מחקר: הבנה חדשה של שינויים בגודל בעלי החיים במרוצת הזמן: תחרות, לחצים אקולוגיים וחוק קופ
מחקר שנערך לאחרונה חשף את הגורמים המשפיעים על שינויים בגודל בעלי החיים לאורך זמן, זיהה שלושה דפוסים אבולוציוניים המבוססים על תחרות ולחצים סביבתיים, וסיפק הבנה לגבי חוסר העקביות ברשומות מאובנים.
המחקר חדש חשף גורמי מפתח לגדלים המשתנים של בעלי חיים מסוימים לאורך זמן, ומאתגר תיאוריות אבולוציוניות מסורתיות עם ממצאיו על שינויים בגודל המינים.
התעלומה שמאחורי הסיבה לכך שסוסים מאלסקה, צבאים קריפטודיראניים ולטאות איים התכווצו עם הזמן נפתרה במחקר חדש. המחקר התיאורטי החדש מציע כי גודל בעלי החיים לאורך זמן תלוי בשני גורמים אקולוגיים מרכזיים: עוצמת התחרות הישירה על משאבים בין מינים, וסכנת הכחדה מהסביבה.
ממצאי המחקר וגורמים אקולוגיים
באמצעות מודלים ממוחשבים המדמים אבולוציה, המחקר, שפורסם בכתב העת Communications Biology, מסביר מדוע מינים מסוימים נעשים קטנים בהדרגה, כפי שעולה מרישומי מאובנים.
ד"ר שובונלל רוי, ממדל מערכות אקולוגיות מאוניברסיטת רדינג שהוביל את המחקר, אמר: "בדיוק באותו האופן שבו אנו מנסים להסתגל למזג אוויר חם או קר בהתאם למקום מגורינו, המחקר שלנו מראה שגודל בעלי החיים יכול לגדול או להצטמק לאורך תקופות ארוכות, תלוי בבית הגידול או בתנאי הסביבה."
"במקומות ובזמנים שבהם יש תחרות רבה בין מינים שונים על מזון ומחסה, גדלי בעלי החיים לעתים קרובות הולכים וקטנים ככל שהמינים מתפשטים ומתאימים את עצמם לחלוקת המשאבים והמתחרים. לדוגמה, סוסים קטנים שחיו באלסקה במהלך עידן הקרח התכווצו במהירות עקב שינויים באקלים ובצמחייה."
"במקומות שבהם התחרות הישירה פחותה, הגדלים נוטים לעלות, על אף שהיותם גדולים מאוד ומעטים במספרם יכול להפוך את בעלי החיים לפגיעים יותר להכחדה."
"שינויים בגורמים אקולוגיים עוזרים להסביר מדוע רשומות מאובנים מראות תערובות כה מבלבלות של דפוסי אבולוציה של גודל, כאשר חלק מהשושלות קטנות עם הזמן ואחרות גדלות".
חוק קופ
צוות המחקר קרא תיגר על הסתירות שראיות מאובנים הציבו ל"חוק קופ". הכלל של קופ מתייחס לנטייה של קבוצות בעלי חיים מסוימות לפתח מידות גוף גדולות יותר במשך אלפי ומיליוני שנים. הכלל נקרא על שמו של אדוארד קופ, פליאונטולוג בן המאה ה-19 שהבחין לראשונה בדפוס זה בתיעוד המאובנים. לדוגמה, אבותיהם הקדמונים של הסוסים היו בעלי חיים קטנים בגודל של כלב שגדלו עם הזמן האבולוציוני, ובסופו של דבר התפתחו להיות הסוס המודרני.
עם זאת, עדויות מאובנים של חלק מהשושלות מראות מגמות סותרות להפליא, עם גודל עולה וגדל בקבוצות מסוימות אך הולך וקטן יותר באחרות.
לחץ אבולוציוני
באמצעות מודלים ממוחשבים המדמים אבולוציה, המחקר זיהה שלושה דפוסים שונים של שינוי בגודל הגוף המתרחשים בתנאים שונים:
- גידול הדרגתי בגודל עם הזמן: זה קורה כאשר התחרות בין המינים נקבעת בעיקר על-ידי גודל הגוף היחסי שלהם ולא על-ידי הבדלי נישה. לדוגמה, כמה סוגים של מיני בעלי חיים ימיים (למשל חסרי חוליות) גדלו בהדרגה במשך מיליוני שנים.
- גידול בגודל ואחריו הכחדה: כאן בעלי החיים הגדולים ביותר נכחדים שוב ושוב, מה שפותח הזדמנויות למינים אחרים לתפוס את מקומם ולפתח גופים גדולים עוד יותר, ולהמשיך את המחזור. הכחדות המוניות פגעו בצורה הקשה ביותר בטורפי על בעלי גוף גדול. יונקים וציפורים גדולים מאוד פגיעים במיוחד להכחדה – למשל, דינוזאורים וזוחלים מעופפים ענקיים.
- ירידה הדרגתית בגודל עם הזמן: הסימולציות ניבאו גם את ההפך מחוק קופ: מינים קטנים עם הזמן. זה קורה כאשר התחרות גדולה ויש מידה מסוימת של חפיפה בבית הגידול ובשימוש במשאבים. כאשר מינים מתפתחים זה מזה לגומחות נפרדות, הם עומדים בפני לחץ אבולוציוני להקטין את גודלם. בעבר דווח על ירידה בגודל עבור בעלי חוליות, דגים גרמיים, צבאים קריפטודיראניים, סוסי פליסטוקן מאלסקה ולטאות איים.
למאמר המדעי: "גורמים אקולוגיים של חוק קופ והחוק ההפוך ממנו" 18 בינואר 2024, ביולוגיה של תקשורת.
DOI: 10.1038/s42003-023-05375-z
עוד בנושא באתר הידען: