165 שנה לאחר שנהגתה בראשו של אבי תורת האבולוציה, מדענים הוכיחו סופסוף שהשערתו של דרווין על הסיבה שבגללה חרקים רבים הם חסרי כנפיים נכונה – לפחות ברובה
מאת נטע נסים, זווית – סוכנות ידיעות למדע ולסביבה
ב-12 בפברואר בכל שנה מצוין ברחבי העולם “יום דרווין”, שבו חל יום הולדתו של אבי תורת האבולוציה, צ’רלס דרווין. רבות מההיפותזות (השערות) של דרווין זכו לביסוס מדעי נרחב בשנים הרבות שעברו מאז שהגה אותן, אך אחת מהן, שמכונה “השערת הרוח” (“Wind hypothesis”) ושאותה הוא פיתח לפני כ-165 שנה, נשארה בגדר השערה מנומקת בלבד עד ימים אלה ממש.
על פי השערה זו, חרקים חסרי כנפיים מסוגלים לשגשג טוב יותר באיים שבהם הרוחות סוערות מאשר חרקים עם כנפיים, משום שבעלי כנפיים עלולים להיסחף במעופם בזרם הרוח העוצמתי בעת סופות. נימוקיו של דרווין להשערה היו חסרים מעט, אך לאחרונה הצליחו סופסוף חוקרים להוכיח את טענתו.
השאלה אילו לחצים סביבתיים קובעים האם מין חרקים מסוים יפתח כנפיים או לא סקרנה מדענים זה מכבר. דרווין חשב על הסוגיה לראשונה בינואר 1831, בעת ביקורו במדיירה (Madeira), אי ששייך לפורטוגל ושממוקם מול חופי מרוקו. בעקבות שיט סביב חופי האי, הבחין דרווין במשהו מוזר: חיפושיות מקומיות רבות היו חסרות כנפיים. הוא הציע שאם החיפושיות ללא הכנפיים היו מסוגלות לעוף, הן היו מועפות מהאי במהלך מעופן על ידי הרוחות העזות ששררו במקום. לכן, הוא שיער שחיפושיות ללא כנפיים מותאמות יותר לסביבה זו – ולכן, כמו שקובעת תורת האבולוציה, שורדות יותר.
כעת, במחקר חדש שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Proceedings of the Royal Society B, נמצא שלרוח יש השפעה אבולוציונית נרחבת על מבנה גופם של חרקים, ושדרווין צדק – לפחות חלקית.
“התפתחותן של כנפיים בחרקים אפשרה להם להגיע לנישות חדשות רבות וליישב בתי גידול שונים”, אומר ד”ר יונתן מרסמן, חוקר במוזיאון הטבע על שם שטיינהרדט ובבית הספר לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב בהנחיית ד”ר נטע דורצ’ין וד”ר גל ריבק. “הכנפיים אפשרו לחרקים להגיע רחוק יותר, ולעבור התאמות לסביבה החדשה”.
הטיסה התבטלה עקב רוחות חזקות
במחקר החדש בחנו החוקרים נתונים שנאספו במהלך שלושה עשורים על מאפייניהם השונים של חרקים רבים, יציבות בתי הגידול שלהם והאקלים ששורר בהם (מיקרו-אקלים). החוקרים התמקדו במינים שונים של חרקים שחיים באנטארקטיקה וב-28 איים באוקיינוס הדרומי (שממוקמים בערך באמצע הדרך בין אנטארקטיקה לאוסטרליה), ושנחשבים לכמה מהמקומות הסוערים ביותר על כדור הארץ.
החוקרים מצאו שלכ-47 אחוז ממיני החרקים שהתפתחו באזורים שנחקרו אין כנפיים. מדובר במספר יוצא דופן – כמעט פי עשרה מהשכיחות העולמית של חרקים ללא כנפיים, שעומדת על כ-5 אחוזים. הם גילו שהרוח החזקה באזורים אלה, כמו גם לחץ האוויר הנמוך והטמפרטורות המקפיאות, הפכו את התעופה לכמעט בלתי אפשרית עבור החרקים המקומיים.
