סיקור מקיף

התגלה האב הקדמון של אוכלי העשב

אכילת צמחים, כלומר היכולת לעכל ולעבד חומרים עשירים בסיבים כגון עלים ושורשים, נוצר לא רק בשושלת הכוללת את Eocasea שהוא אחד מאבותיו הקדמונים של היונקים. היא הופיעה בנפרד לפחות חמש פעמים, לרבות פעמיים אצל זוחלים.

 שיחזור של טורף זעיר בן 300 מיליון שנה המכונה Eocasea, בתוך טביעת רגל של אוכל העשב הגדול ביותר בתקופה של לפני 270 מיליון שנה, ה- Cotylorhynchus. איור: דניאל דופו
שיחזור של טורף זעיר בן 300 מיליון שנה המכונה Eocasea, בתוך טביעת רגל של אוכל העשב הגדול ביותר בתקופה של לפני 270 מיליון שנה, ה- Cotylorhynchus. איור: דניאל דופו

מחקר חדש של אוניברסיטת טורונטו במיסיאגה שבקנדה מראה כיצד הפכו טורפים לאוכלי עשב לראשונה על היבשה. "האבולוציה של אוכלי העשב היתה מהפכנית עבור החיים ביבשה משום שהיא אפשרה גישה ישירה למשאבים העצומים שנוצרו על ידי הצמחים", אומר הפלאונתולוג רוברט רייס (Robert Reisz), פרופסור במחלקה לביולוגיה. "אוכלי העשב הפכו בתורם למקור המזון העיקרי עבור הטורפים היבשתיים הגדולים".

ראשיתו של המחקר הוא בגילוי מאובן בן 300 מיליון שנה של יצור אשר לא היה מוכר עד כה וזכה לכינוי Eocasea martini. המאובן, שהתגלה בקנזס, כלל שלד חלקי, מרבית עמוד השדרה, האגן  והגפיים האחוריות.

באמצעות השוואה בין אנטומיית השלד של המאובן לבין זו של בעלי חיים קרובים,  גילו רייס ועמיתו יורג פרוביש (Jörg Fröbisch) מהמוזיאון לטבע ואוניברסיטת הומבולדט בברלין,  כי Eocasea martini שייך לענף caseid של קבוצת Synapsid.  קבוצה זו, הכוללת את אוכלי העשב המוקדמים וכמה טורפי-על גדולים, התפתחה לבסוף ליונקים של ימינו.
Eocasea חי 80 מיליון שנה לפני הדינוזאורים. פרוביש מוסיף כי " Eocasea הוא אחד הקרובים העתיקים ביותר של היונקים והוא סגר פער של 20 מיליון שנה לחבר הצעיר הבא במשפחת caseid ". הדבר מראה כי קבוצת caseid synapsids היא עתיקה הרבה יותר ממה שגילינו בתיעוד המאובנים עד כה."
Eocasea הוא גם החבר העתיק ביותר בקבוצה זו והוא היה טורף, אשר ניזון מחרקים ובעלי חיים קטנים אחרים. רייס מציין כי חברים 'צעירים' יותר בקבוצה היו אוכלי עשב, דבר המעיד כי אוכלי העשב הגדולים התפתחו מחברים קטנים ולא צמחוניים בקבוצה, דוגמת Eocasea. עוד הוא מוסיף כי "Eocasea הוא גם הראשון שהחל בתהליך שתוצאתו היא המערכת האקולוגית היבשתית של ימינו, הכוללת אוכלי עשב רבים התומכים בפחות ופחות טורפי-על."
באורח מעניין גילו השניים כי אכילת צמחים, כלומר היכולת לעכל ולעבד חומרים עשירים בסיבים כגון עלים ושורשים, נוצר לא רק בשושלת הכוללת את Eocasea. היא הופיעה בנפרד לפחות חמש פעמים, לרבות פעמיים אצל זוחלים.
"כאשר הופיעה היכולת לאכול צמחים לאחר Eocasea, נראה כאילו הסכר נפרץ", אומר רייס. "קבוצות רבות המשיכו לפתח את התכונות הללו כל פעם מחדש." חמש הקבוצות שפיתחו יכולות מתקדמות של תזונה צמחית החלו בפרץ מגומגם עם סינפסואידים כגון Eocasea, אשר קדמו לזוחלים בכמעט 30 מיליון שנה. הדבר מראה כיצד אסטרטגיית אכילת הצמחים פותחה לראשונה בקרב הקרובים הרחוקים של היונקים ולא אצל הזוחלים העתיקים – הענף שהוביל לבסוף לדינוזאורים, לעופות ולזוחלים של ימינו.

אימוץ אכילת צמחים גרם גם לשינויים בגודלם של הצמחונים המוקדמים. כאשר מיפו אנשי הצוות את בעלי החיים בעץ אבולוציוני, הם גילו כי ארבע מהקבוצות הללו הראו שינויים עצומים בגודלם במהלך תקופת הפרם, בסוף העידן הפלאוזואי.

הקסאידים היו הדוגמה הקיצונית ביותר לשינויי הגודל, מציין רייס. החבר העתיק ביותר בקבוצה, Eocasea,, היה קטן מאוד ושקל בבגרותו פחות מ-2 קילוגרם בעוד החבר האחרון בקבוצה שקל כ-500 ק"ג.

רייס אומר כי גילוי Eocasea מעלה שאלות חדשות. "אחת מהחידות הגדולות היא מדוע המעבר לצמחונות לא התרחש קודם לכן ומדוע הוא התרחש באופן עצמאי בכמה שושלות? זו היתה הפעם הראשונה שהתופעה התרחשה, והיתה לה השפעה עצומה על המערכת האקולוגית היבשתית."

להודעה של החוקרים

11 תגובות

  1. שמוליק
    במקרה שתיארת, הטרף אינו "מין של חיה" – הטרף הוא חלק מהסביבה, בדיוק כמו מזג האוויר. תחשוב על האדם שאיבד את צבעו כשהחל לגור במקומות קרים יותר. נכון, גם הצבאיים עוברים אבולוציה בגלל הברדלסים, אבל גם כאן הברדלסים הם הסביבה, ולא מין של חיה פר סה.

    במונח "אבולוציה" מתכוונים לדבר מאוד מסויים – שונות נורשת שגוררת קצב התרבות דיפרנציאלית. הסיבה לתחרות בהחלט יכולה להיות מין אחר. הברדלסים והצבאים לא מתחרים ביניהם, לא במובן שחשוב לאבולוציה. הברירה הטבעית היא אך ורק בין בני אותו מין. רק תחרות זו מביאה לשינוי בריכוז האללים באוכלוסיה.

  2. ניסים,
    ראיתי פעם תוכנית שתיראה את התפתחותה של הצ׳יטה והטרף שלה. בתוכנית תואר שככל שהטרף היה יותר מהיר, הצ׳יטה נאלצה להגיב (במובן של רק המהירים שורדים) עד לשלב בו ציפורני הצ׳יטה אינן חתוליות עוד אלא כלביות וזאת בכדי לתת לצ׳יטה אחיזת כביש יותר טובה.
    האם זו לא דוגמא שמין אחד משליך ומשפיע על מין אחר?

  3. יאיר
    ממש, ממש לא 🙂 אבולוציה היא התוצאה של קצב ריבוי דיפרנציאלי נורש בתוך מין. זה הכל. אנסה להבהיר בדוגמה.

    בוא ניקח את המקרה הקלאסי של ברדלס וצבי. נסתכל על הדוגמה בצורה הכי מופשטת (נתעלם מהרבה דברים שלא תורמים להבנת הדוגמה). נסתכל תחילה על מה קורה בין המינים ואז מה קורה בתוך כל מין, ואתה תראה את ההבדל המהותי.

    נתחיל במה שקורה בין המינים (שזה דווקא המקרה המורכב יותר). נניח שעד לרגע נתון יש שיווי משקל, כלומר מספר הברדלסים ומספר הצבאים לא משתנה לאורך זמן. ברגע זה יש שינוי – נניח שיש תקופה יותר גשומה.
    יותר גשם -> יותר צמחים -> יותר אוכל לצבאים -> כמות הצבאים תגדל.
    עכשיו, גם קצב הריבוי של הברדלסים יגדל, כי גם להם יש יותר מזון. ההיגיון אומר שתיווצר נקודת שיווי משקל חדשה, עם יותר פרטים בכל מין. בפועל, זה לא עובד ככה, ורוב הסיכויים שיווצרו תנודות בשתי האוכלוסיות. יש מודלים מתמטיים שמתארים את התנודות (חפש מודל קולמוגורוב, או משוואות לוטקה-וולטרה – אמרתי לך שזה קצת מורכב 🙂 )
    שים לב שאין כאן כל שינוי בתוך המינים.

