כיצד קיבלו החרקים את כנפיהם?

התעופה הומצאה בטבע לפחות שלוש פעמים – בידי העופות, העטלפים והחרקים. בהעדר מאובנים, דווקא האבולוציה התעופתית הותיקה יותר – זו של החרקים כמעט ולא נחקרה * מחקר חדש מנסה לתקן את המעוות

תעופה בחקירה
תעופה בחקירה
בשנים האחרונות נחשפים עוד ועוד מאובנים השופכים אור על אחד השינויים המרתקים ביותר באבולוציה – כיבוש האויר ע"י קבוצה מסוימת של דינוזאורים, שהתכסו בנוצות והפכו במהלך השנים לציפורים. אך הדינוזאורים המנוצים לא היו חלוצי התעופה – הקדים אותם הפטרוזאור (או פטרודקטיל), לטאה מעופפת חסרת נוצות, ויותר מ-100 מיליוני שנה לפני כן, האויר כבר המה מזמזומם של החרקים המעופפים. למעשה, חוקרים רבים סבורים שהימצאותו של טרף זמין שכזה באויר היתה אחד המניעים העיקריים לכך שהציפורים – ובעקבותיהם גם הקבוצה הנוספת של יצורים מעופפים, העטלפים – החלו לעוף בעצמם…

אך כיצד פיתחו החרקים את יכולת התעופה שלהם? שאלה זו עדיין שנויה במחלוקת. החרקים הקטנים וחסרי העצמות מתאבנים רק לעתים רחוקות, ולמרבה הצער ישנו פער של 65 מיליוני שנים, בדיוק בשלב הקריטי של התפתחות הכנפיים, בתיעוד המאובנים. לפני כ-390 מיליוני שנים, המאובנים מראים על הימצאותו של חרק יבשתי, חסר-כנפיים, המזכיר מאוד במראהו את החרקים המודרניים זנבזיפים (bristletail), ודגיגי הכסף (silverfish). החוקרים מעריכים כי חרק זה היה אביהם של כל החרקים המודרניים. לפני 325 מיליוני שנים, כבר עופפו באויר חרקים בעלי כנפיים. אך מה קרה בין שתי נקודות זמן אלו? ישנן שתי תיאוריות מתחרות לגבי מוצא כנפי החרקים: האחת מניחה שזיפי החרקים היבשתיים מלפני 390 מיליוני שנים התפתחו והפכו לכנפיים באופן ישיר. השנייה מכניסה לסיפור שלב ביניים – לפיה, מוצא החרקים המעופפים הוא בחרקים שעברו לחיות במים, ופיתחו זימים כהתאמה למשכנם החדש. זימים אלו, או מכסי הזימים, הפכו מאוחר יותר לכנפיים.

בהיעדר מאובנים, החליטה קבוצת חוקרים מארצות הברית ופנמה לאמץ גישה ניסויית יותר לפתרון החידה. כאמור, הזנבזיפים המודרניים מזכירים מאוד את החרקים הקדומים, לפני שאלו החלו לעופף. לזנבזיפים, כפי שמרמז שמם, ישנם זיפים ארוכים, המהווים מעין זנב אך בעצם יוצאים מחזהו של החרק. בנוסף יש להם מחושים ארוכים, וזיפים קצרים יותר לאורך בטנם. התיאוריות המובילות בקשר להתפתחות התעופה אצל ציפורים ועטלפים גורסות כי לפני התפתחותן של כנפי-תעופה מודרניות התפתחו אצל בעלי-החיים מבנים של קדם-כנפיים ששמשו לדאייה מצמרות העצים, כשלב בדרך לתעופה מלאה. האם הזיפים של הזנבזיפים הינם הגרסה החרקית לקדם-כנפיים, המאפשרות דאייה? אם התשובה לכך חיובית, דבר זה יחזק את התיאוריה הרואה בזיפים את המבנים מהם התפתחו בסופו של דבר כנפי החרקים.

איזה יתרון יכולה לתת דאייה באויר לחרקים הפרה-היסטוריים? ככל הנראה, אותו יתרון שהיא נותנת להם כיום – היא מאפשרת להם לברוח במהירות מטורפים על צמרות העצים, ולנחות בשלום על עץ אחר או על הקרקע. לפני 390 מיליוני שנים אמנם לא היו ציפורים ויונקים אוכלי חרקים, אבל עכבישים היו, ומאוחר יותר גם חרקים טורפים. החוקרים החליטו לבדוק את כושר הדאייה של הזנבזיפים – ועד כמה תורמים לו הזיפים – כדרך להבנת חשיבות הדאייה בחרקים הקדומים.

החוקרים לקחו זנבזיפים והפילו אותם מענפים בגובה 15 מטרים ביערות פנמה. בתחילה הם נפלו נפילה חופשית, אך מהר מאוד התיישרו ונפילתם הפכה לדאייה מדורגת ומכוונת, אשר הובילה אל גזע העץ הקרוב ביותר. אחוזי ההצלחה של הנחיתה היו כ-90%.

בשלב השני, החוקרים הסירו חלק מהזיפים של החרקים, או את המחושים שלהם. התברר שהדבר היחיד שפגע באופן משמעותי ביכולת הדאייה שלהם היה הסרה של הזיפים המרכזיים ב"זנב", היוצאים כאמור מהחזה – אותו אזור ממנו יוצאות הכנפיים בחרקים המודרניים. רבים מהחרקים חסרי הזיפים נפלו ישירות אל קרקע היער, ללא יכולת לכוון את עצמם. אם כך, לפחות אחד התפקידים של זנבות הזנבזיפים הוא אכן לעזור בדאייה מצמרות העצים.

מה הדבר אומר בעצם? אין בכך הוכחה לכך שזיפי החרקים הקדומים הם אכן המבנים מהם התפתחו הכנפיים, באופן ישיר – רק מאובנים מהתקופה החסרה יוכלו ליישב את העניין באופן סופי, והמחלוקת עדיין נמשכת. המחקר בא להראות כיצד הדברים יכלו להתרחש – להציע דרך בה כנפי החרקים יכלו להתפתח ללא צורך בשלב של חיים במים, ובעיקר, להפריך את הטענה כאילו "אין שום טעם בחצי כנף". הזיפים של הזנבזיפים אינם אפילו רבע כנף, אך הם נותנים להם יתרון בדאייה – וכל שינוי שיהפוך את הזיפים האלו לדומים יותר לכנף, אפילו במידה מועטה, ייתן להם יתרון נוסף.

המאמר התפרסם בגיליון מרץ של המגזין Biology letters.

עוד על המחקר ניתן לקרוא בבלוג האבולוציה של מגזין Sience

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

31 תגובות

  1. לג'ימי. ספר הזוהר נכתב לפני מאות שנים בודדות. תגובותיך אינן מדעיות ואינן ראויות להופיע כאן.
    אז, או שתגיב ענינית או שתחפש פורום אחר לשטויות שלך.

  2. גימי,

    האם אתה מוכן להביא את הציטוט מדוייק של הזוהר הקדוש לגבי כדוריות ההעולם?

    אם לא תעשה כך, ודאי תסלח לנו אם נתייחס בחשדנות לסיפור שלך.

  3. אני מבקש להפטר מ"גימי". הוא טרול בריאתני שמציף את האתר, כל כתבה שהוא יכול, בשטויות. כל מטרתו לא ללמוד או ללמד אלא לשטוף את מוחם של הקוראים. ואם לא יצליח בזאת אז להרוס את ההנאה מהאתר ע"י הצפתו בתגובות טפשיות בכל הכתבות.

  4. לכל הנשמות והכותבים הנכבדים,התשובה בנושא זה וכן כמעט כל התשובות לכל הנושאים הקשורים לנו ולסובב אותנו ,הידוע והלא ידוע, נמצאים במורשת ישראל ותורת ישראל רק לשבת וללמוד לכל המעונין בתשובות.
    לדוגמא: בזהר הקדוש נאמר כבר לפני אלפי שנים שהעולם הוא עגול כמו כדור פחוס ושבצידו התחתון ישנם אנשים שהם שונים מאיתנו חלקם בצבע העור חלקם בקומתם,מראה הפנים וכדומה .ולמרות שהם נמצאים בצד התחתון הם דורכים על הארץ כמונו ומרגישים כמונו.
    זאת בשעה שכל העולם למעט עם ישראל האמין שהעולם שטוח וכל המפליג לקצה הים נופל ממנו.כך גם נאמר שכל יצור ויצור ( כשמו כן הוא ) נוצר בדמותו וצורתו לצורך שעליו לעשות בעולמנו המופלא המתוכנן והמורכב.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן