# השחרת העש המפולפל באנגליה: המוטציה בגנום והברירה הטבעית בעקבות הזיהום התעשייתי

> במנצ'סטר היו מפעלים רבים שפעלו על פחם ושיחררו לאוויר פיח רב. בתקופה זו התחילו לצוץ דיווחים על הופעתו של פנוטיפ (ביטוי חיצוני של תכונה) חדש למין מוכר של עש (Biston betularia או Peppered moths)

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/melanic-peppered-moth-0307113
- Author: לוטם אליהו
- Published: 2011-07-03T00:00:58+03:00
- Modified: 2026-11-07T00:35:29+02:00
- Sections: אבולוציה בפעולה
- Topics: אבולוציה, אבולוציה בפעולה, האבולוציה בפעולה, הברירה הטבעית, חרקים, קואבולוציה

## Article

במנצ'סטר היו מפעלים רבים שפעלו על פחם ושיחררו לאוויר פיח רב. בתקופה זו התחילו לצוץ דיווחים על הופעתו של פנוטיפ (ביטוי חיצוני של תכונה) חדש למין מוכר של עש (Biston betularia או Peppered moths) העש המפולפל - עש בהיר ועש כהה. צילום: Виталий Гуменюк [המהפכה התעשייתית](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%94%D7%9E%D7%94%D7%A4%D7%9B%D7%94_%D7%94%D7%AA%D7%A2%D7%A9%D7%99%D7%99%D7%AA%D7%99%D7%AA) של המאה ה-19 הביאה עימה התפתחות טכנולוגית ושינויים חברתיים וכלכליים ניכרים, אך גם את אחת הדוגמאות הקלאסיות לברירה טבעית שתועדו על ידי האדם. מאמר שפורסם במגזין Science באפריל 2011 מוסיף עוד פיסת ידע לאחד הסיפורים המפורסמים ביותר בביולוגיה. ראשיתו של הסיפור באמצע המאה ה-19 באזור העיר מנצ'סטר שבאנגליה. במנצ'סטר היו מפעלים רבים שפעלו על פחם ושיחררו לאוויר פיח רב. בתקופה זו התחילו לצוץ דיווחים על הופעתו של [פנוטיפ](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A4%D7%A0%D7%95%D7%98%D7%99%D7%A4) (phenotype, ביטוי חיצוני של תכונה) חדש למין מוכר של עש (Biston betularia או [Peppered moths](https://en.wikipedia.org/wiki/Peppered_moth)). עד אותה תקופה עש זה היה מוכר בצבע אפור בהיר עם נקודות שחורות, ואילו כעת החלו להופיע עשים בצבע שחור. עד סוף המאה ה-19 רוב העשים הציגו את הפנוטיפ השחור (בין 95% ל-98% מהאוכלוסייה). ## איך פועלת האבולוציה אבולוציה מוגדרת כשינוי בתדירות [האללים](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%9C%D7%9C) (allele, צורות ביטוי שונות של אותו גן) באוכלוסייה. זהו תהליך שגורם לשינוי בתכונות המורשות של אוכלוסייה לאורך דורות רבים. לתהליך זה שני מנגנונים עיקריים: א. [ברירה טבעית](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%91%D7%A8%D7%99%D7%A8%D7%94_%D7%98%D7%91%D7%A2%D7%99%D7%AA) - תהליך שלפיו הפרטים בעלי התכונות המותאמות יותר לסביבה הם בעלי הסבירות הגבוהה יותר לשרוד ולהתרבות. ב. [סחף גנטי](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A1%D7%97%D7%A3_%D7%92%D7%A0%D7%98%D7%99) (genetic drift) - שינוי בתדירות האללים באוכלוסייה לאורך זמן כתוצאה מגורמים מקריים, כמו אסונות טבע למשל. צבע העש במקרה זה נקבע על ידי שני אללים, אפור ושחור. האלל השחור הוא דומיננטי (שולט) והאלל האפור הוא רצסיבי (נשלט). לכל עש יש שני אללים של הגן לצבע הכנפיים, ולפי חוקיות זו, כדי שהעש יהיה אפור, שני האללים שלו חייבים להיות של הצבע האפור. עש בעל שני אללים לצבע שחור, או אלל לצבע שחור ואלל לצבע אפור, יהיה בעל פנוטיפ שחור. היותו של האלל השחור דומיננטי מסבירה את השתלטותו המהירה על האוכלוסייה. אך מדוע השתלטות זו לא התרחשה קודם לכן? ## הברירה הטבעית: ציפורים, חזזיות ופיח ב-1896 הציע לראשונה חוקר החרקים הבריטי ג'.ו. טוט ([J.W. Tutt](https://en.wikipedia.org/wiki/J.W._Tutt)) כי הברירה הטבעית בעשים התרחשה כתוצאה מלחצי טריפה מצד ציפורים. עד המהפכה התעשייתית גזעי העצים באזור מנצ'סטר היו מכוסים ב[חזזיות](https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%96%D7%96%D7%99%D7%AA) (lichens) בהירות. חזזיות אלו אפשרו הסוואה מוצלחת עבור העשים האפורים, אך עש שחור נראה היטב לעיני ציפורים רעבות ולכן כמות העשים השחורים הייתה נמוכה ביותר. כאשר פיח מהמפעלים התפזר באוויר, אותן חזזיות נעלמו מאחר שהן רגישות לזיהום אוויר. למעשה, עד היום חזזיות מהוות [ביואינדיקטור](https://he.wiktionary.org/wiki/%D7%A1%D7%9E%D7%9F_%D7%91%D7%99%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%99) (bioindicator) טוב לזיהום אוויר. באנגליה התוצאה הייתה גזעי עצים כהים. כעת, עש אפור שיעצור לנוח על גזע עץ יבלוט היטב לעיניה של ציפור רעבה ואילו העש השחור יוסווה היטב. השינוי היה כה ניכר עד כי תדירות העשים השחורים עלתה מכ-2% מהאוכלוסייה ב-1848 עד לכדי 95% מהאוכלוסייה ב-1895 (ואפילו 98% באזורים מסוימים). ## המוטציה שהשחירה את העש למרות מחקרים רבים שנעשו על עשים אלו לאורך השנים, הרמה המולקולרית של השינוי נותרה חידה. אף כי הצליחו לקבוע כי מדובר באלל דומיננטי, הנמצא על כרומוזום אוטוזומלי (שלא קובע את מין היצור), עדיין חסר הידע על השינוי המסוים, המוטציה, שהוביל לשינוי הצבע. ב-14 באפריל 2011 דיווחו חוקרים מאוניברסיטת ליברפול באנגליה [במגזין Science](https://doi.org/10.1126/science.1203043) כי הם הצליחו למקם את השינוי לאזור מוגדר המוכר כאחראי ליצירת דפוסי צבע על כנפיים של פרפרים ומינים קרובים נוספים. אזור זה בגנום של עשים ופרפרים הוא "נקודה חמה" לשינויים גנטיים, שבה מוטציות מייצרות מאות דפוסי צבע שונים בכנפיים של מינים רבים, כולל שינויים הקשורים לחקיינות של מינים אכילים למינים לא אכילים ומוטציות ששולטות על גודל ה"עיניים" שעל כנפי הפרפרים, שנועדו להפחיד טורפים פוטנציאליים. לאחר שהחוקרים השוו עשים שנאספו מ-80 אתרים בבריטניה הם הצליחו לקבוע בעזרת סמנים גנטיים גם כי מדובר במוטציה המערבת נקודה יחידה בגנום, ולא שילוב של כמה נקודות. כמו כן קבעו החוקרים כי המוטציה התרחשה פעם אחת בלבד בבריטניה ולא מספר פעמים. יש להדגיש שהחוקרים מצאו תשובות רק עבור השינוי בבריטניה, מאחר שהשינוי בתדירות האללים באוכלוסיית העשים התרחש במקביל גם ביבשת אירופה וגם במזרח ארצות הברית, במינים קרובים של עשים. דרוש עוד מחקר כדי לקבוע אם מדובר במוטציות זהות שהתרחשו במקביל והשתלטו על האוכלוסייה כתוצאה מלחצים סביבתיים זהים, או שמא מדובר במוטציות שונות שהובילו לפנוטיפ זהה. החל משנות ה-60 של המאה ה-20, לאחר עלייה במודעות לסכנות שבזיהום האוויר ושיפור איכות האוויר בבריטניה, חזרו החזזיות לעצים ואיתן עלתה התדירות של הפנוטיפ האפור. נכון ל-2011 הפנוטיפ השחור מהווה אחוזים בודדים בלבד מאוכלוסיית העשים. מחקרי המשך חיזקו את התמונה. ב-2012 פורסמו ב-[Biology Letters](https://doi.org/10.1098/rsbl.2011.1136) תוצאות הניסוי האחרון של החוקר מייקל מג'ורוס (Michael Majerus), שבו שוחררו 4,864 עשים בתקופה של שש שנים. החוקרים מצאו ברירה חזקה מצד ציפורים נגד העשים הכהים, בעוצמה שמספיקה כדי להסביר את הירידה המהירה בשכיחותם בבריטניה מאז 1970. ב-2016 פרסם צוות בראשות איליק סאקרי (Ilik Saccheri) מאוניברסיטת ליברפול ב-[Nature](https://doi.org/10.1038/nature17951) כי המוטציה שיצרה את העש השחור היא הכנסה של קטע גדול וחוזר של אלמנט גנטי מסוג טרנספוזון (transposable element, "גן קופץ") אל האינטרון הראשון של הגן cortex. לפי ההערכה הסטטיסטית של החוקרים, המוטציה התרחשה סביב 1819. הכתבה עודכנה בנובמבר 2026 כדי לשקף מחקרים מ-2012 ומ-2016 שחיזקו את הממצאים וזיהו את המוטציה המדויקת. ## שאלות ותשובות ### מדוע העש המפולפל השחיר באנגליה במאה ה-19? העש השחור התפשט בגלל ברירה טבעית. הפיח מהמפעלים הכהה את גזעי העצים והשמיד את החזזיות הבהירות, ולכן ציפורים זיהו בקלות את העשים האפורים והעשים השחורים הוסוו טוב יותר. ### איזה שינוי גנטי גרם לצבע השחור של העש? צבע העש נקבע על ידי שני אללים, שחור ואפור, והאלל השחור הוא דומיננטי. החוקרים מאוניברסיטת ליברפול קבעו ב-2011 שמדובר במוטציה בנקודה אחת בגנום, שהתרחשה פעם אחת בלבד בבריטניה. ### מה קרה לעשים השחורים כשאיכות האוויר בבריטניה השתפרה? מאז שנות ה-60 של המאה ה-20 החזזיות חזרו לעצים, ושכיחות הפנוטיפ האפור עלתה שוב. נכון ל-2011 העשים השחורים היו אחוזים בודדים בלבד מהאוכלוסייה. ### האם החוקרים הסבירו את ההשחרה של עשים גם באירופה ובארצות הברית? לא. הממצאים נוגעים רק לשינוי בבריטניה, ובאירופה ובמזרח ארצות הברית הופיע שינוי דומה במינים קרובים. נדרש מחקר נוסף כדי לדעת אם מדובר באותה מוטציה או במוטציות שונות. ## עוד בנושא באתר הידען - [ברירה טבעית – חלק אחרון מתוך הפרק על דארווין בספרו של מריו ליביו "שגיאות גאוניות"](https://www.hayadan.org.il/naturak-selection-mario-livio-220314) - [פרק ראשון מתוך ספר חדש: האבולוציה האיטית של דארווין מאת דייוי קוומן – המשך](https://www.hayadan.org.il/slow-evolution-of-darwin-b-1508070) - [מסעו של דרווין באיי גלאפגוס ב-1835: מה ראה ואסף בכל אי](https://www.hayadan.org.il/a-brief-history-of-the-darwin-campaign-in-the-galapagos-islands-3105209) - [גנים קופצים משרטטים את העץ האבולוציוני של חיות הכיס](https://www.hayadan.org.il/tracking-marsupial-evolution-using-archaic-genomic-retroposon-insertions-1008104) - [ממאבק הגנים האנוכיים, עד לדרך האבולוציה](https://www.hayadan.org.il/evolution-understanding-010600)

## שאלות ותשובות

### מדוע העש המפולפל השחיר באנגליה במאה ה-19?

העש השחור התפשט בגלל ברירה טבעית. הפיח מהמפעלים הכהה את גזעי העצים והשמיד את החזזיות הבהירות, ולכן ציפורים זיהו בקלות את העשים האפורים והעשים השחורים הוסוו טוב יותר.

### איזה שינוי גנטי גרם לצבע השחור של העש?

צבע העש נקבע על ידי שני אללים, שחור ואפור, והאלל השחור הוא דומיננטי. החוקרים מאוניברסיטת ליברפול קבעו ב-2011 שמדובר במוטציה בנקודה אחת בגנום, שהתרחשה פעם אחת בלבד בבריטניה.

### מה קרה לעשים השחורים כשאיכות האוויר בבריטניה השתפרה?

מאז שנות ה-60 של המאה ה-20 החזזיות חזרו לעצים, ושכיחות הפנוטיפ האפור עלתה שוב. נכון ל-2011 העשים השחורים היו אחוזים בודדים בלבד מהאוכלוסייה.

### האם החוקרים הסבירו את ההשחרה של עשים גם באירופה ובארצות הברית?

לא. הממצאים נוגעים רק לשינוי בבריטניה, ובאירופה ובמזרח ארצות הברית הופיע שינוי דומה במינים קרובים. נדרש מחקר נוסף כדי לדעת אם מדובר באותה מוטציה או במוטציות שונות.