ידענים: אבולוציה - עליית האדם | אבולוציה בפעולה | דארווין

מאת 7 באפריל 2016 24 תגובות

המדענים סבורים כי התיאוריות של דארווין ולמארק מתקיימות במקביל, ואף משלימות זו את זו

קוף-אדם קדום. הדמיה: shutterstock

קוף-אדם קדום. הדמיה: shutterstock

מימין: עידן פרומקין ופרופ' יצחק פלפל
מימין: עידן פרומקין ופרופ' יצחק פלפל

לפני זמן מה קיבל פרופ' יצחק פלפל שיחת טלפון מאחיו: "אתה מדען, אז אולי תוכל לעזור בוויכוח שהיה לי עם חברים: מה בא קודם, הביצה או התרנגולת?" שיחה זו הובילה לשיתוף פעולה בין פרופ' פלפל, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, לבין ד"ר עודד רכבי מאוניברסיטת תל-אביב. במאמר שפירסמו השניים בכתב-העת המדעי Biology Direct הם טוענים, כי מבחינה ביולוגית, השאלה הנצחית – מה קָדַם לְמה: הביצה או התרנגולת – אינה פרדוקס כלל. ולא זו בלבד, אלא שהיא אפילו יכולה לשמש משל הממחיש את הפער בין שתי גרסאות של תורת האבולוציה: גירסת למארק וגרסת דארווין.

בתחילת המאה ה-19 טען הנטורליסט הצרפתי ז'אן-בטיסט למארק, כי מיגוון המינים בטבע נוצר כתוצאה מהעברה של תכונות נרכשות באמצעות התורשה. על-פי תורת האבולוציה שלו, יצורים חיים נתונים להשפעות סביבתיות אשר גורמות להשתנותם, כדי להתאים את עצמם לסביבה, ושינויים נרכשים אלה מועברים לצאצאיהם באמצעות הביצית או הזרע. במילים אחרות, התרנגולת (שהסתגלה לסביבה ושינתה את עצמה) קדמה לביצה. לעומת זאת, על-פי הגרסה המודרנית של האבולוציה, אשר התפתחה מתורת דארווין, נוצרים המינים החדשים בעקבות מוטציות גנטיות המתרחשות בביצית או בזרע – ורק לאחר מכן הם נבחנים על-פי מידת התאמתם לסביבה; כלומר, לפי תפיסה זו, הביצה קדמה לתרנגולת.

היות שתפיסתו של דארווין נפוצה הרבה יותר בטבע, ברוב המקרים מקדימה הביצה (לפחות מבחינת התפיסה) את התרנגולת. אך אם מתחוללת בטבע גם האבולוציה הלמארקית, הרי שבמקרים מסוימים, התרנגולת היא זו שמקדימה את הביצה.

איור: גיא ברעלי
איור: גיא ברעלי

במשך כ-200 שנה רווחה התפיסה כי למארק שגה, אך באחרונה החלו מדענים לגלות כי יש מקרים שבהם בכל זאת תְּקֵפָה התפיסה שהציג; כלומר, יש מקרים שהשינויים הנרכשים אכן עוברים בתורשה. באחרונה כתב פרופ' פלפל מאמר נוסף, שהתפרסם בכתב-העת המדעי Cell, בו הציע – יחד עם תלמיד המחקר עידן פרומקין, ועם תלמיד המחקר לשעבר ד"ר אביהו יונה, כיום חוקר בתר-דוקטוריאלי במכון לטכנולוגיה של מסצ'וסטס (MIT) – שורת הסברים אפשריים לאופן התרחשות האבולוציה על-פי תפיסת למארק – במישור המולקולרי. המדענים גורסים, כי כאשר שינויים מתרחשים לאורך זמן כתגובה ללחצים סביבתיים חדשים, פועלת האבולוציה כמעין מירוץ שליחים, כאשר בכל שלב בתהליך "מועבר המקל" לבא אחריו, ובכך מואץ המעבר לשלב הבא.

המדענים מציעים לייצג את סוגי ההסתגלות של היצור החי לתנאים סביבתיים על-פי טווח הזמן שבו הם מתקיימים: החל משינויים קצרי-טווח אשר כלל אינם משפיעים על הדי-אן-אי, וכלה בהסתגלות ארוכת-טווח, אשר משנה את המטען הגנטי. בין השינויים קצרי הזמן אפשר למנות את אלה המשפיעים על ביטוי הגנים, אך אינם משנים את רצף הדי-אן-אי. כך קורה, למשל, כאשר בתגובה להימצאות בגובה טופוגרפי רב, הגוף מייצר יותר תאי דם אדומים שמאפשרים לו להתמודד עם מחסור בחמצן. אם תנאים קשים מתקיימים לאורך זמן, ההסתגלות הסביבתית עולה מדרגה, לרמה האפיגנטית – שבה מתרחשים, למשל, שינויים בדי-אן-אי אשר אינם משפיעים על הרצף הגנטי. אך בסופו של דבר, אם התנאים הקשים ממשיכים להתקיים לאורך זמן רב מאוד, עשויות להיווצר מוטציות – כלומר, שינוי ברצף הדי-אן-אי עצמו. בדרך זו, בדיוק כפי שטען למארק, יכולים ההורים להוריש לצאצאיהם את השינויים אשר התרחשו בגופם במהלך חייהם, באמצעות שינויים במטען הגנטי של תאי הביצית והזרע.

פרופ' פלפל ושותפיו למחקר סבורים, כי מירוץ השליחים האבולוציוני התפתח מפני שהוא איפשר ליצורים חיים להתאים את עצמם במהירות לתנאים חדשים. אך ייתכן שאותו מנגנון מנוצל גם על-ידי תאים סרטניים. ידוע, למשל, כי בתאים אלה קיימים, לעיתים קרובות, עותקים נוספים של כרומוזומים. תופעה זו עלולה להתפתח בתאים סרטניים כמעין "שליח" במירוץ השליחים: היא מגדילה את מספר הגנים אשר תורמים להתפתחות סרטן, ומדרבנת היווצרות מוטציות המסייעות לגידול להתפתח מהר יותר.

כאשר התא מתחלק, מתרחשות המוטציות בדי-אן-אי אחת למיליארד אותיות; טעויות במספר הכרומוזומים בתא מתרחשות אחת ל-100,000 חלוקות.
#מספרי_מדע

תגיות:

עוד באתר הידען

24 תגובות ל “מי תיאר נכון יותר את האבולוציה – דארווין או למארק?”

  1. א.בן נר

    עדיין נשאלת השאלה הבסיסית:
    מהו המנגנון הגורם לשינויים גנטיים כתוצאה מ"הפעלת לחץ סביבתי"?
    זה לא ברור מהכתבה.
    כל זמן שלא ניתנת תשובה לשאלה זו, ללמארקיזם אין תקומה.

  2. א.

    יופי
    "העובדה שציבור המדענים מתעלם ממהעובדות,
    ומנסה להפנות לנושאים אחרים
    במטרה לזרות חול בעניים, ומנוע ראיית העובדות שמפילות את התאוריה… "
    על מה אתה מדבר?
    איפה אתה רואה זרת חול בעניים?
    מדענים מצאו מנגנון התפתחותי חדש שפועל בנוסף לבררה הטבעית ומפרסמים אותו. איפה אתה רואה התעלמות מעובדות?

  3. א.

    ניסים
    הרבה דברים דרווין לא יודע. למעשה התאוריה עברה כל כך הרבה שינויים של איך עובד המנגנון של הבררה.
    יותר נכון היה מבחינתי לכתוב תאוריית הבררה ולא דרווין.
    השאלה על האוזניים באמת מעניינת, ואם הבנתי נכון אין לה עדיין תשובה חד משמעית. יכול להיות שהגנים שגורמים לאוזניים שמוטות קשורים לגנים אחרים שמשפיעים על התנהגות. בניסוי המרתק שביצעו ברוסיה של ביות שועלים. הבררה היחידה שהם הפעילו הייתה חוסר רתיעה וחיבה לבני אדם, ובכל זאת לאחר הרבה דורות נוצרו שועלים עם אוזניים שמוטות.

