בפשטות ניתן לומר שהגֵנים (Genes) של כל בעל חיים או אורגניזם הם הוראות ההפעלה המוצפנות שבתאי גופם.

נסביר זאת.

משלב היותנו עוּבָּרים ועד לחיינו כבני אדם מבוגרים, שומרות בתוכן שרשראות דנ"א ארוכות, שנמצאות בתוך כל תא בגופנו, את סוד החיים והצמיחה שלנו.

סוד החיים הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף. זו שכוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.

אם נדמיין לרגע את הדנ"א (DNA) כסוג של קוד מחשב, הרי שכל שורת קוד בו היא הנחיה מוצפנת שנקראת גֵן.

ורק שנבין עד כמה זה מדהים - בכל תא בודד בגופנו יש מעל 100 אלף גֵנים, השמורים בתוך דנ"א שאורכו הוא כ-3 מטרים!

מטורף? - אבל עוד יותר מדהים הוא שבכל גֵן כזה מקודדת תכנית להרכבת חלבון אחד שיבצע בתא תפקיד או משימה מוגדרת. בין התפקידים הללו יש משימות חלבוניות כמו פירוק חומרי מזון והרכבה שלהם, הפעלה וכיבוי של גנים אחרים, יצירה והרכבת חלקים ממבנה התא ועוד ועוד.

שילוב כל הפעולות הללו בגוף היצור החי, הוא שיוצר את התכונות המולדות שלו. אם אתם בהירי שיער, כנראה שיש גֵנים המייצרים בתאים שלכם חלבונים המייצרים פחות צבע שיער כהה. אם אתם גבוהים, הרי שהגנים בכל תא בגופכם מורים לחלבונים שלכם לפעול במרץ לגדילה וכך הלאה.


#מאיפה מגיעים הגֵנים לגופנו?

הגֵנים לא מגיעים לגופנו. הם היו בו מהרגע שבו הוא נוצר. כל ההתרבות הביולוגית מתבצעת בטבע משילוב הגנים של האם והאב, שילוב שקורה ברגע בו הופרתה הביצית של האם בתא הזרע של האב.

כלומר, ההוראות שבגֵנים עוברות בתורשה, מהורים לילדים.


הנה הגנים שבגופנו (עברית):

http://youtu.be/f_3jQfxKpy8?t=8s


הסבר מקיף על הגֵנים (מתורגם):

https://youtu.be/fGqmKeNi3U0

הגנטיקה היא מדע שעוסק באופן שבו מורישים יצורים חיים תכונות שונות לצאצאים שלהם. לא כל התכונות נקבעות על ידי הגנטיקה וזה לא שהגנטיקה שלי תקבע מי אהיה, קלפן, מנהיג או משורר - אבל היא זו שמקנה לי ולך תכונות מסוימות שיהיו פוטנציאל למי שנהיה.

את מדע הגנטיקה הביא אל העולם גרגור מנדל, גאון שהקדים את זמנו.

גרגור מנדל היה נזיר גרמני וחוקר צמחים חובב. בשלב מסוים בחייו הוא מפרסם מאמר מדעי שבזמן אמת ולמעשה לאורך כל חייו, כמעט איש לא מתייחס אליו.

במאמר תאר מנדל את הניסיונות שערך בהכלאות של אפונים. הוא תאר את המסקנות המהפכניות שאליהן הגיע באשר לכללי ההורשה של תכונות.

בניגוד למה שהאמינו עד אז, שהצאצאים מקבלים את ממוצע התכונות של האב והאם, הבוטנאי החובב זיהה לראשונה את הגנים ואת התכונות הפעילות והרדומות וטען שהדרך בה מורישים האפונים את תכונותיהם דומה לזו שבה זה קורה אצל כל בעלי החיים, כולל כמובן האדם.

בחייו לא זכה מנדל להכרה על ההישג המדעי הכביר שבתגליותיו המדעיות. רק שנים לאחר מותו הוא קיבל את ההכרה המגיעה לו כמי שהיה אבי הגנטיקה ומגדולי המדענים בהיסטוריה. במחקריו הוא הניח את הקרקע לאחד מתחומי המדע החשובים והמשפיעים על ידע האדם ובעלי החיים שמסביבו.


הנה הגנטיקה וכיצד היא התגלתה (מתורגם):

http://youtu.be/Mehz7tCxjSE?t=13s


יש כמה תהליכים שפועלים בה במהלך האבולוציה (מתורגם):

https://youtu.be/5NdMnlt2keE


והנה סרטון מדעי שמסביר מהם הגנים שבגופנו:

http://youtu.be/f_3jQfxKpy8?t=8s

בשנות התשעים מצא מחקר אמריקאי ממצא מדהים. הסתבר שילדיהם של מי שחוו טראומה סבלו גם הם, ממש כמו הוריהם הטראומטיים, מייצור נמוך של קוֹרְטִיזוֹל, הורמון מגביר תוקפנות, שמסייע לתפקד בשעת לחץ, סכנה או כעס.

החוקרים החלו להבין שהדנ"א, אותו סליל ייחודי שמכיל בכל תא ממיליארדי תאי הגוף את מפרט התכונות של כל יצור וצמח, הוא לא סתם קוד שמועבר מהורים לילדיהם. יש שם עוד משהו.

במילים פשוטות, הם גילו מנגנון להורשה שאינה דרך הדנ"א אלא דרך מולקולות אחרות שעוברות הורשה.

במחקרים נוספים הלכה והתחזקה תופעת "ההידבקות בטראומה", שלפיה כבר ברחם הועברו לתינוקות תכונות פיזיות שפיתחו הוריהם. בניגוד לסברה המקובלת מסתבר שהגנים משתנים במהירות. לא פעם זה קורה בתוך דור אחד. כל חוויה בדור ההורים יכולה להשפיע על התכונות של ילדיהם.

וכך נולדה ה"אפיגנטיקה" (Epigenetics), תיאוריה שזעזעה באופן מסוים את תורת האבולוציה. היא קובעת שהדנ"א שלנו מגיב לשינויים שהסביבה מותירה בגופנו ומשתנה בעקבותיהם. כל טראומה שאנו חווים, שינויים בתזונה שמשנים את גופנו ומגוון אירועים גדולים וקטנים בחיים, יכולים להותיר בגנום שלנו חותם ולשנות את המטען הגנטי שנעביר לדור הבא ואף ישרוד למשך כמה דורות קדימה.

כן, מחקרים מצאו בהמשך שאף שהורשה אפיגנטית היא הורשה לאורך הדורות והיא לא דרך שינויים ברצף ה-DNA, היא נוטה להיעלם אחרי כמה דורות.

מחקרים שונים הלכו וחזקו את האפיגנטיקה. מעכברים, ששינוי תזונה שלהם השפיע על צבע הפרווה והגודל של הצאצאים שלהם ועד לתאומים שהמטען הגנטי שלהם השתנה בשל מקרי אלימות שחוו - יותר ויותר הוכחות מגלות את ההורשה המושפעת מחוויות ההורים ומשפיעה על התכונות של ילדיהם.

המחקר החדשני של הורשה אפיגנטית נלמד ומתפתח בעצם ימים אלה, אבל ברור שמידה מסוימת של הורשה אפיגנטית מתקיימת, ונראה שהיא מתווכת על ידי העברה מדור לדור של מולקולות מהסוג שהמדענים מכנים small RNA.

אז אם בשחר ימי מחקר האבולוציה סבר למארק שלג'ירף, למשל, יש צוואר ארוך כי אבותיו מתחו את הצוואר כדי להגיע לעלים הגבוהים של העצים, יתכן שבדיעבד יסתבר שהוא בכל זאת לא שגה לחלוטין.


הנה הסבר על הורשה של תכונות נרכשות (עברית):

https://youtu.be/CPalwbil2fQ


על רעיון האפיגנטיקה (מתורגם):

https://youtu.be/_aAhcNjmvhc


כך יכולים זיכרונות לעבור בדנ"א:

https://youtu.be/tbPwzII_g6o


הרצאה של ד"ר עודד רכבי, חוקר אפיגנטיקה ישראלי (עברית):

https://youtu.be/TeXmzbnOo2g?long=yes


והאם אפיגנטיקה מסייעת לטבע לווסת את הילודה באופן טבעי באמצעות נטייה מינית? (מתורגם)

https://youtu.be/4Khn_z9FPmU?long=yes

גרגור מנדל (Gregor Mendel) היה גאון שהקדים את זמנו, מדען שהביא את מדע הגנטיקה אל העולם, מבלי שהעולם שם לב לכך...

גרגור יוהאן מנדל, נזיר גרמני, פרסם בחייו מאמר מדעי שכמעט ולא עורר תשומת לב. במאמר תאר מנדל את הניסיונות שערך בהכלאות של אפונים ואת המסקנות המהפכניות שאליהן הגיע באשר לכללי ההורשה של תכונות.

בניגוד למה שהאמינו עד אז, שהצאצאים מקבלים את ממוצע התכונות של האב והאם, הוא זיהה לראשונה את הגנים ואת התכונות הפעילות והרדומות וטען שהדרך בה מורישים האפונים את תכונותיהם דומה לזו שבה זה קורה אצל כל בעלי החיים, כולל כמובן האדם.

בחייו לא זכה מנדל להכרה על ההישג המדעי הכביר שבתגליותיו המדעיות. רק שנים לאחר מותו הוא קיבל את ההכרה המגיעה לו כמי שהיה אבי הגנטיקה ואחד מהחשובים שבחוקרים.


הנה סיפור מחקרי האפונים של מנדל (עברית):

https://youtu.be/Astv7HswZLc


תגליותיו של מנדל ועולם הגנטיקה שהוא גילה (מתורגם):

http://youtu.be/Mehz7tCxjSE?t=13s


כך הבין מנדל את התכונות שלנו וכיצד הן מועברות אלינו מהורינו:

http://youtu.be/d4izVAkhMPQ


וסרטון מצויר שמספר על מחקריו של מנדל:

http://youtu.be/YxKFdQo10rE?t=8s

לבעלי עיניים כחולות חסר חומר שנקרא מלנין. מלנין הוא פיגמנט או צבע חום, שנותן להם את הצבע החום. ככל שיש יותר מלנין בעין היא תהיה כהה יותר וצבעה יהיה יותר חום.

מאז האב הקדמון הראשון שהכיל גנים של עיניים כחולות, בשל מוטציה, הלכו והתרבו בעלי עיניים כחולות בסקנדינביה ובאזורי צפון כדור הארץ. כל בעלי העיניים הכחולות בעולם חולקים למעשה אב קדמון אחד.

כיום ישנן מדינות סקנדינביות שבהן מעל 90% מהאוכלוסיה הם בעלי עיניים כחולות.

