המירוץ הגנטי

המאה ה-21 תעמוד קרוב לוודאי בסימן הביולוגיה כפי שהמאה ה-20 עמדה בצילה של הפיסיקה. ההנדסה הגנטית תתפוס בו מקום מרכזי בשל יכולתה לשנע גנים בין חיידקים לחיות, בין חיות לצמחים ובין מינים שונים ונפרדים, ועל ידי כך לדלג מעל מחסומים גנטיים בני מיליוני שנים שהציב הטבע מפני עירוב גנטי.

בגלל יכולת זו אין לראות בהנדסה הגנטית קפיצת מדרגה נוסח "הזנים הירוקים" בחקלאות, הצלבות של צמחים והכלאות של חיות משק, אלא מהפכה בסדר גודל אחר מכל מה שידענו בעבר. ההנדסה הגנטית עשויה, לראשונה בתולדות המין האנושי, לשנות לא רק את סביבתו של האדם, כפי שעשו טכנולוגיות אחרות, כי אם גם את האדם עצמו.

ההנדסה הגנטית שונה מכל הטכנולוגיות שקדמו לה גם במובן זה שהיא פותחת את שערי האבולוציה לגרסה חילונית של התכליתיות הדתית - זו שהפקידה את בריאת המינים ואת תוכניות המבנה שלהם בידי מתכנן עליון בעל אינטליגנציה אינסופית.

יוצרים מניפולציות

יצירת מניפולציות גנטיות במטרה להעניק לצמחים ולבעלי חיים תכונות רצויות מראש חותרת למעשה לאותה מטרה: סילוק המקריות מהאבולוציה - אותה מקריות המיוצגת על ידי מוטציות אקראיות בחומר התורשתי שלנו - והחלפתם בשינויים גנטיים מכוונים ומגמתיים. אלא ששינויים מגמתיים, משום שהם מכוונים להשגת מטרה מוגדרת, יוצרים סטנדרטיזציה מסוכנות של מינים, גזעים וזנים.

בטווח הקצר, הסטנדרטיזציה של הזנים חושפת אותם לסכנות של מגפות, כפי שקרה באירלנד בשנים 1845 עד 1848 כאשר מחלת השידפון כילתה את שדות התפודים שלה והביאה למותם ברעב של יותר ממיליון וחצי אירים. מה שעשה את מחלת השידפון לקטלנית כל כך היה העובדה שהאיכרים השתמשו בזן אחיד של תפודים, שהצטיין אמנם ביבול רב, אבל הזהות הגנטית ביניהם אפשרה לפטריית השידפון להתפשט במהירות לכל שדות התפודים.

בטווח הארוך, השונות הגנטית בטבע עלולה להיפגע ואתה המגוון העשיר של מבנים וצורות חיים בטבע, כי מגוון זה הוא פרי האקראיות והמקריות של המוטציות היכולות ליצור שגיאות קטלניות, אבל גם צורות חיים חדשות ומפתיעות. שום תכנון מוקדם - גאוני ככל שיהיה - לא היה מצליח לפתח מתולעת קטנה, שחיה לפני 540 מיליון שנה, כרישים, תנינים, נשרים, נמרים, פילים, קופים ובני אדם.

אבולוציה בכל הכיוונים

מגוון מפתיע כזה לא יכול להיווצר במשטר של תכנון, מכיוון שכל מעשה תכנון חותר מטבעו לשכלול מיטבי וליעילות מרבית, ועל כן הוא שואף לאחידות ולצמצום השונות. בהיעדר תכנון, האבולוציה חופשית להתנהל בכל הכיוונים, תוך עשיית שימוש אופורטוניסטי במוטציות מזדמנות המספקות פתרונות אָד-הוק ללחצים סביבתיים משתנים.

פתרונות אלה דומים לשיטת הפעולה של חשמלאי שכונתי, הנזעק מעת לעת על ידי דיירי השכונה למתוח חוטי חשמל חדשים מהשקעים הקיימים בדירותיהם כדי לאפשר חיבורם של מכשירי חשמל חדשים שאיש לא צפה את נחיצותם, או אפילו את קיומם, בעת בניית הבית.  

התוצאה של שיטת פעולה כזאת היא ערב רב של חוטים חשופים ונתיכים שרופים. בטבע זה מתבטא בהיווצרות צורות חיים ותהליכי חיים שונים ומשונים, שאף מתכנן בר דעת לא היה מעז להעלות בדמיונו בגלל אי-סבירותם. לדוגמה, פרפר מתחיל את דרכו כביצה, בוקע ממנה כזחל, טווה לעצמו גולם ועובר בתוכו מטמורפוזה מדהימה כדי לצאת ממנו פרפר שהוא היפוכו הגמור של הזחל מבחינה מבנית ותפקודית.

איך הופכים ביצה לפרפר

יתר על כן, במקום לשמר את מערכת הגזירה והלעיסה היעילה של הזחל ולהוריש אותה בשלמותה לפרפר, היא הוחלפה בחדק המסוגל לשאוב רק נוזלים. כל מתכנן מתחיל היה מוצא דרך קצרה ויעילה יותר להפוך ביצה לפרפר.

דוגמה קיצונית יותר להעדר תכנון מספקת תולעת זעירה שכדי להגיע לבגרות היא צריכה לעבור בקיבותיהם של שלושה יצורים המשתייכים לשלוש מערכות חיים שונות. התולעת מתחילה את חייה כביצה במעיים של כבש. כעבור זמן היא נפלטת בצואתו ונאכלת על ידי חילזון בעל תאבון פרוורטי לגללי כבשים.

בגופו של החילזון בוקעים הזחלים מביצי התולעת ומופרשים ממנו כשהם מצופים בשכבה דקה של ריר, מה שעושָה אותם חטיף מטריף לנמלים. מבטנה של הנמלה הם חודרים למוחה, משגעים אותה וגורמים לה לעשות מעשה המנוגד לחלוטין לאינטרס שלה: היא מטפסת אל קצות עלי העשב וממתינה שם עד שהיא נאכלת על ידי כבש מזדמן. במעיים של הכבש נסגר המעגל: הזחלים מגיעים לבגרות, מתרבים, מטילים ביצים ופותחים מחזור חיים חדש.

הטבע הוא כמו חשמלאי שכונתי

למותר לציין שתרחיש כזה, אם היה מוצע על ידי סטודנט למינהל, היה מביא לסילוקו מהאוניברסיטה כבר בשנה הראשונה ללימודיו. אבל הטבע פועל ללא תכנון וללא תוכנית, בשיטה של טלאי על טלאי, כמו חשמלאי שכונתי. מה שמדריך את החשמלאי השכונתי הוא מבחן התוצאה: האם החיבורים המאולתרים מאפשרים למכשירי החשמל ברשת לפעול באמינות מספקת ולפרק זמן סביר.

כך גם הברירה הטבעית. אותה לא מעניין אם המנגנונים הביולוגיים ותהליכי החיים החדשים עומדים במבחן היעילות והשכלול, אלא האם הם משרתים את הכשירות הדארווינית של בעל המנגנונים, קרי מאפשרים לו להוליד מספר מיטבי של צאצאים.

לכאורה, ההנדסה הגנטית לא אמורה להיות שונה מהכלאות של זני צמחים ושל חיות משק - המשמשות אותנו אלפי שנים. שהרי טיפוח פרות המניבות יותר חלב, תרנגולות המטילות יותר ביצים, כבשים המפיקות יותר צמר, קילחי תירס המניבים יותר גרעינים גורם לתכונות המטופחות האלו להתעצם ולשרוד לא מפני שהן מועילות לפרט המבוית בהתמודדותו עם הטבע שמחוץ לדירים, לרפתות וללולים, אלא משום שהן משרתות את צרכיו של המְגַדֵל, ועל כן זוכות להגנתו מפני הגרזן החד של הברירה הטבעית.

מבחן הזמן

ואמנם במצבם הנוכחי, בכל זאת, שני דברים חשובים מבדילים את ההכלאה מההנדסה הגנטית: ראשית, ההכלאה לא משנה את המבנה הגנטי של הפרות, התרנגולות והכבשים, אלא מטפחת תכונות קיימות. שנית, התכונות המוכלאות עמדו בהצלחה במבחן הזמן של דורות רבים.  

מבחן הזמן הוא בדיוק מה שחסר למניפולציות של ההנדסה הגנטית. קליטתו של גן זר בגנום של צמח או של בעל חיים בלי להפר את האיזונים הגנטיים המתקיימים בו לא נבחן ביום אחד וגם לא בשנה, כי גם גשר הבנוי מחומרים מתכלים עשוי להחזיק מעמד מספר שנים לפני שהוא קורס תחתיו. 

בהעדר מבחן הזמן איננו יודעים אם ומתי הגנים הזרים יעוררו גנים רדומים בגנום של האורגניזמים המושתלים או ישביתו גנים פעילים, ועד כמה יכולה תגובה זאת לשבש את הסטטוס קוו בין המוטציות, הסביבה והברירה הטבעית המתקיים שם אולי מאות מיליוני שנים. לכן, בהעדר מבחן זמן אמיתי, כל מניפולציה גנטית היא בגדר הימור שתוצאותיו עלולות להיות מסוכנות לאורגניזם המהונדס ולסביבתו.

פיטוניות, שרירים ועכברים בהריון

דוגמה שלישית, כחלק מפיתוח תרכיב נגד היריון בעכברים השתילו בנגיף של אבעבועות עכברים גן של אינטרלוקין 4. האינטרלוקין היה אמור להגביר את ייצור הנוגדנים כלפי ביציות העכבר. בפועל, הצירוף בין האינטרלוקין לנגיף שיתק את מערכת החיסון של העכברים והביא למותם.

סכנת הנגיפים

ממצא זה מעורר דאגה רבה, כי זו הפעם הראשונה שניסיון להנדס נגיף לא מביא להחלשתו, אלא מגביר את אלימותו. החשש הוא ששימוש בנגיפים בתור נשאי גנים לצורכי מחקר ופיתוח תרופות נגד סרטן ומחלות ממאירות אחרות עלול בלי משים לפתח נגיפים קטלנים.

האמת היא שממצאים אלה לא היו אמורים להפתיע את החוקרים אם הם היו מתייחסים מלכתחילה לגנום לא כאל משחק דמקה, המאפשר להחליף כל כלי בלוח בכל כלי אחר מאותו הצבע בלי להשפיע על מהלך המשחק, אלא כאל משחק השח, שבו החלפת חייל ברץ, או צריח בסוס, משנה לחלוטין את יחסי הכוחות על הלוח.

יחסי הכוחות בתוך הגנום, שהתגבשו במהלך מאות מיליוני שנות אבולוציה, מבוססים על מערך מורכב של איזונים הדדים בין גנים דומיננטיים לגנים רצסיביים, בין גנים בודדים לקבוצות גנים, בין גנים לכרומוזומים, בין גנים מוחתמים מצד האב לבין גנים מוחתמים מצד האם. מערך עדין זה של יחסי גומלין הוא תוצאה של מעשה טלאים אבולוציוני, שעצם עמידתו במבחן הברירה הטבעית לאורך מיליוני שנים הוא עניין מופלא בפני עצמו.

כמו גורד שחקים על צריף ישן

אפשר להמשיל אותו לגורד שחקים שהוקם על יסודותיו של צריף ישן, מדירות שנבנו על ידי הדיירים במשך עשרות שנים, זו על גבי זו, ללא תכנון הנדסי וארכיטקטוני. ואם זה כך, אם האורגניזמים נבנו ממבנים מאולתרים כאלה, אזי נדרשת מאתנו זהירות כפולה ומכופלת בבואנו לטפל בהם, שכן קשה להעריך מראש את כמות המניפולציות שניתן לעשות בגנום בלי לשבש את האיזונים העדינים הקיימים בו או אפילו להביא לקריסתם.

כפי שראינו בניסוי בפרחי הפיטוניה, תגבורו של גן אחד על ידי גן זר עשוי להשפיע לא רק עליו, כי אם גם על הגנים הסמוכים לו. יתר על כן, כאשר מוחדר גן זר לגנום של הצמח המושתל הוא יכול לצוץ בכל מקום בגנום שלו - לרבות ליד גורמי ויסות. כשזה קורה, הוראת הוויסות המקורית משתבשת והיא עלולה לגרות את התא לייצר חלבון מסוים בכמויות קטלניות.

לחלופין, היא יכולה לגרום לו להשתתף בתהליכים שהוא לא אמור להיות מעורב בהם. למשל, הכנסת גן זר לגנום של צמחים המייצרים בעלים שלהם רעל להגנתם עלולה להעביר את הרעל גם לפירות. החשש מהפרת איזונים קיימים חלה גם על הסביבה האקולוגית של הצמח.

טרמפ על ידי גנים קופצים

למשל, העמידות של הגידולים המהונדסים מפני חומרי הדברה עלולה לעבור באמצעות "גנים קופצים" לעשבי בר, ועל ידי כך להקנות גם להם עמידות מפני קוטלי עשבים. יתרה מזו, מכיוון שהגידול המהונדס עמיד מפני חומרי הדברה, נוטים החקלאים להציף את שטחי הבר במינון מוגזם של חומרי הדברה.

עקב כך, חומרי ההדברה נספגים באדמה ופוגעים באוכלוסיות של מיקרו אורגניזמים האחראים לתפקודה התקין של הקרקע. כמו כן, מעבר גנים בעלי ערך ויטמיני או קלורי גבוה מגידולים מהונדסים לעשבי בר מָפנֶה חלק ניכר מהאנרגיה של עשבי בר אלה ליצירת חומרים לא רלבנטיים לקיומם ומחליש בכך את סיכויי הישרדותם.  

גם מזיקים עלולים לפתח במהלך הזמן עמידות מפני התכונות המהונדסות, בדומה לעמידות שהתפתחה בקרב אוכלוסיות שונות של חיידקים מפני חומרים אנטיביוטיים. חששות אלה מכרסמים באמון הציבורי כלפי ההנדסה הגנטית, והם משתקפים בשאלות שנראות לנו היום ביזאריות. כמו למשל, מה יקרה לציפורים ולחרקים שיאכלו צמח מהונדס המפיק מתאיו פלסטיק, ולו פלסטיק מתכלה?

רוצים תירס טבעי

שאלות מסוג כזה מפרנסות את האש סביב סוגיית הגידולים הטרנסגניים, סוגיה המקבלת לעתים אופי אידיאולוגי בעל סממנים כמעט דתיים המסתיים לפעמים במצבים אבסורדים. לדוגמה, זמביה וזימבווה, שמיליוני אזרחיהן סובלים חרפת רעב, דחו תרומה של אלפי טונות של גרעיני תירס מהונדסים כדי לא לפגוע בבריאות אזרחיהן.

אמנם בעשר השנים האחרונות לא נרשם אף מקרה של כאב בטן מאכילת מזון מהונדס, אבל מנהיגי זמביה וזימבווה החליטו שמוטב לאזרחיהן למות ברעב מאשר לאכול דייסת תירס מהונדסת. עם זאת, אין ספק שלחברות הביוטכנולוגיות יש חלק נכבד בעוינות שנוצרה כלפיהן.

כדי להתחיל להשיב לעצמן את אמון הציבור הן חייבות להחמיר את תהליכי הבקרה ולהאריך את תקופת הניסויים במקום לחפש קיצורי דרך וקיצורי זמן למטרות רווח. הקמת תעשיות שבהן מעבדות המחקר ממוקמות פיסית בראש פס הייצור מעידה על כוונות לרווח מהיר ולא על גישה אחראית.

• בחלק השני של הכתבה: כיצד משפיעות חברות הביוטכנולוגיה על המחקר, מי יכול לנבא את צרכי העתיד, והיכן הסכנה הגדולה ביותר של המירוץ הגנטי.