  4. ניסים

    א.
    זה נכון מה שאתה אומר, אבל דארווין לא הבין את זה עד הסוף. הוא כן חשב שיש השפעה של הורים על צאצאים. במוצא המינים הוא כותב, לדוגמה, שהאוזניים של חיות משק שמוטות כי הן לא צריכות לפחד מטורפים.

  5. יופי

    א.

    עצם העלאת השאלה הזו מהווה סתירה לנכונות התאוריה.

    העובדה שציבור המדענים מתעלם ממהעובדות,
    ומנסה להפנות לנושאים אחרים
    במטרה לזרות חול בעניים, ומנוע ראיית העובדות שמפילות את התאוריה…

  6. א.

    יופי
    לא מדובר בשאלה הרגילה של הביצה והתרנגולת. השאלה היא בהשראת השאלה המקורית והיא: מתי מתחיל כל שינוי? בדור ההורים או בדור הילדים.
    בתחילת תאוריות האבולוציה חשבו שהשינויים מתחילים בדור ההורים, שימוש שלהם באבר מסוים מפתח אותו אצלם (מתיחת צוואר של ג'ירף נגיד או אימון ריצה של אנטילופה) ואז הם מולידים צאצאים אם תכונה מפותחת. כלומר התרנגולת קודמת לביצה.
    דרווין הביא תאוריה חדשה של בררה טבעית. כך שכל שינוי מתחיל בדור הילדים (כלומר כבר בביצה). כך שכאילו הביצה קדמה לתרנגולת.
    היום מתגלים מנגנונים חדשים של מעבר מידע מחוץ לגנים, כך שבעצם שינויים שהם תוצאה של לחצים סביבתיים שמתחילים בדור ההורה, יכולים לעבור לדור הילדים. כך שלפעמים התרנגולת קודמת לביצה.

  7. יופי

    במלים אחרות :

    מי שבכלל שואל את השאלה הזו
    סימן שהוא לא מבין את הבסיס של התאוריה הזו…

  8. יופי

    כמה שטויות אפשר לכתוב ?

    השאלה של "מה קדם" מתעלמת מהאופי "האבולוציוני" ש התאוריה…

    אם מדובר בצעדים קטנים של התפתחות,
    איך בכלל אפשר לשאול שאלה כזו ?

  9. א.

    המעבר היה דו צדדי. למה אתה חושב שיש יהודים בלונדינים. גם הקביעה שהיהדות לפי האם היא בגלל מיקרי אונס שהיו. צריך גם להכניס לחישוב את התמיכמה של הקהילות כך שאני לא יודע כמה כבר באמת מתו ממש מעוני.

  10. לורם איפסום

    לעניין היהודים ומסורת החיתון של העילוי עם בתו של הגביר:
    ובכן, מדובר בימי הביניים. העושר שלו זכתה המשפחה בהחלט היה עשוי לגרום לשרידת צאצאים טובה יותר אל מול המחסור באוכל, והמחלות, וזה שתשלום מיסים לבעל האחוזה המקומי בהחלט היה גורם שרידה חשוב לקהילה ולמשפחה.

    מהצד השני, 1000 שנים שבה הופעלה הפרקיטקה הזו (אם אכן הופעלה באדיקות מספקת ולא כאיזה קוריוז) לא היו מספיקות כדי ליצור שינוי גנטי באוכלוסייה.

    מהצד השלישי, צריך לזכור מה עשו הנוצרים עם הצעירים החכמים שלהם – שלחו אותם למנזר, ובכך קיצצו את הגנים האלו המהמאגר.

    ומהצד הרביעי צריך לזכור שאלו לא היו קהילות נפרדות לחלוטין, בהחלט היה מעבר של אנשים מצד לצד (מעבר שבעיקרו היה חד כיווני).

    בנוסף לכל אלו יש לקחת בחשבון את החמין כגורם לברירת הכשירים. היהודים ששרדו באמת היו אלו שהצליחו לקום מסעודת השבת המסורתית.