אך בדורות האחרונים הולכים ומתערים בעלי עיניים כחולות בשאר אזורי כדור הארץ. לצד זה גם ההתרבות הטבעית באזורים דרומיים ורוויי שמש היא רבה יותר. משום כך, גם אם בעלי העיניים הכחולות לא נעלמים, הם הולכים ומתמעטים באופן יחסי, לעומת תושבי כדור הארץ שיש להם עיניים חומות.


כך מתמעטים בעלי העיניים הכחולות:

https://youtu.be/FOiV6pUF6lI

ד.נ.א. (DNA) הוא שמה המקוצר החומצה של החומצה הדאוקסיריבונוקלאית, המכונה "גלופת החיים" או "קוד החיים".

חשבו על הדי אן איי (DNA) כמירשם או מתכון ליצירת יצורים חיים. הדנ"א הוא מעין חומצה שנמצאת בכל תא בגופנו ומכילה מידע או סדרה של הוראות ליצירה של בני אדם, בעלי חיים, צמחים ויצורים חיים אחרים.

הדנ"א הן מולקולות שנמצאות בתאים עצמם ומכילות קוד, או מידע שמאוחסן בתאי הגוף ומפרט לגבי התכונות השונות של היצור החי. הדי אן איי קובע, לא לבדו וחשוב לזכור זאת, אם נהיה נמוכים או גבוהים, כיצד ניראה, מה יהיה צבע השיער שלנו, צבע העיניים בבגרותנו ועוד.

לכל בעל חיים יש די אן איי שונה משלו, שיודע לייצר רק בעלי חיים מהסוג הזה בלבד.


#ההיסטוריה של מחקר הדנ"א
את מבנה הד.נ.א.פיענחו בשנת 1953 המדען האנגלי פרנסיס קריק והביולוג האמריקני ג'יימס ווטסון.

מיקרוסקופ אלקטרוני שמסוגל להגדיל פי מיליון ויותר הצליח כבר מזמן לחשוף את המבנים שמרכיבים את התאים ואת המולקולות שבהם.

היום יודעים החוקרים לעשות בדיקות די אן איי שמאפשרות לדעת המון דברים, כמו האם מישהו הוא אחיו של מישהו אחר, או בן משפחה שלו וכדומה.

מדע הגנטיקה והמהנדסים שמתמחים ב-DNA יודעים כיום גם לאתר באמצעות הדנ"א מחלות, לטפל בהשמנת יתר, להנדס פירות וירקות, לשבט איברים (כלומר לשכפל אותם גנטית) ועוד.


הנה סרטון הסבר של מהו ה-DNA (מתורגם):

https://youtu.be/aeAL6xThfL8


תיאור נפלאות ה-DNA, הגנים והגנטיקה:

http://youtu.be/B_PQ8qYtUL0


הסבר על ה-DNA (עברית):

http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8


מדענים שרים הסבר ל-DNA:

http://youtu.be/YltzGpQomug


וכך ה-DNA פועל (עברית):

https://youtu.be/FGjj1eqrvj4?long=yes


וסרט תיעודי על התגליות המדעיות שקשורות ב-DNA:

https://youtu.be/ygn266fxDuc?long=yes

תאומים זהים (Identical twins) הם עוברים שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית וגדלים באותו רחם.

על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות ואפילו באופי, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה לחלוטין.

במחקרים נמצא שתאומים זהים, אפילו כאלה שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות רבות ובתחומי העניין שגילו. חייבים עם זאת לציין שהיה דמיון ביניהם אבל לא זהות מוחלטת.


הנה תאומים זהים (עברית):

https://youtu.be/M-rXgPJYryc


עם אישיות שונה:

https://youtu.be/3qqrvrSkrGU


תאומים זהים בבטן:

https://youtu.be/oe5AV8PcKBo


אהבה, קנאה, אהבה - שתי תאומות, שתי זמרות ואותו כישרון ענק (עברית):

https://youtu.be/LbhwL5SkxKY


ותאומים זהים מדברים ומספרים (עברית):

https://youtu.be/3MXSIILYXFg?long=yes

ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר.

שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי. הסידורים השונים שלהם הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.

בסולם הזה יש מאה מיליארד אטומים. המדהים זה שהוא עצמו נמצא בכל מולקולה בגופנו. כל תא בגוף האנושי מכיל את המתכון המלא והעצום שבאמצעותו הוא נוצר.

רוצים נתון באמת מרשים? - בגופנו יש יותר סולמות DNA ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה.


הנה מיקומו של הדנ"א בגופנו (מתורגם):

https://youtu.be/z9HIYjRRaDE


הסבר בעברית על ה-DNA (מתורגם):

http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8


ומדענים שרים על ה-DNA:

http://youtu.be/YltzGpQomug

מולקולות ה-DNA נמצאות במלואן כמעט בכל תא בגופנו.

זה אומר שכמעט כל תא בגוף החי מאחסן את כל המידע על כל הגוף, ממש כל הקוד הגנטי שלנו. זו תופעה מופלאה נוספת של הטבע וכמו הרבה דברים בביולוגיה היא כמעט בלתי נתפסת.

המדענים סבורים שבעתיד יאפשר הדבר להנדס ולשחזר מינים של בעלי חיים וצמחים שנכחדו מהעולם. זה ייעשה בעזרת ממצאים של חלקי עצמות או אפילו ציפורניים שלהם.


הנה התופעה המופלאה של ה-DNA המצוי בכל הגוף (עברית):

https://youtu.be/PuqQWInG5hk


סרטון על ה-DNA המשותף לכל היצורים החיים (מתורגם):

https://youtu.be/0_b80fHmuWw


והדנ"א שמרכיב את הכרומוזומים ומכיל את התוכנית המלאה ליצירת כל היצורים בעולם:

http://youtu.be/M4zHVRLXkgw

שיבוט הוא תהליך שמשכפל את רצפי ה-DNA, התאים, הרקמות והיצורים החיים, כך שמבחינה גנטית הם זהים לחלוטין למקור.

נסביר זאת כך: אם ההתרבות הביולוגית מתבצעת בדרך כלל משילוב הגנים של האמא והאבא, שיבוט לוקח 100% מהגנים של אורגניזם אחד ומייצר אורגניזמים בעלי גנום זהה לו לחלוטין.

טכנולוגיית ההנדסה הגנטית מאפשרת כיום לברור תכונות שאנו רוצים בעוברים. מכאן ומשכפול בעלי חיים, שכבר הצליח כמה פעמים (ראו באאוריקה בתגית "הכבשה דולי"), האפשרות לשבט, כלומר לייצר עותקים גנטיים זהים של בני-אדם, נראית קרובה מאד.

החשש החברתי הוא מיצירת שיבוטים מרובים, כמו "שבט" עצום של בני-אדם בעלי תכונות זהות, או פלוגת לוחמים שכולם זהים וכולם הם שיבוט של הלוחם החזק והמבריק ביותר בארץ.

בתהליך השיבוט (באנגלית: cloning) מייצרים תאים או יצורים חיים, כמו בעלי-חיים, צמחים ובעתיד בני אדם, שהם זהים זה לזה מבחינה גנטית.

בטבע יש שיבוט טבעי מאז ומתמיד. תאומים זהים, למשל, הם תוצר של שיבוט טבעי.


חשבו רגע:
=======
האם אתם בעד או נגד שיבוט בני אדם? האם יש מישהו או מישהי שאתם מכירים שהייתם משבטים? מדוע דווקא אותם?


כך משבטים:

http://youtu.be/FYvcLh4Y43s


השיבוט של הכבשה דולי:

http://youtu.be/YoEWYJHf0kU


והסבר מדעי לשיבוט:

http://youtu.be/AQP4BZMpjxU

ה-DNA הן מולקולות שבנויות כסליל כפול, הוא הכרומוזום. זהו מעין סולם ארוך ושזור, ששלביו עשויים מ-4 סוגי מולקולות קטנות יותר. שילובים של המולקולות הללו מהווים את המרכיבים, שהם האלף בית הגנטי.

הסידורים השונים של השילובים הללו הם הוראות הבנייה והביצוע של היצור החי.

הסולם הזה, עותק שלם של ה-DNA בן מאה מיליארד האטומים, נמצא בכל תא בגופנו ובכל גוף חי. והוא יותר גדול ממספר הכוכבים שבגלקסיה כולה. מכאן שגופנו הוא כולו כמו יקום זעיר, שמכיל עולם ומלואו.

אם היינו יכולים לפרוש את סליל ה-DNA מתא אחד בלבד מגופנו, היינו מקבלים דנ"א באורך של 2 מטרים, שכולו מצוי בכל תא אחד בלבד בגופנו!

בדנ"א יש 4 מרכיבים, מעין שפה שמיוצגת באותיות C, A, T ו-G. בקוד או השפה הזו, שמורכבים מ-4 האותיות הללו, מאוחסנים המרכיבים של כל איבר ותכונה בגופנו. כך מקודדים אלפי הגנים שלנו.


הנה הסבר על DNA וריצוף הגנום האנושי (מתורגם):

https://youtu.be/z79sg1ojT0E


כך בנוי ה-DNA בגופנו (מתורגם):

http://youtu.be/vyeYEiWGtQ8


וסרטון נוסף הגנים והדנ"א:

http://youtu.be/qy8dk5iS1f0

סקס זו אהבה שיוצרת ילדים. זו הדרך שבה אימא ואבא הביאו אותך לעולם. זה קצת כמו צמחים, אבל של בני אדם. אבא נתן לאמא זרעונים, שמהם נולד ילד אחד (כמוך), או כמה ילדים - תאומים, שלישיה וכדומה.

ביולוגית, כשתא הזרע של הגבר מפרה את תא הביצית של האישה, נוצר בדרך כלל עובר שיהיה לתינוק חדש. באמצעות הגֵנים, מעבירים תא הביצית הנשי ותא הזרע הגברי את ההנחיות שיקבעו את גודלו, מראהו הכללי והתכונות של התינוק.

סקס נקרא גם יחסי מין. זהו דבר מדהים, שמעסיק מאד את המבוגרים, בעיקר כי כך הם גם מבטאים אהבה וחיבה אחד לשני. ממנו גם נולדים ילדים מקסימים כמוך. אבל עושים את זה רק בגיל המתאים ותמיד עם מי שבוחרים ואוהבים.

מבחינה גנטית, אגב, המין, כלומר הסקס, הוא סוג של ערבוב של החבילה הגנטית, כלומר ערבוב של אוסף הגנים של ההורים ויצירת צאצא חדש. לכן כל כך מפתיעים, גם הדמיון המדהים לא פעם של ילדים להוריהם, וגם ההבדלים שבין אחים שונים, בתכונותיהם החיצוניות והאחרות.


הנה שיר שמסביר את הדרך שבה נפגש הזרעון בביצית ונוצר תינוק:

https://youtu.be/O94BtcRjieQ


והסברים איך ילדים לא באים לעולם:

https://youtu.be/ccj4bhnoiMk

אכן, לכל אדם בכדור הארץ דנ"א שהוא רק שלו. אין שני אנשים שיש להם דנ"א זהה, אלא רק במקרה אחד. אצל תאומים זהים הדנ"א זהה לחלוטין. תאומים זהים היו בהתחלה שני עוברים שגדלו באותו רחם. על אף שיש ביניהם הבדלים מסוימים, כמו בטביעות האצבעות, לתאומים זהים יש מטען גנטי זהה.

רק לתאומים זהים (Identical twins), שנוצרו מהתחלקות של אותה ביצית, יש דנ"א זהה לחלוטין, על אף שאינם זהים באופיים דווקא. אף על פי כן, מחקרים הוכיחו שתאומים זהים, שגדלו בנפרד זה מזה, היו דומים אחד לשני בתכונות, במחוות התנהגות ובתחומי העניין שלהם. קראו עליהם באאוריקה בתגית "תאומים זהים".


הנה הסבר התאומים הזהים (עברית):

https://youtu.be/zwuYbRxy6ts


ותאומים זהים בבטן:

https://youtu.be/oe5AV8PcKBo

לא פעם אנו שומעים על בדיקה שעושים כדי לזהות אם חשוד הוא הפושע או אם אדם הוא אביו של אדם אחר. זהו כוחו המופלא של הדנ"א, אותה מולקולה שנמצאת בכל תא שנוצר בגופנו.

באמצעות בדיקת DNA ניתן לזהות אם דנ"א שייך לאדם מסוים או שהוא אינו שלו. העובדה החשובה היא שתבנית הדנ"א האישית של כל אחד מאיתנו היא ייחודית ואין כמוה (מלבד במקרה של תאומים זהים, שגם חולקים DNA משותף).

זוהי מעין טביעת אצבע גנטית, שבעזרתה אפשר לזהות אבהות, אם בעל הדנ"א היה מעורב בפשע, או אם הדנ"א שנאסף בזירת הפשע הוא שלו.


הנה ניתוח הפרופיל הגנטי של חשודים בפשע (עברית):

https://youtu.be/wpG3CSvwjBw


הסבר כימי על תהליך הזיהוי באמצעות דנ"א (מתורגם):

https://youtu.be/5ij-YSrp93s


והשלב החדש בזיהוי הפלילי בו מזהים פושעים על פי הדנ"א של קרובי משפחתם:

https://youtu.be/KT18KJouHWg?long=yes

לכל בני האדם בעולם היו פעם עיניים חומות. כיום יש גם רבים בעלי עיניים כחולות וגם מעטים שיש להם עיניים ירוקות.

ולמה יש אנשים עם עיניים כחולות למשל? - הדבר התרחש לראשונה בשל מוטציה, פגם גנטי. זו התרחשה באדם אחד שנולד אי שם בעבר הרחוק עם עיניים כחולות. הפגם בגנים גרם לשינוי בצבע העיניים שלו ובזכות הגנטיקה, תכונת התורשה, כמו גם בשל מאפיינים סביבתיים, רבים מצאצאיו של אותו אב קדמון הפכו גם הם לבעלי עיניים כחולות.

תרומת הסביבה לעיניים הכחולות היא שבמהלך אלפי שנים יצא שבעלי עיניים כחולות התרכזו יותר באזורים הצפוניים של כדור הארץ. באזורים אלה יש פחות שמש. המחסור בשמש גרם לכך שבגופם של תושבי האזורים הללו יש פחות חומר שנקרא מלנין. מלנין הוא פיגמנט חום, כלומר חומר צבע טבעי שנמצא ברקמות של יצורים חיים ונותן להם צבע. המלנין הוא אחד הגורמים המשמעותיים בצבע החום שבקשתית העין. ככל שיש יותר מלנין בעין היא תהיה כהה יותר והצבע שלה יהיה יותר חום. לעומת זאת בעיניים בהירות יש פחות מלנין.

מכאן שבעיניהם של אנשים בעלי עיניים כחולות היה פחות מלנין. באזורי הצפון דלילי השמש התרבו בעלי העיניים הכחולות. לעומתם התרבו באזורים עתירי שמש, כמו המזרח התיכון, אפריקה ואסיה, בעלי העיניים החומות שבגופם הרבה מלנין.

חוץ מלהעניק צבע לעיניים שלנו, למלנין יש יכולת לספוג גם קרינה על-סגולה. בכך הוא מגן על העיניים מפני קרני שמש מזיקות. לכן עיניים חומות וכהות, שיש בהם כמות רבה של מלנין, רגישות פחות לקרני שמש, לעומת עיניים בהירות. הן מתאימות יותר לאזורים רוויי שמש כמו ביבשת אפריקה ולכן הברירה הטבעית מאפשרת לבעלי עיניים כאלה לשרוד טוב יותר במקומות החמים, לעומת בעלי עיניים בהירות.


הנה הסיבה שיש לאנשים עיניים כחולות:

https://youtu.be/qfSfNIzN7q8


סרטון נוסף על העין האנושית:

http://youtu.be/tM4zK-7ilUI


וסרט ארוך יותר שמראה את העין וכיצד היא פועלת:

http://youtu.be/syaQgmxb5i0?long=yes

רבים מבעלי החיים ישנים שינה עמוקה בחורף. תרדמת החורף היא מצב שבו בעל החיים יורד בפעילותו כמעט לחלוטין. גם חילוף החומרים של גופו קטן משמעותית במהלך שנת החורף.

