ידענים: אבולוציה בפעולה

מאת 28 בפברואר 2016 9 תגובות

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

 

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

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.

מימין: עידן פרומקין ופרופ' יצחק פלפלבמאמר שפירסמו

מאמר נוסף

9 תגובות ל “זהו סוף פרדוקס התרנגולת והביצה”

  1. safkan

    התפלספות בגרוש.

    ביצים היו הרבה לפני תרנגולות. היו לדגים היו אפילו לחרקים. ביצים זה מוצר ביולוגי ג'נרי שאין שום קשר להתפתחות המינים ב- 500 מיליון השנים האחרונות.

    ביצים זה "מוצר גנרי" שבנוי מחומרי מזון מוקפים בקליפה אטומה שמאפשרת לייצור הנולד להתפתח מחוץ לגוף האם בלי להעיק על האם ). ביצים שמוטלות בהפרשי זמן יכולים לאפשר כמות גדולה של צאצאים יחסית לגודל האם. האם המטילה זקוקה לזמן פנוי לפעילויות החיים שלה האחרות, לא זמן מבוזבז לנשיאת עוברים בתוך גופה בשלב הראשון.

    היונקים החליפו את המוצר "ביצה" במוצר "רחם" כדי להאריך את שלב העוברות מעבר למה שאפשר בתוך ביצה. היונקים גם מספקים מזון ומחסה לצאצאים בשנות הילדות שלהם עד ההתבגרות הראשונית.

  2. יפתח מזור

    המשפט בפסקה הלפני אחרונה אינו ברור: "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".

    איך שינויים שהם לא אפיגנטיים, אלא ברמת הדנ"א, שמתרחשים בהורים יכולים לעבור לצאצאים? איפה הראו ניסוי כזה?

  3. רוני ה.

    אני לא יודע האם זה תקף גם לגבי הביצה והתרנגולת, אבל האם גלגולים שונים של חרקים למשל, אינם מין "הרכבה גנטית" של יצורים שונים זה על גבי זה? כלומר שהיה פעם יצור פשוט כמו הזחל של החרק, ואחר כך נוספו לו גנים של החרק הבוגר – ובגנים של החרק מגולמים שני הייצורים הקדומים האלה, כך שבתהליך הגלגול כל פעם בא לידי ביטוי סט אחר של גנים?
    לפי השערה כגון זו, האם יכול להיות שהביצה היתה יצור קדום מסוג אחד, והתרנגולת – מסוג שני?

  4. דארווין

    רק לדייק שדארווין גם האמין בהורשה של תכונות נרכשות כמו למארק, ושהרעיון של הורשה של תכונות נרכשות לא המוצא לראשונה ע"י למארק, אלא היה רעיון נפוץ באותם ימים. מה שלמארק חידש היה הרעיון שיצורים משתנים ומתפתחים ולא קבועים (כמו שמציעים הכתבים הקדושים). למארק הציע הורשה של תכונות נרכשות כמנגנון המניע את השינוי. דארווין שגם כן האמין בהורשה של תכונות נרכשות (הייתה לו את תאורית הפאנג'נסיס המפורסמת) חידש בכך שהראה שהורשה של תכונות נרכשות אינה הכרחית כהסבר לשינוי של מינים בטבע.

  5. תוהה

    אוי שוב פעם הוויכוח הטיפשי הזה.
    שיעור 0 בלוגיקה –
    ביצה = תרנגולת
    לכן אין משמעות לשאלה מה בא קודם
    כל ביצה היא תרנגולת
    תרנגולת יכולה להכיל ביצה
    מסקנה
    ביצה = תרנגולת

  6. אור

    למארק מתחיל לקבל את ההוקרה לה הוא ראוי. הוא פתח את הדלת גם לדארווין, בכך שביטל את ההשערה הקודמת לזמנו, שמינים אינם משתנים כלל.

  7. אריאל

    בתימצות:
    הדינוזאורים הטילו ביצים -> הדינוזאורים הם אבותיהם האבולוציונים של הציפורים -> התרנגולת היא ציפור => הביצה קדמה לתרנגולת.

  8. אסף

    הביצה היא תא אחד ,
    התרנגולת תאים רבים ,
    מהביצה יכול להיווצר תרנגול זכר
    ההיפך לא ,
    לכן הביצה קדמה לתרנגולת
    או לכל יצור רב תאי אחר…

  9. אסף

    תהליך יצירת המינים אינו פתאומי. הוא קורה בתהליך איטי כאשר אוכלוסיה אחת גדלה בתנאים שונים ומשתנה בהדרגתיות כלומר זיווג בין האוכלוסית ה"תרנגולת" לאוכלוסיה המקורית יהיה בתחילה פורה ב-100% במשך הזמן 80%, 60%…. כך עד שלא יהיה פורה בכלל. כלומר בשלב מסויים תהיה 80% תרמגולת, 60% תרנגולת וכו…

הוספת תגובה

  • (will not be published)