הראייה החדה של כריש המעמקים הזקן

עד לאחרונה סברו המדענים שראייתו של הכריש ישנונן גרינלנדי, שיכול להגיע אפילו לגיל המופלג של 400 שנה, מידרדרת לאורך חייו הארוכים עקב תנאי סביבה קשים, טפילי עין ונזקי הגיל. כעת, קבוצת חוקרים בינלאומית מקליפורניה, דנמרק ושווייץ גילתה שהראייה של הכרישים הללו נשארת חדה בתנאי התאורה הדלה שאליה הוא מותאם, לפחות עד גיל 130.

ראייה בחושך כמעט מלא

בעיניים של בעלי חוליות יש שני סוגים של תאים קולטי אור: קנים ומדוכים. המדוכים משמשים לראייה בתנאי תאורה טובים, ואילו הקנים רגישים יותר לאור ולכן מאפשרים לראות גם בחושך.

בעלי חיים רבים שחיים במקומות חשוכים כמו מערות או מעמקי הים עברו במהלך האבולוציה שינויים בתפקוד מערכת הראייה שלהם שהתאימו אותה לחיים בתנאים של תאורה חלשה באופן קיצוני. לדוגמה, עיניהם של דגי הטטרה המקסיקנית העיוורת (Astyanax mexicanus), החיים במערות, התנוונו לגמרי והם משתמשים בחושים אחרים כדי לחוש את הסביבה. מערכת הראייה של לא מעט דגים אחרים שחיים במעמקי הים, הותאמה לחושך ונותרה מתפקדת. אצל רבים מהם התפתחה בעיניהם שכבה צפופה של קנים ארוכים ורגישים לאור, ואילו המדוכים שלהם התנוונו.

הישנונן הגרינלנדי (Somniosus microcephalus) הוא כריש שחי במים הקרים של האזור הארקטי ומבלה את רוב זמנו בחושך כמעט מוחלט, בעומק של עד 3,000 מטר. תוחלת חייו היא הארוכה ביותר מקרב כל החולייתנים, והוא יכול להגיע אפילו לגיל מופלג של 400 שנה. החיים הארוכים הללו מציבים אתגר לא קטן בפני מערכת הראייה של הישנונן, שעלולה להתבלות עם השנים. בני האדם, לדוגמה, מאבדים מדי שנה 0.6-0.2 אחוז מהקנים שלהם, כך שאילו היינו חיים עד גיל 400 היינו מאבדים 90-50 אחוז מהקנים שלנו, וחווים בפועל עיוורון כמעט מלא. 

אם לא די בתהליכי הבלאי הרגילים, אצל ישנוננים רבים נצפו טפילי עיניים. הטפיל הוא הסרטן הפלנקטוני Ommatokoita elongata, מתת-המחלקה שטרגליים, שאורכו כשלושה סנטימטרים. הסרטן נצמד לקרנית – השכבה השקופה בקדמת העין – מקטין את שדה הראייה ועלול לצלק את הקרנית. בהתחשב בכל האתגרים האלה חוקרים סברו שייתכן שמערכת הראייה של הישנונן התנוונה כמו זאת של דגי המערות, והוא מסתמך על חושים אחרים כדי להתמצא בסביבה.

עין מתפקדת

דורוטה סקוברונסקה-קרווצ’ק (Skowronska-Krawczyk) מקליפורניה, שחוקרת את הזדקנות מערכת הראייה, שללה את ההנחה הזאת אחרי שצפתה בסרטונים של ישנוננים וראתה שהעיניים שלהם זזות ועוקבות אחרי אור אפילו כשהן עכורות ויש בהן סרטן טפיל.

כדי לבחון את העניין לעומק היא בחנה עיני ישנונן שנשלחו אליה מתחנת המחקר הארקטית של אוניברסיטת קופנהגן. בדיקה של רשתיות העיניים תחת מיקרוסקופ הראתה שעיני הכריש תקינות, ושיש בהן תאי קנים ארוכים וצפופים שמותאמים לראייה בסביבה חשוכה.

כדי לבדוק אם קיימים תהליכי ניוון בעין, החוקרים צבעו את רקמת הרשתית בסמן פלואורסצנטי שנקשר לשברי DNA. שברי DNA הם תוצר אופייני של תאים שעברו מוות תאי מתוכנן (אפופטוזיס), שהוא תהליך של השמדה עצמית שמופעל בתאים בלתי נחוצים, למשל אם הצטברו בהם יותר מדי פגמים. על כן ריבוי שברים כאלה יכול להעיד שמערכת הראייה התנוונה עם השנים. החוקרים מצאו שהסמן לא נקשר לתאי הרשתית, ולכן הסיקו שלא היה מוות תאי מתוכנן נרחב ברשתית בזמן שהכריש שעינו נבדקה היה בחיים, אף שגילו היה מעל 130 שנה. 

החוקרים רצו גם לבדוק אם קיומו של הטפיל בקרנית העין מפריע באופן משמעותי לאור לחדור לעומק העין ולהגיע לרשתית. הם הפרידו את הקרנית מהעין, כשהטפיל עדיין צמוד אליה, ובחנו כמה אור עובר דרכה בהשוואה לקרנית של בני אדם. הם מצאו שקרנית העין האנושית מעבירה 95 אחוז מהאור הנראה, ואילו זאת של הישנונן העבירה בין 70 אחוז ל-100 אחוז מהאור. כלומר גם אם הטפילים מפריעים לראייה, אור אכן נכנס דרך הקרנית ויכול להגיע לקנים ברשתית.

כדי לוודא שעיני הישנוננים אכן פעילות, החוקרים ריצפו את החומר התורשתי של הכריש ומצאו בו את כל הגֵנים החשובים לתפקודה של מערכת הראייה, כולל זה שאחראי על ייצור החלבון רודופסין שמאפשר לקנים לחוש אור. בדיקה נוספת העלתה שכל החלבונים החשובים לראייה, כולל רודופסין, אכן מיוצרים בתאים שבעין הכריש, ושכמותם דומה לזאת שנמצאה בעיניהם של כרישים אחרים.

לבסוף, כדי להבין איך קרה שהתאים הרגישים לאור בעיני הכרישים החזיקו מעמד יותר ממאה שנה, החוקרים מדדו את רמותיהם של חלבונים שאחראיים על תיקון ה-DNA וחשובים לשמירה על בריאות העין במהלך ההזדקנות. הם מצאו שלכרישים שתוחלת החיים שלהם קצרה לא היה הגֵן שאחראי על ייצור החלבונים הללו. לעומת זאת, הוא נמצא אצל כרישים מאריכי חיים, והיה פעיל במיוחד אצל הישנונן הגרינלנדי.

המחקר הראה, אם כן, שגם אחרי 130 שנה מערכת הראייה של הישנונן הגרינלנדי עדיין מתפקדת ומותאמת לסביבה החשוכה של מעמקי הים, בדומה לדגי עומק אחרים. אף שיידרשו מחקרים נוספים כדי לבדוק את זה, נראה שתאי הישנונן מייצרים כמויות גדולות של חלבונים שתפקידם לתקן פגמים ב-DNA, והם עוזרים לו לשמור על ראייה מתפקדת גם אחרי שנים רבות. סביר להניח שגם הטמפרטורה הנמוכה השוררת במעמקי הים מאיטה את תהליכי חילוף החומרים בגופו של הכריש וכך מעכבת תהליכי ניוון והזדקנות. ייתכן שבעתיד נוכל להשתמש בחלבונים הללו לתיקון DNA של בני אדם, במטרה למנוע את הידרדרות הראייה האופיינית לגיל זקנה.