בזכות תרדמת החורף יכולים בעלי החיים לשרוד תקופות מזג אוויר קשה ותנאים קשים בסביבה, שבהם המזון מועט ביותר. על ידי המעבר למצב של תרדמה, מתגוננים בעלי החיים טוב יותר ויכולים לשרוד את העונות הקשות.

מרבית בעלי החיים צורכים לפני המעבר לשנת חורף מזון רב. כך הם צוברים שומן שמסייע לגופם לעבור את התרדמה בשלום. משך שנת החורף משתנה בין חיות קטנות, הישנות ימים אחדים, וחיות גדולות בתנאי סביבה מתאימים, שישנות במשך חצי שנה.


הנה הסבר תרדמת החורף של בעלי החיים שמהם מנסים כיום ללמוד להטיס אסטרונאוטים לכוכבים רחוקים מאוד בתרדמת (מתורגם):

https://youtu.be/xptpXSTtgSY


הכנות לתרדמת החורף אצל הדובים:

http://youtu.be/TpY4frpheWw


מי ישנים? - מכרסמים, עטלפים ועד דובים, כולם ישנים בחורף:

http://youtu.be/3hSGuYMOe3E


סוף שנת החורף של הנחשים:

http://youtu.be/lUup6AdcKLw


האביב של דובי הקוטב:

http://youtu.be/OwZH_aT0FGI


והסבר על תרדמת החורף (עברית):

https://youtu.be/AgURvB6Jgzs

בכל תא אנושי נמצאים הכרומוזומים (באנגלית: Chromosome). אלו 23 זוגות של מולקולות ענקיות וארוכות של DNA וחלבונים.

בסך הכל יש לנו 46 כרומוזומים. המרכיב החיוני שמצוי בהם הוא הדנ"א (DNA), החומר התורשתי של כל היצורים החיים. שרשראות הדנ"א הללו מחזיקות את סוד החיים שלנו.


#מה הפירוש של סוד החיים שבכרומוזומים?
סוד חיינו הזה הוא, אם תרצו, מערכת ההפעלה של הגוף שלנו. כמו שבמחשב יש מערכת הפעלה המריצה אותו, גם לגוף יש כזו. בגוף היא כוללת את הוראות תחזוקת הגוף ותיקונו את עצמו, כשכל ההוראות הללו מקודדות במעין צופן כימי.


#מאיפה הכרומוזומים יודעים לנהל כך את הגוף החי?
כל כרומוזום כזה מכיל מאות או אלפי גֵנים, מעין הנחיות מוצפנות בקידוד אבולוציוני, כמו שורות קוד במערכת ההפעלה התורשתית שבכרומוזומים.

זה מנגנון מטורף שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומנוהל באמצעות חומרים כימיים שבתוך הגוף.

הגֵנים הללו שהכרומוזומים מכילים מאחסנים בתוכם את התכונות התורשתיות שכל ילד קיבל מהוריו. בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא.

למעשה, הכרומוזומים האלה נמצאים בגרעין של כל אחד מהתאים שבגופנו.


#כרומוזומים יש גם בבעלי חיים אחרים
לכל אורגניזם ובעל חיים יש כרומוזומים בגודל אחר, בעלי גנים אחרים וייחודיים או כאלה שמופיעים בצורות שונות (יש צורת כרומוזומים לינארית, כלומר ישרה ויש צורה מעגלית).

לבעלי חיים שונים וליצורים חיים אחרים יש מספר שונה של כרומוזומים בגוף, אבל העיקרון דומה.


הנה סרטון שמתאר את הכרומוזומים שבגוף האנושי ואצל יצורים חיים נוספים (מתורגם):

http://youtu.be/POAFVHv7QPI

כמעט בכל תא בגוף האנושי נמצאים 23 זוגות הכרומוזומים (Chromosomes) שלנו. בכרומוזומים האלה שמורות התכונות התורשתיות שכל אחד מאיתנו קיבל מהוריו.

הגנים, שמרוכזים בתוך הכרומוזומים הללו הם שמכילים את כל ההוראות ליצירת בני אדם חדשים.

#זוכרים את ה"כמעט בכל תא" מקודם?

יופי, כי יש שני סוגי תאים שאין בהם את כל הכרומוזומים. אלו הם תאי הזרע של הזכר ותאי הביצית של הנקבה. התאים אלה מכילים רק מחצית מכל זוג כרומוזומים. יש לכך סיבה. רק ברגע ההפריה, כשיפגוש תא הזרע של הגבר את תא הביצית של האישה, אז תיווצר מערכת כרומוזומים מלאה שתהיה הבסיס לילד, כלומר תינוק חדש, או במקרים מסוימים אפילו בסיס לכמה ילדים, כמו תאומים, שלישיה וכך הלאה.

למעשה, שאר ה-22 מתוך 23 זוגות הכרומוזומים שלנו הם כה דומים, עד שאפשר אפילו להחליף ביניהם קטעים, בלי שום בעיות.


#מה קובע את מין הילוד?
זוג הכרומוזומים ה-23 הוא הסיפור. נהוג לקרוא לו "כרומוזום המין" ואחד הדברים הבסיסיים, כנראה העובדה הידועה ביותר בביולוגיה של האדם היא שבזוג הזה של בכרומוזומים נקבע מינו של העובר - האם יהיה זכר או נקבה.

כרומוזומי ה-23 של הזכר והנקבה שונים מאוד זה מזה. כמעט תמיד לנקבות יש בכרומוזום המין שני עותקים של איקס (XX) ולזכרים יש X אחד ו-Y אחד (XY).

