדים מהר יותר מגורים כפריים. לאימהות עירוניות יש רמות גבוהות יותר של קורטיזול בחלב, הורמון הקשור לעקה (סטרס) ולחילוף חומרים. באביב, אימהות עירוניות ממליטות כשבועיים וחצי מוקדם יותר מאמהות כפריות, מה שמאפשר לחלקן להשלים מחזור רבייה שני בהמשך השנה. בנוסף, התפריט של עטלפים עירוניים מגוון יותר וכולל פירות ממיני עצים רבים הנשתלים בעיר.

הבדלים אלו מעלים שאלה בסיסית על האבולוציה של העטלפים: האם עטלפי העיר פשוט מתאימים את עצמם לסביבה שבה הם גדלים, או שהחיים העירוניים התחילו להשפיע על הגנים שלהם?

מחקר חדש בנושא פורסם במגזין Evolutionary Applications, ונעשה בשיתוף פעולה בין המעבדות של פרופ' יוסי יובל (את"א), ד"ר אייל פריבמן (אונ' חיפה) וד"ר אורלי רזגור (אונ' אקסטר, בריטניה) [3]. במחקר נדגמו עטלפי פירות מעשר מושבות בישראל: חמש מושבות עירוניות באזור גוש דן וחמש מושבות כפריות באזור הגן הלאומי בית גוברין. החוקרים דגמו פיסת עור קטנה מכנפי העטלפים והשתמשו בשיטה הנקראת ddRAD-seq, המאפשרת לסרוק אלפי סמנים גנטיים בגנום. סמנים גנטיים הם רצפי DNA הנמצאים במקומות מוגדרים בגנום ויכולים להכיל עשרות עד מאות גנים שונים. במחקרים מסוג זה מתמקדים בסמנים מוכרים, וכך נמנעים מריצוף כל הגנום, שרובו אינו מקודד לגנים. בסך הכול נבדקו במחקר 185 דגימות, ונותח הרצף של יותר מ־20,000 סמנים גנטיים.

התוצאה הראשונה הייתה מובהקת: עטלפים עירוניים וכפריים אינם אוכלוסיות גנטיות נפרדות. החוקרים לא מצאו פיצול גנטי משמעותי בין עטלפי העיר לעטלפי הכפר. זהו ממצא צפוי, מכיוון שהאוכלוסיות שייכות לאותו מין, כאמור. בנוסף, העטלפים הם בעלי חיים ניידים מאוד, ולכן פוטנציאל הערבוב הגנטי בין האוכלוסיות גבוה: הם יכולים לעוף קילומטרים רבים בלילה אחד, להגיע לאתרי אכילה מרוחקים ולהזדווג עם פרטים מאוכלוסיות אחרות.

ובכל זאת, הסיפור מורכב יותר. אף שרוב הגנום של העטלפים העירוניים דומה מאוד לגנום של העטלפים הכפריים, החוקרים מצאו 59 וריאנטים גנטיים שבהם היה שוני ברצף הגנטי בין עטלפי העיר לעטלפי הכפר. הסמנים שבהם נמצאו ההבדלים מכילים גנים מוכרים, שתפקודם קשור לרמת העיור סביב המושבות (אשר נקבעה באמצעות צילומי לוויין). במילים אחרות, העטלפים אינם מתפצלים לשתי קבוצות גנטיות נפרדות (עירוניים וכפריים), אבל חלקים מסוימים בגנום של העטלפים העירוניים מגיבים לסביבה העירונית. זוהי מיקרו־אבולוציה: שינוי אבולוציוני אשר יוצר הבדלים בין אוכלוסיות מאותו המין בפרקי זמן קצרים יחסית.

לכאורה זה עשוי להישמע כסתירה: אם עטלפים ממושבות שונות – עירוניים וכפריים – מתערבבים, איך העירוניים יכולים להסתגל באופן מקומי? התשובה נמצאת באיזון בין זרימת גנים לברירה טבעית. זרימת גנים, כלומר מעבר של וריאנטים גנטיים בין אוכלוסיות בעקבות רבייה, נוטה לטשטש הבדלים גנטיים בין מושבות. אבל אם הברירה הטבעית חזקה מספיק, היא עדיין יכולה לשמר הבדלים באזורים מסוימים בגנום. כך, רוב הגנום עשוי להישאר דומה בין עטלפים עירוניים וכפריים, בעוד וריאנטים מסוימים, שעשויים לסייע בהתמודדות עם תנאי העיר, נעשים שכיחים יותר או פחות, בהתאם לסביבה.

כחלק מהמחקר בוצעו ניתוחי נוף מצילומי לוויין של אזורי מושבות העטלפים, וכאן נכונה לחוקרים הפתעה נוספת. נמצא כי ערים אינן מהוות מחסום לזרימת גנים. למעשה, אזורים עירוניים, מטעים ויערות כנראה מקדמים קישוריות בין מושבות, ואילו אזורים פתוחים כמו קרקע חשופה, שטחי עשב ושדות חקלאיים מתפקדים דווקא כמעין מחסומים. עבור בעלי חיים רבים ערים מקטעות בתי גידול, אבל עבור עטלפי פירות אזורים עירוניים עשירים בעצים עשויים לשמש מסדרונות המציעים שפע מזון ונקודות ציון לניווט. עיר עם עצי פיקוס, דקלים, גינות ופארקים אינה רק בטון – עבור עטלפי פירות מצויים היא מזנון פתוח.

אילו גנים נמצאו בניתוח? חשוב להדגיש: החוקרים לא הראו ישירות שווריאנט בגן מסוים “גורם” לעטלף להיות עירוני יותר, נועז יותר או מותאם יותר לעיר; הם מצאו וריאנטים גנטיים ששכיחותם השתנתה בהתאם לרמת העיור סביב המושבות. החוקרים בדקו את מיקומם של וריאנטים אלו בגנום, וגילו שחלקם נמצאים בגנים המעורבים בהעברה עצבית ובתפקוד סינפטי, כלומר במערכות הקשורות לתקשורת בין תאי עצב. זה מעניין – לא משום שהמחקר מוכיח שגנים אלו “יוצרים עטלף עירוני”, אלא מכיוון שמחקרים קודמים כבר הראו שעטלפים עירוניים וכפריים נבדלים בהתנהגותם, למשל ברמות הנועזות והלמידה שלהם. לכן, הממצא מציע כיוון אפשרי: ייתכן שבתגובה האבולוציונית לחיים בעיר מעורבת פעילות של המערכת העצבית. וריאנטים מועמדים נוספים נמצאו באזורים של גנים בעלי תפקידים בחישה, חילוף חומרים, רבייה, איתות הורמונלי, תגובת עקה, מערכת החיסון ובקרת ביטוי גנים. אלו קטגוריות רחבות, ולכן צריך להיזהר מפרשנות־יתר. עם זאת, הן עשויות להיות רלוונטיות לאתגרים מוכרים של חיים בעיר: ניווט בסביבה מוארת ומורכבת, ניצול מקורות מזון מגוונים יותר, שינוי בתזמון הרבייה והתמודדות עם תנאי סביבה שונים מאלו שבמערות ובאזורים כפריים. במילים אחרות, המחקר אינו מצביע על “גֵּן עירוני” יחיד, אלא על כמה מערכות ביולוגיות שעשויות להיות מעורבות בהסתגלות לסביבה עירונית.

אחד הממצאים הבולטים ביותר היה מיקומם של רוב הווריאנטים האלה בגנום. מתוך 59 הווריאנטים המועמדים, 51 נמצאו באינטרונים, שהם אזורים בתוך גנים שאינם מקודדים לחלבונים. אולי זה לא נשמע חשוב, אבל אינטרונים יכולים להשפיע על התזמון, המיקום והעוצמה שבהם גנים מתבטאים. תוצאה זו מצביעה על כך שהסתגלות לסביבה עירונית עשויה להתרחש במידה רבה דרך בקרת ביטוי גנים, ולא דרך שינוי במבנה החלבונים עצמם. במילים פשוטות, ייתכן שחיי העיר אינם גורמים להחלפת המכונות הביולוגיות של העטלפים, אלא לכוונון ההגדרות.

למחקר מהסוג הזה יש מגבלות, כמובן. השיטה שבה השתמשו דוגמת רק חלק זעיר מהגנום, ואומנם הווריאנטים המועמדים קשורים לעיור, אבל קשר סטטיסטי אינו מוכיח סיבתיות – ייתכן כי חלקם פשוט נמצאים בסמוך לגנים שהם האחראים האמיתיים לשינויים. כדי לאשר את תפקידם של הווריאנטים בהסתגלות לעיר, מחקרים עתידיים יצטרכו להשתמש בריצוף גנום מלא, לנתח ביטוי גנים ולערוך ניסויים תפקודיים או דגימה ארוכת־טווח במשך דורות. ובכל זאת, הדפוס שנמצא מרשים. העטלפים אינם מראים פיצול גנטי עירוני־כפרי משמעותי, אבל גנים מסוימים שיכולים להיות קשורים לעיור כן בולטים. גנים אלו אינם אקראיים: הם מתקבצים במערכות הקשורות לאיתות עצבי, לחילוף חומרים, לבקרת גנים, לתגובת עקה ולרבייה. יחד הם מציעים שעיור עשוי לעצב בו־זמנית כמה מערכות ביולוגיות מקושרות.

בפעם הבאה שתשמעו עטלפי פירות מתווכחים על עץ פיקוס בתל אביב, זכרו שהם אינם רק דיירי עיר. הם משתתפים בניסוי אבולוציוני שבני האדם יצרו בלי כוונה. הרחובות, הגינות, עצי הפרי, הבניינים והאורות הם כולם חלק מנוף הברירה הטבעית.

יומירן הוא החוקר הראשי במחקר.

עריכה: סמדר רבן

מקורות והרחבות 

1. גורים עירוניים מתנהגים כמו האמהות שלהם
2. עטלפות עירוניות ממליטות מוקדם יותר בהשוואה לעטלפות כפריות
3. המאמר המקורי