מסלול עוקף דרווין

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".