היחס בין ה-X וה-Y של השניים הוא זה שיקבע אם התינוק יהיה זכר או נקבה. או שהאיקס של הזכר יפגוש X של הנקבה והעובר יהיה נקבה (XX), או שה-Y שלו הוא שיפגוש את ה-X שלה ויווצר זכר (XY).


#אז מי קובע את מין היילוד - אימא או אבא?
במשך אלפי שנים האשימו גברים את האם שלא ילדה להם בן יורש. אבל המדע יודע להסתמך על נתונים והנה הממצאים, שחבל שהנרי השמיני, מלך אנגליה, לא ידע לפני שנפטר מנשותיו בזו אחר זו, כי לא הולידה לו יורש:

בכל זוג כרומוזומים כזה יש לנו כרומוזום אחד שקיבלנו מאבא שלנו וכרומוזום שהורישה לנו אימא. אבל האב הוא למעשה מי ש"קובע" את מין היילוד.

למה? - כי תאי הזרע הגבריים נושאים את שני הכרומוזומים, גם X וגם Y, כלומר (XY). הביצית של האם, לעומת זאת, נושאת שני כרומוזומים זהים - שני כרומוזומי X. כלומר (XX).

לכן אם צירוף הכרומוזומים הספרייה יהיה X של האב ו-X שהאם תורמת בכל מקרה, התינוק יהיה... נכון, בת. במקרה ההפוך שכרומוזום ה-Y של האב הוא שיופרה עם ה-X הקבוע של האם, התינוק יהיה... הוא... היא... בן!

הכרומוזומים של האם, אגב, הם שאחראית ל"תחנות הכוח" שנותנות לגוף אנרגיה. לא סתם האם היא כה משמעותית בחיינו כבני אדם וגם ביונקים אחרים.


על חוקי התורשה (עברית):

https://youtu.be/Astv7HswZLc


כך יוצרים הגֵנים, הכרומוזומים והדנ"א את האנשים שאנחנו (מתורגם):

https://youtu.be/xQ4NkuZtMwg


ותהליך ההפרייה המסעיר (מתורגם):

https://youtu.be/CsHAKD56HeU

אחד הפרויקטים השאפתניים ביותר בתולדות המדע הוא פרויקט הגנום האנושי (Human Genome Project). במסגרת פרויקט בינלאומי זה, שהובל על ידי המעצמות בראשות ארצות הברית, נסרקו כל הכרומוזומים של כמה בני אדם ורצפי ה-DNA שלהם. בסיומו המוצלח רוצפו לראשונה כל 25-20 אלף הגנים של הגנום האנושי וכשלושה מיליארדי הבסיסים שמרכיבים אותו.

סיום הפרויקט סימן את הצלחת המאמץ המדעי, ששאף לקבוע את הרצף הבסיסי של הקוד הגנטי האנושי (של בני האדם) ולזהות בהם את תפקידי אזורי הגנים השונים.

פרויקט הגנום האנושי הוא נדבך חשוב ביותר להבנה כוללת של החומר התורשתי שבגוף האנושי. הוא מסייע ללימוד החומר התורשתי, מבחינת רצף הגנים האנושיים, האופן שבו פועלת התורשה, השוני והדמיון הגנטי והתורשתי בין אנשים ואוכלוסיות שונות, תפקידי הגנים השונים ורצפים ייחודיים בגוף האדם ועוד.

כשהפרויקט הסתיים בהצלחה בשנת 2006 ופורסם הרצף של הגנום האנושי, הסתבר שלא כל הציפיות התממשו.

מה לא התממש?

חלק גדול מהשאיפות המחקריות הגדולות לא התממש עדיין, ביניהן הרצון להבין טוב יותר כיצד פועל התא האנושי, היכולת לזהות את האופן שבו פועלות מחלות תורשתיות ועוד. גם אם אנו יודעים לקרוא את הרצף הגנטי - נראה שהבנת הגנום האנושי באופן מלא עדיין רחוקה למדי.


כך רוצף הגנום האנושי (מתורגם):

https://youtu.be/AhsIF-cmoQQ


פרויקט גנום האדם:

http://youtu.be/z79sg1ojT0E


וסרטון תיעודי על פרויקט מיפוי גנום האדם:

https://youtu.be/nhoEvAY0ToM?long=yes

לבעלי עיניים כחולות חסר חומר שנקרא מלנין. מלנין הוא פיגמנט או צבע חום, שנותן להם את הצבע החום. ככל שיש יותר מלנין בעין היא תהיה כהה יותר וצבעה יהיה יותר חום.

הקשתית היא החלק הצבעוני שבעין. שני גורמים קובעים את הצבע שלה. הראשון הוא המלנין, פיגמנט בגופנו שככל שהוא מועט העין תהיה כחולה.

אגב, בשני שבהם הוא הצפיפות של התאים שבקשתית. זו הסיבה שיש אנשים עם עיניים כחולות הרבה יותר עמוקות מלאחרים.

אבל תינוקות שנולדים עם עיניים כחולות, צבע העיניים שלהם הוא לא בהכרח צבע העיניים שיהיה להם בבגרותם. הצבע הכחול בגיל זה נובע לרוב ממחסור במלנין. במקרים כאלה, כשהם גדלים, מתגבר ייצור המלאנין בעיניים של אותם תינוקות.

ומכיוון שיותר מלנין פירושו עיניים חומות יותר, ככל שכמות המלנין בעיני התינוק גדלה, ישתנה צבע העיניים וייעשה חום וכהה יותר.


כך מתמעטים בעלי העיניים הכחולות:

https://youtu.be/FOiV6pUF6lI


למה לתינוקות יש עיניים כחולות:

https://youtu.be/vW97Aya1hXg


והסבר של רופאה לשינוי צבע העיניים ככל שהתינוק גדל:

https://youtu.be/gP-q6pbgl-U

לאחרונה נחשף העולם למוטציות של וירוס הקורונה, או הווריאנטים כמו שנוהגים לקרוא להם המומחים.

כיאה לווירוס עולמי ואגרסיבי כל כך, המוטציות של הקורונה מתפתחות במהירות גדולה וכל חודש התבשרנו על עוד 2-3 מוטציות שלו, בדמות זַנים, וריאנטים חדשים של הווירוס שמתגלים בעולם.

מהאחרון שבהן, זן ההומיקרון, אנו הולכים ונפטרים אולי, אבל איש לא ערב לנו ולעולם כולו שזה הסוף.


אבל מהן בעצם מוטציות?

נתחיל בנְגִיפים, או הווירוסים. אלה גורמים מידבקים בגדלים תת-מיקרוסקופיים, שנטפלים לתאים חיים ומתקיימים תודות להן. בנגיפים הללו מרבים להיווצר מוטציות. המוטציות הן צאצאים של הווירוס המקורי, שעברו שינוי כלשהו, בשל טעות גנטית. השגיאות הגנטיות מתחרשות בדרך כלל בעת התחלקות התאים ורובן לא יוצרות בעיה או שינוי שיהפוך לזַן חדש.

אבל מדי פעם ובנגיפים דומה שזה קורה הרבה, יוצרות המוטציות זַנים (Variants) חדשים של הנגיף. הזַנים החדשים הללו יכולים לגלות עמידות רבה יותר אל מול חיסונים. לעתים קשה יותר לאתר אותם או שהם מדבקים הרבה יותר מהווירוס המקורי. בקיצור, הזנים החדשים יכולים להיות צרה צרורה.

בקורונה, לפחות בינתיים, זה לא המצב.

אבל העולם של המוטציות מרתק הרבה יותר. הן לא מתרחשות רק בנגיפים. ידהים אתכם ודאי לקרוא שבכל תא בגופנו ולמעשה בכל גוף חי בעולם, נמצא עותק שלם של ה-DNA בן מאה מיליארד האטומים שלנו. למעשה, עם כל התפצלות של תא בגוף החי לשני תאים שנוצרו ממנו, מועתק אל כל אחד מהם כל הדנ"א שלנו.

כלומר, מולקולת הדנ"א מועתקת באופן מדוייק לכל תא חדש והגנים משועתקים לכל אחד מהתאים שהתפצלו מהתא. ועוד יותר מזה - בגוף יש חלבון מיוחד שבודק שהדנ"א שהתקבל בכל תא זהה לחלוטין לדנ"א המקורי. התהליך של הפיצול והבדיקה אמורים להיות מדויקים וללא "תקלות אבולוציוניות".

אבל לעיתים יש טעות זעירה בתהליך, שגורמת לשינוי קטן ואקראי בקוד הגנטי. טעויות כאלה נקראות מוטציות (Mutations).

לעיתים גורמות המוטציות נזק ליצור החי שבגופו הן התרחשו ואף להביא למותו. אבל לא פעם יכולה מוטציה שכזו לתת לו דווקא יתרון על פני יצורים אחרים מסוגו, יצורים שבהם מוטציה כזו לא התרחשה. יתרון כזה יכול לאפשר לו הישרדות טובה יותר וכך, בזכות היתרון שנתנה לו המוטציה, האורגניזם עם היתרון הולך ומתרבה ואף יוצר זן חדש. לאורך הדורות הוא הולך ומנצח בתחרות ההישרדות את האורגניזמים שלא התפתחה בהם המוטציה והזן החדש פורח.

זוהי "הברירה הטבעית", תהליך שזכה לכינוי "הישרדות המתאימים" (Survival of the fittest). בזכותו, למשל, התרבו לאורך הדורות הג'ירפות בעלות הצוואר הארוך, על פני הג'ירפות בעלות הצוואר הקצר. "התבוסה האבולוציונית" של הג'ירפות בעלות הצוואר הקצר נבעה מכך שהן לא הגיעו לאכול את העלים שבראשי העצים ולפיכך היה להן פחות מזון.

כך התרבו למשל בקוטב, הדובים הלבנים עם ההסוואה המצוינת על רקע השלג, על פני הדובים החומים. כי יכולת הציד של האחרונים בשלג הייתה פחותה, מפני שצבעם החום חשף אותם לנטרף הפוטנציאלי בשלג הלבן והוא נס מהם והלאה, תוך שהם נשארים רעבים. רעב מביא לחולשה גופנית, למחלות ובמהלך הדורות גם להיעלמות הדובים החומים מהקוטב.


כך נוצרת המוטציה (מתורגם):

https://youtu.be/YvTFXPHhtFU


על הקשר בין המוטציה לאבולוציה (עברית):

https://youtu.be/u5Xu4__qZVs


כך מניעה המוטציה את האבולוציה (מתורגם):

https://youtu.be/5NdMnlt2keE


על הזנים החדשים של הקורונה (עברית):

https://youtu.be/pbKwNRmVRsg


ולימון שעבר כך שינוי מוזר:

https://youtu.be/5vQ3Knc2tGQ