מסלול עוקף דרווין

הצפרדע הכריזמטית ביותר בעולם ומלחמתה בתורת האבולוציה
X זמן קריאה משוער: 3 דקות

אם אינכם בריאתנים המאמינים שכל החי והצומח בעולם נברא כפי שהוא ללא התפתחות אבולוציונית, כנראה אין לכם ויכוח עם תורתו של צ'רלס דרווין, העומדת על שני יסודות מרכזיים: מוטציה וברירה טבעית. העיקרון הידוע הוא, שמוטציות גנטיות אקראיות ב- DNA יוצרות תכונות חדשות שעם הזמן נבררות: אם תכונה נמצאה מתאימה לסביבה, המוטציה שיצרה אותה תועבר הלאה לדורות הבאים.

אף על פי שתורתו של דרווין עדיין קונצנזואלית, מחקרים מהשנים האחרונות מעלים את הטענה שהיא לא משקפת את התמונה המלאה. בצד אחד של המטבע, עולה הטענה כי מערכות מורכבות בטבע עשויות להיווצר גם ללא כל תהליך של ברירה טבעית, והצד השני, הוא שנראה כי התפתחות אבולוציונית עשויה להתרחש גם ללא כל מוטציה אקראית.

התורה של דרווין היתה תשובה על אחת השאלות הקיומיות הגדולות ביותר: כיצד נוצרות מערכות מורכבות בטבע? מערכת כמו העין האנושית, למשל, הכוללת חלקים רבים הפועלים בתיאום מלא (רשתית עם סוגי תאי עצב שונים, עדשה, שרירים ועוד), היא מערכת מורכבת מאוד שהתפתחה ממערכות פשוטות יותר. כל מוטציה שנמצאה כמועילה השתמרה והוסיפה למורכבותו של האיבר. אך מדענים ופילוסופים בשנים האחרונות מציעים כי מערכות מורכבות עשויות להתפתח גם בדרכים אחרות ושלמעשה, זו הנטייה הטבעית של כל אורגניזם בחיים. מורכבות, לדידם, אינה חייבת להיות תוצאה של מיליוני שנות ברירה טבעית; היא פשוט מתרחשת כברירת מחדל. זו היתה, למשל, הטענה המרכזית בספרם של דניאל מקשיה ורוברט ברנדון מ- 2010, "החוק הראשון של הביולוגיה". לאחרונה פרסמו השניים מחקר המנסה להדגים עיקרון זה על זן של זבובי פירות. החוקרים אספו את נתוניהן של 916 מעבדות שונות שהמגדלות זבובים אלה, והשוו אותם לבדיקות שנערכו על אחיהם שנותרו בטבע. התברר כי דווקא צאצאי הזבובים שהתקיימו בתנאי מעבדה אידיאליים וחסרי איומים ומצוקות (כלומר עם שפע של מזון וללא טורפים) פיתחו עם השנים תכונות מורכבות יותר. דווקא ב"גן עדן" חסר ברירה טבעית, חלק מזבובי המעבדה פתחו דפוסי צבעים מורכבים על כנפיהם ומקטעי המחושים שלהם קיבלו צורות משונות.

חוקרים אחרים הראו כי מורכבות עשויה להתפתח בטעות וכל עוד היא אינה מפריעה, היא תישאר. מנגנון העשוי חלבון מסוים, למשל, עשוי לצרף אליו סוג חדש של חלבון בעקבות מוטציה אקראית. החוקרים הדגימו כי אם הסוג החדש מצליח להשתלב במנגנון מבלי להפריע לו, אז קיבלנו מערכת מורכבת יותר בלי התערבות הברירה הטבעית.

את הטענה השניה, לפיה התפתחות אבולוציונית אינה מחייבת מוטציה, הדגימה, בין השאר, החוקרת קארן ווארקנטין, במחקר שביצעה על צפרדעי העץ אדומות העין ביערות הגשם של פנמה. השעון הביולוגי של ביצת הצפרדע מתקתק דרך כל השלבים ההתפתחותיים ההכרחיים, עד שבין שישה לשבעה ימים, לא פחות ולא יותר, קורה הדבר: חיים חדשים בוקעים. ואף על פי כן, כשווארקנטין, שולפת ענף, טובלת במים את העלה הרחב שבקצהו, ומעבירה את העלה בעדינות על גבי ביצים בני חמישה ימים בלבד, הביצים בוקעות טרם זמנן מחשש שהענף הוא למעשה נחש טורף. לא מדובר כאן בלמידה בעקבות ניסיון חיים, מן הסתם, שכן הראשנים בביצים טרם יצאו לחיים. מצד שני, למרבה הפלא, לא התרחשה כאן גם כל מוטציה גנטית שתגרום לראשנים להבין שחייהם בסכנה. "גמישות פנוטיפית" היא הדבר שמאפשר לביצת הצפרדע "להתעלות" על מה שהגנים מכתיבים לה ולבקוע לפני הזמן. כלומר, גמישות באופן בו הגנים מקבלים ביטוי בפועל. אם בעבר גמישות זה היוותה "רעש רקע" מפריע בחקר האבולוציה, בשנים האחרונות היא מקבלת משנה חשיבות משום שהיא מסבירה שינויים אבולוציוניים בצורה אחרת. במקום שמוטציה אקראית בגנים תהיה החוליה הראשונה בשרשרת ההתפתחות, משהו בסביבה "מנדנד" לאורגניזם לבטא אחרת את הגנים הקיימים וביטוי זה הוא הוא שלב ההכנה המקדים להתפתחות גנטית בטווח הרחוק.

אבולוציה ללא תהליך של ברירה טבעית או לחילופין, ללא מוטציה אקראית, היא עדיין רעיון יחסית חדש. תומכיו מנסים להראות כי לא מדובר בתופעה שולית וכי בכל מקרה, התורה של דרווין אינה יכולה לספק את התמונה המלאה.

מקורותמאמר במגזין Quanta: "המוצא המפתיע של מורכבות החיים".מחקרם של מקשיה וברנדון על המוטציה המורכבת של זבוב פירות שהתפתחה בתנאי מעבדה."אבולוציה ניטרלית בונה"- מחקר על היווצרות מערכות ביולוגיות מורכבות.כתבה במגזין סמיתסוניאן: "כיצד צפרדעי העץ הגדירו מחדש את ההסתכלות שלנו בביולוגיה". 

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב


תגובות פייסבוק

> הוספת תגובה

5 תגובות על מסלול עוקף דרווין

01
אבי

ומה אם מוטציה אקראית הופיעה אי שם בחיי הצפרדע? המוטציה הזו אפשרה לביצי בצפרדע להרגיש את הנחש ולבקוע? ומה אם בתקופה מסוימת חיו הצפרדעים הללו באזור עשיר בנחשים שגרמו להתבססות הרגישות הזו מבחינה גנטית? (ברירה טבעית)
אני לא מבין למה אתה שולל את התהליך הזה?

02
uzi dvir

כל הדוגמאות המובאות בכתבה אינן סותרות במאום את תורת האבולוציה הנאו-דרוויניסטית. לדעתי הכותרת "מסלול עוקף דרווין" עלולה להטעות ולבלבל את מי שאינו בקיא בפרטים.

למשל הרעיון "מורכבות עשויה להתפתח בטעות וכל עוד היא אינה מפריעה, היא תישאר." הוכח בניסוי לנסקי. שינוים גנטים בדור ה 20K של החידקים במבחנה מסויימת שלא גרמו לשום שינוי ידוע בפינוטיפ של החידק אפשרו בשלב יותר מאוחר, בשילוב עם שינויים גנטים נוספים חדשים יותר, לחידקים לעכל מלח לימון. השינוי הגנטי הראשון (שקרה כמובן במקרה) הוכח כחיוני לפיתוח התכונה.
בנוסף, נשאלת השאלה מה גרם לשינוי הראשון להפוך להיות שליט באוכלוסיה אם הוא לא סיפק שום יתרון נראה לעין? יתכן שהתשובה היא שהוא פשוט קרה (במקרה) בשלב מוקדם של התחלקות החידק ביום בו נוצר דור ה20K...

http://www.hayadan.org.il/how-organisms-evolve-new-functions-210912/

אבולוציה יכולה לקרות במקרים פרטיים ללא "ברירה טבעית" אבל היא לא יכולה להתרחש ללא מוטציה אקראית. הגמישות הפינוטיפית יכולה לחולל שינוי בפינוטיפ של הדור החדש (שיבקע למשל מהביצים) אבל כדי שהשינוי יעבור לכל הדורות הבאים חייב להתבצע שינוי גנטי. השינוי הגנטי יכול לנבוע מתהליכים אפי-גנטים או מכל סיבה אחרת אבל הוא חיוני לקיומה של אבולוציה.

04
הערה

האם לא אפשרי שבמקרה של הניסוי של החוקרת עם המקל הלח דמוי נחש, היא עלתה על התנהגות צפרדעית ידועה (לא לחוקרים) זה עידן ועידנים במקרה של סיכון? אולי זו התנהגות רוטינית עפ"י הנסיבות? האפשרויות 'הפתאומיות' האחרות, האם הן לא חלק מההתנהגות האופציונלית הקיימת זה כבר? לגבי הזבובים 'המתייפים' בתנאי שפע, זה נשמע כ"כ הגיוני, שמחסור ומצוקה לא מותירים זמן וכוח להשתפצות..