    נסתכל על מה קורה בתוך המינים. אצל הברדלסים, יש יתרון לאלה שרצים מהר יותר, ואם מהירות ריצה היא תכונה נורשת, אז הברדלסים יהיו מהירים יותר במשך הזמן (בממוצע). אותו דבר בדיוק לגבי הצבאיים, גם מהירות הריצה שלהם תגדל במשך השנים.

  4. לאנונימי ניסים,
    האבולוציה היא בין המינים לא פחות מאשר בתוך המין, ראה יתוש ודם יונקים, חיידקי המעיים, ספקנים וחילונים

  5. בנימין מאי
    אבולוציה היא תוצאה של תחרות בתוך מין, ולא בין מינים, לכן אני חולק עלייך שאכילת בשר נותן יתרון. הרי כל בני אותו מין, בדרך כלל, אכלו אותו סוג מזון. לעיתים, ובטח בעבר הרחוק, זו בדיוק הסיבה לתחרות.
    אני גם חושב שכל נושא אכילת בשר לעומת אכילת צמחים התחילה הרבה לפני הדינוזאורים. מעבר לכך,איך אתה מתייחס לאוכלי נבלות? הם בטח לא צמחוניים, ואני חושב שהם הופיעו אפילו לפני אוכלי הצמחים והטורפים, הרי זה מקור מזון אידיאלי.

  6. לניסים.
    הקשר אינו מהירות ההתפתחות אלא עליה מהירה לראש שרשרת המזון.
    כאשר יצור "חדש לחלוטין" מתפתח (לצורך העניין דינוזאורים מזוחלים)
    מתוך לחץ אבולוציוני, הוא יכול לשנות את "חוקי המשחק" ולהפוך במהירות
    לטורף על שיגבר בקלות רבה יחסית על מתחריו – ובמקרה של
    הדינוזאורים, המתחרים היו טורפים מהסינפסידה ה"תראפסידה"
    שנעלמו עם עליית הדינוזאורים (מהתראפסידה התפתחו היונקים).
    "שכרו" של אותו טורף על "חדש", הוא שהפיכת בשר לאנרגיה
    זמינה לגוף, קלה יותר מאשר מהפיכת צמחים למזון. אחר כך
    יכולים צאצאיו שהתפתחו ממנו לחפש מזון בגומחות
    אקולוגיות אחרות כמו צמחים למשל.

  7. בנימין מאי
    הגיוני שהאבולוציה אצל טורפים תהיה מהירה יותר, כי התחרות קשה יותר.
    עוד שיקול הוא – מה היה קורה אילו היו רק אוכלי עשב? הרי הם היו מתרבים בלי סוף, וקשה לדמיין איזו שהיא נקודת שיווי משקל.

  8. לניסים
    כנראה שאתה צודק. למיטב ידיעתי מורשת אכילת הצמחים לא נשתמרה
    במעבר מהסינפסידה ליונקים. אכילת הצמחים היא ככל הנראה פרק שני
    בכל התפתחות אבולוציונית משמעותית. קודם מתפתחים הטורפים
    ומהם אוכלי העשב. כך היה (עד כמה שידיעתי משגת) אצל הזוחלים,
    הדינוזאורים, היונקים וככל הנראה גם קודם – אצל הסינאפסידה.
    אלא שהענף הזה של הסינפסידה נעלם ב"הכחדה הגדולה"
    ממש כמו שאוכלי העשב מקרב הדינוזאורים נכחדו באירוע
    הקרטיקון-שלישון.
    מכל אלה ברור שאין לתאר את היצור הנ"ל כ"אב קדמון"
    שהרי כל צאצאיו כבר מתו מזמן.

  9. תוכן המאמר סותר מעט את הכותרת. אולי יותר נכון היה לכתוב שהתגלה היצור העתיק ביותר (עד היום) שאוכל צמחים?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

דילוג לתוכן