סיקור מקיף

חלזונות ונחשים

חלזונות שפיתחו קונכייה המסתלסלת לצד שמאל מוגנים יותר מפני הטורף הטבעי שלהם

יונת אשחר ונעם לויתן | גליליאו

נחש אוכל-חלזונות מלפף חלזון מסוג סצומה. צילום: מתוך המאמר המקורי, courtesy of Masaki Hoso

מה קורה כאשר שינוי בגן יחיד משנה את צורתו של אורגניזם שינוי של ממש , עד כדי כך שהזדווגות עם פרט אחר מבני מינו, שלא עבר את השינוי, נעשית כמעט בלתי אפשרית? ברוב המקרים, הפרט המוטנטי ימות בלי להשאיר צאצאים, והמוטציה תיכחד. אך שינוי כזה אירע כמה פעמים בחלזונות מהסוג סצומה (Satsuma), והחלזונות המוטנטים רחוקים מלהיעלם וייתכן שהם בדרך לכינונו של מין חדש.

לחלזונות סצומה, הנפוצים במזרח אסיה, ישנה קונכייה בצורת ספירלה, המתפתלת אצל רובם בכיוון השעון. חלזונות אלו נקראים ימניים. אצל מקצתם, הספירלה מתפתלת בכיוון ההפוך (חלזונות שמאליים), שינוי שמקורו כאמור בגן יחיד. בנוסף לצורת הקונכייה, היפוך הכיוון משפיע גם על מיקומם של איברי הרבייה, והופך את ההזדווגות בין חילזון ימני וחילזון שמאלי לעסק מסובך במיוחד. מדוע המיעוט מצליח בכל זאת להתקיים ולשגשג? מסאקי הוסו (Hoso) מאוניברסיטת טוהוקו ועמיתיו ביפן ובטייוואן הציגו תשובה אפשרית לשאלה זו, במאמר שפורסם בכתב-העת המקוון Nature Communications.

התשובה נוגעת פחות לחלזונות ויותר לנחשים. לנחש פריאס איווסקי (Pareas iwasakii, "סוג של נחש על שם איווסקי") ישנו שם נוסף, פשוט יותר – נחש אוכל-חלזונות. את שמו קיבל, שלא במפתיע, מהעובדה שהוא אוכל חלזונות. לא לפעמים, לא בנוסף לדיאטה מגוונת, אלא הנחש הזה הוא מקצוען ומתמחה אך ורק בציד המעדן האהוב עליו. הוא תופס את החילזון מהצד, מחזיק את הקונכייה בעזרת הלסת העליונה ומחדיר את הלסת התחתונה, הבנויה משני חלקים, לתוך הרווח שבין הקונכייה לחילזון. על ידי הזזה של חלקי הלסת התחתונה זה לעומת זה, הוא מצליח לשלוף את טרפו החוצה.

השיטה הזו עובדת מצוין כל עוד מדובר בחלזונות ימניים, שהם כאמור נפוצים יותר. למעשה, כאשר נתנו החוקרים לנחשים חלזונות כאלו, הם טרפו את כולם בלי בעיה:

http://www.youtube.com/watch?v=JxzpzrRgahE

לעומת זאת, כאשר הנחשים עמדו בפני חלזונות בעלי ספירלה הפוכה, 87.5% מהחלזונות שרדו את התקיפה:

http://www.youtube.com/watch?v=LV9d_JOrjaY

גולגולתו של הנחש אוכל החלזונות: בלסת ימין נראות כחצי תריסר שיניים נוספות לעומת הלסת השמאלית. צילום: מתוך המאמר, courtesy of Masaki Hoso
גולגולתו של הנחש אוכל החלזונות: בלסת ימין נראות כחצי תריסר שיניים נוספות לעומת הלסת השמאלית. צילום: מתוך המאמר, courtesy of Masaki Hoso

מדוע? סיבה אחת היא שהנחשים התמידו בתקיפה מצד שמאל, שאינה יעילה במקרה של חלזונות שמאליים. אך גם אם הנחשים ילמדו לשנות את התנהגותם, האנטומיה שלהם עצמה מותאמת לתקיפה מצד אחד בלבד. הלסת התחתונה שלהם מצוידת בשיניים חדות הפונות אחורה, לנעיצה בבשר החילזון, אך בצד ימין ישנן שיניים רבות הרבה יותר. דבר זה מאפשר להם לטרוף חלזונות ימניים ביעילות קטלנית, אך אינו יעיל מאוד כנגד חלזונות שמאליים.

האם העובדה שהחלזונות השמאליים מוגנים יחסית מפני טריפה היא הסיבה לכך שהם ממשיכים לשגשג, למרות הבידוד הרבייתי מאחיהם הימניים? כדי לבדוק זאת מיפו החוקרים את תפוצתם של החלזונות ברחבי יפן, וראו כי באזורים שבהם נמצאו הנחשים אוכלי החלזונות, נמצא גם אחוז גבוה של חלזונות שמאליים. ניתוח גנטי של מיני החלזונות השונים מראה כי מינים בעלי ספירלה שמאלית התפתחו מתוך שישה מינים שונים של חלזונות ימניים מאותו סוג.

נהוג לחשוב כי יצירת מינים חדשים דורשת הצטברות אטית של שינויים גנטיים, עד שלבסוף נוצרת אוכלוסיית בת השונה כל כך מאוכלוסיית האם עד שאינה יכולה להתרבות עמה. אך אצל חלזונות סצומה המחסום הרבייתי נוצר בעזרת מוטציה בגן אחד בלבד – מוטציה שגם הקנתה להם יתרון הישרדותי. נראה כי ממש עכשיו, החלזונות השמאליים מתפצלים מהימניים ויוצרים מינים חדשים. ומה עם הנחשים? ימים יגידו אם יוכלו להסתגל לשינוי, ויפתחו יכולת לטרוף גם חלזונות שמאליים – ואולי, בעקבות זאת, ייווצרו מינים חדשים גם אצלם.

המאמר המקורי:

Hoso, M., Kameda, Y., Wu, S. P., Asami, T., Kato M. & Hori M. A speciation gene for left–right reversal in snails results in anti-predator adaptation. Nat. Commun. 1, 133 (2010). doi: 10.1038/ncomms1133

הכתבה המקורית התפרסמה בבלוג SciPhile ובמגזין גליליאו גיליון 150, פברואר 2011

4 תגובות

  1. א. בן נר
    כמו שכתבתי – כנראה שהמוטציה לא נדירה כל כך, כך שמידי פעם זוגות כן מצליחות להתרבות.

    זה גם מסביר למה בכל זאת יש מעט כאלה, כי המוטציה לא נפוצה מידי, וגם היתרון ההשרדותי לא משמעותי במיוחד.

    סיבה אפשרית ליחס בין ימניים לשמאליים היא ההסטוריה – ייתכן שבעבר לנחשים לא הייתה העדפה לחלזונות שמאליים. מוטציה אצל נחשים אלה גרמה לשינוי בלסת שרואים בתמונה, וייתכן שזה לא קרה מזמן.

    תמיד יש בעיה באבולוציה להבין למה המצב היום הוא כזה. לעיתים ברירה טבעית היא הסיבה, לעיתים ברירה מינית, לעיתם סחיפה גנטית ויש עוד סיבות נוספות.

  2. לניסים,
    תשובתך לאורן איננה עונה על הבעיה שהוא הציג והיא: איך התרבה המוטנט השמאלי הראשון. הרי מכיוון שהיה ראשון, אזי בהכרח שהיה יחיד. לכן התשובה לאורן יכולה להיות אחת משתיים:
    1]. המוטנט הראשון, מכיוון שהיה יחיד, לא הצליח להתרבות ומת מבלי שהעמיד צאצאים.
    2]. הצליח, בסיכוי קטן אבל גדול מאפס, להזדווג עם מוטנט ימני, וביחד הם העמידו צאצאים שחלקם היו שמאליים וחלקם ימניים.
    3]. עדיין עומדת בעינה השאלה:
    מדוע בין השבלולים ישנם יותר ימניים משמאליים ?
    האם הימניות מקנה גם יתרון כלשהו בכושר ההתרבות, שאפילו מחפה על יתר החשיפה של הימניים לטורפים ?

  3. אורן
    ההסבר פשוט והוא מתואר במאמר המעניין. המוטציה הזאת לא כל כך נדירה ולכן יש סיכוי טוב שבני זוג שמאליים אכן ייפגשו.

  4. לא הבנתי, ברגע שהחילזון הראשון באוכלוסיה עבר מוטציה והפך לבעל קונכיה עם ספירלה שמאלית, כיצד הוא מצא בת זוג מתאימה להזדווג איתה? הרי עד לאותו הרגע כל החלזונות האחרים ממין נקבה לא התאימו.

    מה הפתרון ?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן