מחקר ששילב ריצוף גנומים מלאים, מדידות גוף וניתוח שירה מצא כי גדרוני שטלנד וסנט קילדה גדולים כמעט פי שניים מקרוביהם בבריטניה. שתי האוכלוסיות הגיעו למראה דומה במסלולים גנטיים שונים – דוגמה מובהקת לאבולוציה מקבילה
הגדרון הוא אחת מציפורי השיר הקטנות בבריטניה. משקלו של גדרון טיפוסי באנגליה נע בין שבעה לעשרה גרמים בלבד. ואולם באיים המרוחקים של סקוטלנד חיים גדרונים גדולים בהרבה: בסנט קילדה הם שוקלים בין 13 ל־16 גרם, והפרטים הגדולים ביותר שם כבדים ביותר מפי שניים מהגדרונים בבריטניה היבשתית.
מחקר חדש מראה כי אין מדובר רק בהבדל מקרי בגודל. אוכלוסיות הגדרונים באיי שטלנד ובארכיפלג סנט קילדה נעשו שונות מקרוביהן בבריטניה גם במבנה הגוף, בצבע הנוצות, בשירה ובגנום. לדברי החוקרים, מידת ההבדל עשויה להעיד כי הן נמצאות בעיצומו של תהליך שבסופו ייתכן שיוכרו כמינים עצמאיים. המחקר פורסם בכתב העת Evolutionary Journal of the Linnean Society. (University of Birmingham)
ארבע אוכלוסיות, ארבעה מסלולים אבולוציוניים
החוקרים בחנו ארבעה תת־מינים של הגדרון המובהק, Troglodytes troglodytes, שכל אחד מהם חי באי או בקבוצת איים אחרת בסקוטלנד: גדרון שטלנד (T. t. zetlandicus), גדרון פייר אייל (T. t. fridariensis), גדרון האיים ההברידיים החיצוניים (T. t. hebridensis) וגדרון סנט קילדה (T. t. hirtensis).
כל האוכלוסיות הללו מבודדות מבחינה גאוגרפית, אף שהן חשופות לתנאי אקלים וסביבה דומים במידה מסוימת. הבידוד הגביל את זרימת הגנים ביניהן לבין אוכלוסיית הגדרונים של בריטניה, ואפשר לכל אחת מהן להתפתח בכיוון מעט אחר. (University of Birmingham)
החוקרים שילבו כמה שיטות: הם ריצפו את הגנום המלא של 32 גדרונים, מדדו ציפורים חיות ו־117 פוחלצים מאוספי מוזיאונים, ניתחו נתוני משקל של 1,311 גדרונים שתועדו במסגרת תוכנית הטיבוע הבריטית ובחנו הקלטות של שירת הגדרונים. השילוב אפשר להשוות בין האוכלוסיות מבחינה גנטית, גופנית וקולית, ולא להסתפק בתכונה אחת בלבד.
ענקיות איים – אבל בקנה מידה של גדרון
התופעה שבה בעלי חיים קטנים נעשים גדולים יותר לאחר שאוכלוסייה שלהם מתבודדת באי מכונה ״ענקיות איים״. הדוגמאות המפורסמות ביותר הן צבי הענק באיי גלאפגוס והדודו שנכחד במאוריציוס. במקרה של הגדרונים עדיין מדובר בציפורים זעירות, אך השינוי היחסי בגודלן חריג.
לאחר שהחוקרים הביאו בחשבון גם את השפעת קו הרוחב – בעלי חיים החיים באזורים קרים נוטים לעיתים להיות גדולים יותר – התברר כי גדרוני שטלנד וסנט קילדה עדיין גדולים מהצפוי. שתי האוכלוסיות נמצאות ברבע העליון של מקרי ענקיות האיים שתועדו אצל עופות ברחבי העולם. לעומתן, גדרוני פייר אייל אינם גדולים מהצפוי ביחס לקו הרוחב שבו הם חיים.
הבדלים נוספים נמצאו במבנה הגוף. לגדרוני שטלנד מקור ארוך ועמוק יותר ורגליים ארוכות יחסית, ואילו לגדרוני סנט קילדה מקור רחב יותר, כנפיים ארוכות וזנב ארוך יותר. עם זאת, המחקר לא מצא אצלם ירידה ברורה בהשקעה באיברי התעופה לעומת איברי ההליכה – תכונה המופיעה אצל כמה עופות איים ואף מגיעה במקרים קיצוניים לאובדן כושר התעופה.
אותו פתרון, גנים שונים
אחד הממצאים החשובים במחקר הוא שגדרוני שטלנד וגדרוני סנט קילדה דומים בגודלם, אך אינם אוכלוסיות קרובות במיוחד זו לזו. כל אחת מהן נעשתה גדולה באופן עצמאי, לאחר שאבותיה הגיעו ככל הנראה מבריטניה אל האיים.
זהו מקרה של אבולוציה מקבילה: אוכלוסיות שהחלו מנקודת מוצא דומה נחשפו לתנאים דומים, ופיתחו תכונות דומות באופן עצמאי. אולם המחקר מראה כי התוצאה החיצונית הדומה אינה מחייבת שימוש באותם שינויים גנטיים.
מבין אזורי הגנום שהיו שונים ביותר מן הגדרונים הבריטיים, רק כ־3.6% היו משותפים לאוכלוסיות שטלנד וסנט קילדה. במילים אחרות, רוב ההבדלים הגנטיים שהצטברו בכל אחת מהאוכלוסיות נמצאו בחלקים אחרים של הגנום.
החוקרים מציעים כי חלק גדול מן ההבדלים הגנטיים נוצר בעקבות ״אפקט המייסדים״ וסחף גנטי. כאשר מספר קטן של פרטים מייסד אוכלוסייה באי, הוא נושא עמו רק חלק מן המגוון הגנטי של אוכלוסיית המקור. באוכלוסייה קטנה, שכיחותם של שינויים גנטיים עשויה לעלות או לרדת גם באופן אקראי. עם זאת, כדי ששתי האוכלוסיות יפתחו באופן עצמאי גוף גדול ותכונות דומות, סביר שגם הברירה הטבעית מילאה תפקיד.
גם השירה השתנתה
הבדלים בין אוכלוסיות העופות אינם נמדדים רק בגנים ובמבנה הגוף. שירה משמשת עופות רבים לזיהוי בני זוג ולהגנה על טריטוריה, ולכן שינוי בדפוסי השירה עשוי לתרום להפרדה בין אוכלוסיות.
החוקרים מצאו כי שירתם של הגדרונים באיים הסקוטיים שונה מזו של הגדרונים בבריטניה ובאירלנד. השירים של גדרוני סנט קילדה היו קצרים יותר, בעלי טווח תדרים צר יותר וקצב הגשה גבוה יותר. גם נוכחותם של צלילי זמזום והבדלים במספר הטרילים והקרקושים הפרידו בין אוכלוסיות האיים לבין אוכלוסיית היבשת.
שינוי בשירה עלול לצמצם את הסיכוי שציפורים מאוכלוסיות שונות יזהו זו את זו כבני זוג מתאימים. יחד עם זרימת הגנים הנמוכה, ההבדלים במראה והייחוד הגנטי, הדבר עשוי להיות סימן לתהליך התמיינות – היווצרות הדרגתית של מינים חדשים.
עם זאת, החוקרים לא קבעו כי גדרוני שטלנד וסנט קילדה כבר נעשו למינים נפרדים. הכרזה כזאת מחייבת בחינה רחבה יותר של מידת הבידוד הרבייתי, ההתנהגות וההיסטוריה האבולוציונית שלהם. הממצאים מצביעים על תהליך אפשרי המתרחש כעת, ולא על שינוי רשמי במיון המדעי. (University of Birmingham)
מעבדה טבעית להבנת האבולוציה
האיים שבהם חיים הגדרונים השתחררו מכיסוי הקרח רק לאחר נסיגת הקרחונים בסוף עידן הקרח האחרון. לפיכך, האוכלוסיות הנוכחיות יכלו להיווצר לכל המוקדם לפני כ־18–25 אלף שנה – זמן קצר יחסית במונחים אבולוציוניים. בתקופה זו הספיקו כמה מהן לפתח הבדלים ניכרים בגודל, בשירה, בצבע ובגנום.
״מצאנו כי כל ארבעת תת־המינים הסקוטיים שונים גנטית מהגדרונים של בריטניה היבשתית, כאשר הגדרונים של שטלנד וסנט קילדה בולטים במיוחד גם במראה וגם בשירה״, אמר ד״ר מיכאו יז׳רסקי מאוניברסיטת ברמינגהם, המחבר הראשי של המחקר. לדבריו, הייחוד הגנטי שלהם גדול דיו כדי להעלות את האפשרות שהם נמצאים בדרך להפוך למינים חדשים. (University of Birmingham)
המחקר מדגים כי האבולוציה אינה חייבת להשתמש באותו מסלול גנטי כדי להגיע לתוצאה דומה. תנאים סביבתיים דומים יכולים לעצב בעלי חיים בכיוונים מקבילים, גם כאשר מאחורי התוצאה מסתתר שילוב אחר של מוטציות, סחף גנטי וברירה טבעית.
שאלות ותשובות
מהי ענקיות איים?
תופעה אבולוציונית שבה בעלי חיים קטנים נעשים גדולים יותר לאחר שאוכלוסייה שלהם מתבודדת באי.
עד כמה גדולים גדרוני סנט קילדה?
משקלם נע בין 13 ל־16 גרם, לעומת כשבעה עד עשרה גרמים אצל גדרונים טיפוסיים באנגליה.
האם גדרוני סנט קילדה ושטלנד הם כבר מינים חדשים?
לא. הם עדיין מוגדרים תת־מינים של הגדרון המובהק, אך ההבדלים הגנטיים, הגופניים והקוליים מצביעים על אפשרות של התמיינות מתמשכת.
מהי אבולוציה מקבילה?
מצב שבו אוכלוסיות קרובות שמקורן דומה מפתחות באופן עצמאי תכונות דומות בתגובה לתנאים סביבתיים דומים.
מדוע שתי האוכלוסיות אינן זהות מבחינה גנטית?
רוב השינויים הגנטיים הצטברו באזורים שונים של הגנום, כנראה בשל שילוב של אפקט המייסדים, סחף גנטי וברירה טבעית.
למאמר המדעי: Michał T. Jezierski, Jenny C. Dunn, Carolina R. F. Chagas and William J. Smith, “Parallel evolution of island syndromes coincides with limited parallel genetic differentiation in a passerine bird”, Evolutionary Journal of the Linnean Society, 28 במאי 2026, DOI: 10.1093/evolinnean/kzag008.
עוד בנושא באתר הידען:
