בכל קיץ, גחליליות שוטפות את הוואדיות והעמקים ועולות לשמי הערב לתצוגה מרהיבה המפיצה צבעים בגון ירוק, צהוב, כתום ואפילו כחול. יותר מ־2,000 מיני גחליליות ידועים למדע, לכל אחד תבנית ייחודית משלו של הבזקי אור, וכן איברי אור בעלי צורה שונה.
אך האם תהיתם אי פעם כיצד הבזקי האור הללו מתרחשים? שאלה זו בהחלט מסקרנת דורות של מדענים – שלאחרונה גילו שני גנים מרכזיים שמאפשרים לזה לקרות.
"בחקר הגחליליות יש שני נושאים הנחשבים לגולת הכותרת בתחום", אומר שינחואה פו, ביולוג באוניברסיטה החקלאית של הואה־ג'ונג בסין. "הראשון הוא כיצד זחלי הגחלילית מפתחים במהירות את האיברים המאפשרים להם להאיר כבוגרים. השני הוא האופן שבו פרטים בוגרים שולטים באיברים אלה בצורה מדויקת כל כך, למשל על ידי מצמוץ לסירוגין בתבניות דמויות קוד מורס כאשר בן זוג מפתה נמצא בקרבת מקום.
במחקר חדש שפורסם לאחרונה ב־Nature Communications, פו ועמיתו פיענחו את הגנום של הגחלילית המימית, Aquatica leii, השכיחה בשדות אורז בסין. במעבדה הם זיהו שני גנים מרכזיים האחראים להיווצרות, הפעלה ומיקום של איבר האור של הגחלילית הזו: Alabd-B ו־AlUnc-4. זו הייתה הפתעה, שכן הגנים הללו, שכבר ידועים ככאלו המסייעים להתפתחותן של הגחליליות, מעולם לא נקשרו לביולומינסנציה (ביו – חיים, לומינסנציה – הארה).
הממצא, אומר פו, יכול לעזור למדענים להבין סוף סוף כיצד החיפושיות הללו פיתחו את היכולת להבזיק כמו זיקוקים, גילוי חשוב מכיוון שגחליליות הולכות ונעלמות מעל פני הגלובוס. 18 מינים עומדים כעת בפני הכחדה בארה"ב לבדה, וכך גם מינים רבים נוספים ברחבי העולם, עקב שילוב של זיהום אור, שימוש בחומרי הדברה, אובדן בתי גידול וגורמים אחרים.
סוד ההבזק של הגחליליות
כפי שמתברר, פו רוחש חיבה רבה לגחלילית שעומדת במרכז המחקר החדש: הוא גילה את המין וחקר אותו מאז שנת 2000, ואפילו הקים מושבה במעבדה שלו, בה נולדות עד 600 אלף גחליליות חדשות בשנה. אוכלוסייה זו אפשרה לפו למקד את המחקר הנוכחי ב־24 השעות בהן הזחל שבוקע הופך לבוגר, שזה חלון הזמן שבו איברי האור מתפתחים.
בניסוי האחרון שלהם, פו ועמיתו החלו לשנות את הגנום של החרקים הללו כדי לראות איזו השפעה תהיה לכיבוי או להרס של גנים מסוימים. הם גילו שבמהלך המעבר מזחל לפרט בוגר, הגחלילית מפעילה את הגנים Alabd-B ו־AlUnc-4 שלה, שגורמים לאיבר היוצר את הבזקי האור להתפתח במיקום הנכון בתוך הבטן.
ג'ינג־קה וונג, ביוכימאי ומנהל המכון לממשק צמח־אדם באוניברסיטת נורת'איסטרן בבוסטון, כינה את המחקר החדש "מרשים" בשל השימוש שלו בכלים וניתוחים גנומיים מתקדמים. יתרה מכך, וונג טען שהמחקר מניח את הבסיס להבנה כיצד האב הקדמון המשותף של הגחליליות שילב בין שני הגנים הללו כדי לייצר אור.
עם זאת, הניסיון להרחיב את המחקר האבולוציוני טומן בחובו אתגרים רבים, בין השאר בגלל הקושי הטמון בגידול גחליליות, המורכב בהרבה מגידול עכברים, זבובי פירות או חיות מחקר נפוצות אחרות. יתרה מכך, המחקר של פו היה מוגבל רק לזכרים ממין אחד, A. leii, מה שאומר שתחום זה נותר במידה רבה לוט בערפל בקרב כמחצית מהאוכלוסייה – הנקבות. פו מתכנן לתקן זאת במחקר המשך.