מה אנחנו יודעים על השעון הביולוגי של הדבורה? - מחקר חדש שנערך באוניברסיטה העברית שופך אור על מאפייני הגנים המרכזיים של השעון הביולוגי של הדבורה.
במחקר שנערך בראשותו של ד"ר גיא בלוך מהפקולטה למתמטיקה ולמדעי הטבע באוניברסיטה העברית, נמצא כי המבנה המולקולרי של השעון הביולוגי של דבורת הדבש דומה יותר לשעון הביולוגי של יונקים מלשעון הביולוגי של זבובים.
מה תפקידו של השעון הביולוגי?
השעון הביולוגי הוא מערכת פנימית בגופם של יצורים חיים היוצרת "מקצב צירקדי" (circadian rhythm). המונח נגזר מהמונח הלטיני circa dies, שמשמעותו "בערך יום אחד". אורך מחזור צירקדי הוא כ-24 שעות, וחשיבותו היא בכך שביכולתו לבקר אחר תהליכים רבים, דוגמת: שעות הערנות והעייפות, מקצב הפעילות היומי ושינויים מחזוריים בטמפרטורת הגוף ובהפרשת הורמונים.
דבורים מסתמכות על השעון הביולוגי לתזמון הגעתן לפרחים בזמנים שבהם שפיעת הצוף והאבקה בשיאה. דבורים יכולות ללמוד להגיע לפרחים בתשע נקודות זמן שונות במהלך היום ובדיוק בשל כ-20 דקות. השעון חיוני גם לניווט מדויק בעזרת השמש, מאחר שהשמש נעה במהלך היום מהמזרח למערב. דבורים שאורך גופם מעט יותר מסנטימטר אחד, מסוגלות לנווט בעזרת השמש לעבר ריכוזי פרחים הנמצאים במרחק העולה על עשרה קילומטרים מהכוורת.
המחקר של ד"ר בלוך וצוותו הוא חלק מפרויקט עולמי לריצוף הגנום של דבורת הדבש (בדומה לפרויקט הגנום האנושי שהושלם לפני שנים מספר). לדבריו, "באופן מפתיע נמצא שהמבנה המולקולרי של השעון הביולוגי בדבורים דומה יותר לשעון שביונקים מלשעון שבזבובים. תוצאות אלה משנות את הבנת האבולוציה של שעונים צירקדיים מאחר שהיה מקובל לחשוב שקיים טיפוס שעון האופייני לחרקים וטיפוס שעון אחר האופייני ליונקים".
ד"ר בלוך מציין כי התגלית מעוררת שאלות רבות בנוגע לאבולוציה של שעונים ביולוגיים והחשיבות של הבדלים בארגון השעון ביצורים שונים. למשל, למה השעון של דבורה דומה יותר לשעון של אדם ולא לשעון של זבוב? האם הדמיון בין דבורים ליונקים קשור למורכבות ההתנהגות בדבורים? כיצד היה בנוי השעון של חרקים קדומים? האם הוא היה דומה יותר לזה של הדבורה או לזה של הזבוב?
מחקר פורץ דרך
אפיון הגנים בשעון של הדבורה פותח כיווני מחקר חדשים הנוגעים להבנת הבסיס המולקולרי של התנהגויות מורכבות כגון ניווט בעזרת השמש, למידת זמן, גמישות במקצב הפעילות ובקרה חברתית על מערכת השעון הצירקדי. נוסף לכך, יש חשיבות רבה לחקר האבולוציה והפעילות של גנים של השעון הצירקדי מאחר שמחקרים שהתפרסמו לאחרונה מלמדים על מעורבותם במִגוון מחלות דוגמת: מחלות נפש, אלכוהוליזם, השמנת יתר, התמכרות לסמים והזדקנות.