  11. ניסים

    שומר הסף…
    גם שמעתי על מחקר כזה, ועל מחקר שטוען ששבטים מסויימים הם יותר אלימים בגלל מעשי אונס שהם ביצעו בעבר.
    במחקרים האלה מראים קורלציה בין תצפיות, אבל הם לא מוכיחים תלות.
    ואולי אלה נושאים שלא כדאי לחקור יותר מידי, כדי לא לעודד דברים שאנחנו לא רוצים. למשל, יש היום שטוענים שבגלל שלחסרי אמצעים יש יותר ילדים, ובגלל שיש קורלציה בין אינטליגנציה להכנסה, אז רמת האינטליגנציה בעולם יורדת.

  12. ניסים

    ייתכן…
    להבדיל ממך, עם הרמיזות הנלוזות שלך, היהירות שאינה במקום, והטיפשות השופעת, אני כן מבין מה שאני אומר.
    יש לך אג'נדה שלך, שאתה לא בדיוק מסתיר, וחוץ מלהטיף, מעולם לא תרמת כאן לדיון.
    אני לא מגיב בשבילך, אני מגיב כדי שאף שטות שלך לא תטעה מישהו שבאמת רוצה ללמוד.

    אם אתה לא רוצה שאתייחס לתגובות שלך, לך מפה. אם אין לך משהו חכם לענות, אז אל תענה.

  13. א.

    שומר הסף
    בקשר ליהודים
    השאלה היא אם תלמידים שנחשבו עילויים בלימוד היה להם סיכוי גבוה יותר לשידוך. אני מאוד בספק. נראה לי חסר השפע כי כולם התחתנו בסוף אבל כן שמעתי תאוריה כזאת. הטענה היא שהוא יתחתן יותר מוקדם ועם משפחה עשירה יותר.

  14. יריב

    1. אני לא מבין מה החידוש הגדול כאן, ומה הקשר לז'אן-בטיסט למארק. נשמע שהחוקרים בסך הכל מציעים מנגנון נוסף (לחץ סביבתי) שעשוי לגרום למוטציות (בתאי הזרע והביצית) שעוברות לצאצאים. האם זה באמת חדש למישהו שמוטציות בתאי הזרע או הביצית עשויות לעבור לצאצאים? לא נראה לי.

    למארק דיבר על משהו אחר לגמרי, הוא דיבר על כך שכאשר בעל חיים עושה שימוש תדיר ושיטתי באיבר מסויים בגופו (למשל הג׳ירף שמותח את צווארו כדי להגיע לעלים הגבוהים של העץ) האיבר ישתנה כתוצאה מהשימוש בו, והשינוי הזה יעבור לצאצאיו.

    איפה במחקר הזה מדברים על איברים שמשתנים כתוצאה משימוש בהם? או על כך שהשינויים הנ״ל באותם איברים עוברים לצאצאים?

    2. ״המדענים גורסים כי כאשר שינויים מתרחשים לאורך זמן כתגובה ללחצים סביבתיים חדשים, פועלת האבולוציה כמעין מירוץ שליחים, כאשר בכל שלב בתהליך "מועבר המקל" לבא אחריו, ובכך מואץ המעבר לשלב הבא״

    שוב, לא ברור לי מה החידוש כאן. האם זה חדש שהאבולוציה פועלת כמירוץ שליחים ושהגנים עוברים מדור לדור כמו מקל במירוץ? ומה הקשר להאצה? איפה יש כאן האצה? האם מהירות השינויים הולכת וגוברת עם הזמן? למה?

    3. ברור שהביצה הייתה קודם. הדינוזאורים הטילו ביצים, ומהם התפתחו בהמשך התרנגולות.

    מאמר מאד מבולבל ולא ברור.

  15. יתכן...

    ניסים,

    כיוון שאתה לא מבין את המשמעות של מה שאתה כותב,
    אני מבקש בכל לשון של בקשה. שלא להגיב אלי בעתיד…

    בתודה.

  16. ניסים

    יתכן…
    לא, זה לא התפתח באקראי. המידע שמיוצג לחלוטין אינו אקראי, למרות שהמוטציות כן אקראיות.

    ביצעתי מחקר בעבר שהשתמש באלגוריתם גנטי. הרצנו את הניסוי מספר פעמים – תמיד קיבלנו אותם תוצאות, למרות שהמוטציות היו אקראיות ולמרות שתנאי ההתחלה היו שונים.

    גם ביצורים חיים היו "ניסויים" כאלה בטבע. גם שם קיבלו את אותה התוצאה. דוגמאות טובות הן העיניים והשוטון החיידקי.

  17. יתכן...

    עימנואל,

    זה באמת מדהים שייצורים מקבלים הרבה מידע בדנא…

    אבל זה התפתח באקראי ?

  18. עמנואל

    התרנגולת והביצה הגיעו ביחד והתפתחו ביחד בתחילה זה היה יצור חד תאי שהלך והתפתח עקב טעות גנטית נוצר יצור שבתוכו גדל תא יצור אחר עטוף בקרום
    וכך אט אט אחרי מאות מליוני שנים טעות הצטרפה לטעות (כשטעויות לא טובות גרמו להיכחדות המוטציות) החלו להתפתח יחד גם הביצה וגם התרנגולת ……. ודרך אגב כול היצורים שהם לא יונקים נוצרו מאותו חלקיק קטן שהלך והתפתח עם הזמן שתי התאוריות נכונות כיוון שכבר הוכח שלא רק שינויים מועברים יש מחקר שפורסם לא מזמן שגם ידע ….. עובר ואפשר לראות את זה ביצורים פרמיטיביים שאיך שהם נולדים הם יודעים בדיוק מה לעשות

  19. שומר הסף...

    – הביצה היא תא אחד שמתחלק לתאים יעודיים שיוצרים את התרנגולת
    לכן : הביצה קדמה לתרנגולת,
    – כתוב : ״…….תגובה להימצאות בגובה טופוגרפי רב,
    הגוף מייצר יותר תאי דם אדומים ……״
    זה לא נכון , אם הכותבים יעלו לגובה רב הם יסבלו מחוסר חמצן ,
    לאומתם אצל תושבים שחיים בגובה רב , דורות רבים
    אפשרה מוטציה ייצור יותר תאי דם אדומים,
    לבעלי המוטציה היה יתרון על אחרים וכך הברירה הותירה אותם .
    למארק קצץ זנבות עכברים וחיכה להמלטה של חסרי זנב …
    בנגב , קוצנים (עכברים) מכרסמים זנבות חבריהם ,
    לא העכברים של למארק ולא הקוצנים ממליטים חסרי זנב ,
    יש מי שטען כי : מאחר ולאורך הדורות היהודים קידמו תלמידי חכמים
    היום הם בעלי אינטליגנציה גבוהה מאחרים , האמנם ?

  20. לורם איפסום

    לא מובנת לי בכלל המתקפה הלמרקיסטית הזו. בסופו של דבר ייזכרו כולם שהכל בא מהדנ"א ומהאבולוציה הדארוויניסטית. כל הסמנים האלו, שמשפיעים על התבטאות הדנ"א וגורמים לייצור נרחב יותר של כדוריות דם אדומות – הם תוצרים של הדנ"א בעצמו, ומתופעלים ע"י תנאים חיצוניים באמצעות מנגנונים שגם הם מוכתבים ע"י הדנ"א. כל המנגנון נוצר כתוצאה אבולוציונית שנועדה לאפשר תגובה לתנאי סביבה שדורשים ייצור של יותר או פחות תאי דם אדומים. ייתכן שהיא קדומה כמו יצורים יבשתיים בעלי מחזור דם.

    בכלל הניסוח של הטענות הללו נראה מוזר למדי, והייתי רוצה שדורה – המורה לטבע מהיסודי – תעיר על זה כמה הערות חדות. בעיקר הרס אותי ה"עשויות להיווצר מוטציות" – אפשר שייווצרו ואפשר שלא, ואפשר שייצרו יצור עם שלוש רגליים נוספות, שיעמוד גם הוא למבחן האבולוציה הדארוויניסיטית.

    בקיצור,צריך הסבר קצת יותר ממשי, עם הסברים ברמה המולקולרית של כל שלב ב"מירוץ השליחים" הזה – שיראה איך הם בעצמם לא מנגנונים שנוצרו ע"י אבולוציה דארוויניסטית.

הוספת תגובה

  • (will not be published)