עם זאת, החוקרים מצאו גם שלמרות שהשערתו אומתה, דרווין לא צדק באופן מוחלט – משום שהוא סבר שההתאמות האבולוציוניות נובעות אך ורק מעוצמת הרוחות באיים שעלולות להעיף חרקים מעופפים הרחק אל האוקיינוס, ואילו החוקרים מצאו שבנוסף להשפעתה הישירה של הרוח, עצם העובדה שתנאי הרוח הקשים הפכו את תעופת החרקים לקשה יותר לביצוע ול”יקרה” יותר אנרגטית, גרמה לכך שנותרה לחרקים המעופפים פחות אנרגיה כדי למצוא בני זוג, להזדווג, לייצר זרע בריא, להפיק ביצים ולהעמיד צאצאים. לפיכך, חרקים ללא כנפיים פעילות שהפסיקו להשקיע אנרגיה בפעולת התעופה ובתחזוקת “המכונות” זוללות האנרגיה שלהם (הכנפיים, על שריריהן המפותחים), זכו ליתרון, ויכלו להפנות את המשאבים הללו, בין השאר לרבייה, וכך להפוך לדומיננטיים באופן חריג בסביבה זו.
“תעופה היא בהחלט דרך תנועה ‘יקרה’ מאוד”, אומר מרסמן. “מדובר בתנועה לא יציבה, ויש צורך בהרבה אנרגיה כדי לשמור על יציבות ועל כיווניות באוויר. מצד שני, היא יעילה בהיבט של ניצול הזמן והמרחב”.
להתאים את הכנפיים למזון
מאפייני התעופה והכנפיים של חרקים משפיעים ומושפעים מאוד מסגנון חייהם, מהסביבה שבה הם חיים ומצרכיהם האבולוציוניים. כך למשל, במחקר שבו עוסק מרסמן, נבדק כיצד מבנה הכנפיים והגמישות שהוא מעניק להן קשורים לסגנון התעופה של זבלתיים (Scarabaeidae ), קבוצה מגוונת של חיפושיות שאליה משתייכים רוב המינים שמכונים “חיפושיות זבל”.
“בקצה אחד של הסקאלה ההתמחותית של הזבלתיים קיימות חיפושיות שניזונות מגללים של בעלי חיים, ושעפות אל קרבת מקור המזון אך מחפשות אותו בהליכה על הקרקע, ובקצה השני יש זבליות שניזונות מאבקת פרחים, שצריכות לנחות בדיוק רב על פני הפרחים”, אומר מרסמן. “כלומר, יש צורך בהתאמות בתעופת החיפושיות כדי שהן יוכלו להגיע לסוג המזון שאותו הן צורכות ולנצל אותו בצורה המדויקת ביותר”.
החרקים שלא מסתגלים
ההצלחה המחקרית שבהוכחת השערתו של דרווין היא משמעותית כיוון שהיא מהווה דוגמה נוספת לאופן שבו סביבות מעצבות את בעלי החיים שמאכלסים אותן. אין ספק שבמקרים רבים בעלי חיים יכולים להסתגל היטב לסביבתם, גם אם היא משתנה (ובמקרה של האדם – גם להשפיע עליה משמעותית בחזרה).
עם זאת, אין ביכולתם של בעלי חיים, ובכללם חרקים, להתמודד עם כל שינוי ושינוי. שורה של מחקרים מהשנים האחרונות חשפו פגיעה קשה באוכלוסיית החרקים בעולם בשל פעילות האדם. בגרמניה, למשל, נחשפה ירידה של לא פחות מ-76 אחוז באוכלוסיות החרקים השונות בשמורות הטבע במדינה במהלך השנים 2016-1989. מספרים דומים נמצאו גם במדינות נוספות ברחבי העולם.
החרקים אומנם קטנים, אך הם משמעותיים לסביבה ולאדם הרבה יותר ממה שהיינו חושבים, מכיוון שכל המערכות האקולוגיות היבשתיות תלויות בהם. אחד מתפקידיהם המרכזיים הוא האבקת פרחים, תהליך שבו תלוי חלק משמעותי מהיבולים החקלאיים שמספקים את מזוננו. יש לחלק מהחרקים תפקיד משמעותי גם בהדברת מזיקים לחקלאות כאויבים הטבעיים של אותם מזיקים. מעבר לכך, הם מהווים נדבך חשוב במארג המזון, ופגיעה בשכיחותם עלולה להשפיע על המארג כולו. יש לנקוט באמצעים שונים להבטחת השמירה על מיני החרקים שבסיכון, כמו הגנה על בתי הגידול שלהם, צמצום השימוש בחומרי הדברה ושילוב בתי גידול טבעיים במרחב החקלאי, כדי שבין אם הם מעופפים ובין אם לא – החרקים המועילים לא יחלפו עם הרוח.
עוד בנושא באתר הידען:
