תעלומות אבולוציוניות – שונות והסתגלות, דטרמיניזם ובחירה

תעלומה אבולוציונית נוספת היא האופן בו מתפתחים מינים בעלי כישורים חדשים לחלוטין במקום שלא היו כלל. כיצד מתחיל דג לזחול על ארבע? כיצד מצמיח זוחל על ארבע כנפיים? כיצד הופך הולך על ארבע להולך על שתים?

מחקרים מעבדתיים בבקטריות, הצביעו על כך שבזמנים של מצוקה, כשהטמפרטורה ממריאה  או צונחת, למשל, או כשהסביבה נעשית פתאום לחה או יבשה יותר, שיעור המוטציות בתרביות של תאי הבקטריה עולה מאוד.

 שונות גנטית

ויינר כותב:

מקורו של חרק ענבות הסבון, צריך להיות ארוך די הצורך להגיע אל הזרעים. רדיוסו של פרי ענבות הסבון, צמח ותיק בדרום פלורידה, כתריסר מילימטרים, ואורך מקורם של החרקים הניזונים ממנו גדול רק מעט מתשעה מילימטרים, כלומר הוא ארוך דיו להגיע אל הזרעים המקובצים במרכז הפרי. אבל לפרי האלביציה הזהובה שטוחת התרמיל, עץ חדש בפלורידה, רדיוס קטן משלושה מילימטרים. החרקים שאוכלים את הפרי הזה אינם נזקקים למקורים ארוכים כל כך, ואכן מקוריהם מתקצרים והולכים: אורכם הממוצע עומד עתה על פחות משבע מילימטרים. זו אבולוציה מהירה, מאחר שהאלביציה המוזהבת לא ניטעה בפלורידה בכמויות של ממש עד שנות החמישים של המאה העשרים (כמה אלפי דורות, מבחינת החרקים). עם הזמן יש לשער שמקוריהם יתקצרו עוד יותר.

לפרי העץ המקומי ספינדוס רדיוס של שישה מילימטר בלבד, אורך מקוריהם של החרקים הסועדים בו את לבם הוא שישה מילימטרים. ואולם רדיוסו של פרי זרעי הלב, שהובא לארץ זו לפני זמן לא רב, מגיע כמעט לתשעה מילימטרים. החרקים שלמדו להיזון מן הצמח החדש גידלו בינתיים מקור שאורכו כמעט שמונה מילימטרים. זו אבולוציה מהירה עוד יותר, מפני שהצמח זרעי לב נעשה נפוץ בבית גידולם של החרקים סמוך לשנת 1970 בלבד. [1]

ההתארכות וההתקצרות של חדקי החרקים מאפשרת הסתגלות לתנאים הסביבה המשתנים. השענותו של האדם על תרבות מאפשרת לו התאמה מיידית לסביבה, אך עד לאדם צריך היה תהליך זה של גמישות לעבור דרך מיתתם וחייהם של אלף דורות של חרקים כדי להאריך מקור, משהו שאצל יצורים גימישים יותר, תלוי בבחירתו של היחיד. אולם, גם החרק בוחר, הוא בוחר להתנחל על צמח שלא היה שם לפני כן, צמח שאין הוא מותאם לו, והוא ממשיך לחיות על הצמח הזה ‘הבלתי מתאים’ ולהסתגל אליו על פני דורות.

אין ספק שהחרק האמור נתקל בקשיי פרנסה משמעותיים בזמן שהמתין להסתגלותו…

תופעה נוספת בהקשר זה, היא התופעה המכונה תגובת SOS, המופיעה כאשר מאיים אסון הכחדה על אוכלוסיה שלמה. “נראה”, כותב ויינר, שסוגים רבים של תאים חיים מסוגלים להגביר את קצב המוטציות שלהם בתנאי לחץ ולשוב ולהנמיכו בעתות רגיעה. הם מסוגלים גם להפוך קטעים מן הDNA שלהם לחסרי יציבות במידה קיצונית. דומה כאילו התאים מהדקים את המכסה על האבולוציה שלהם עצמם, והמצוקה עוקרת את המכסה ממקומו בבת אחת.[2]

השונות, מסתבר, היא השורש הממתין כל העת לשעת כושרו… שעת כושר בה אין יתרון להצמדות לתבנית קבועה שהוכיחה את עצמה בעבר, אלא יש לפרוץ החוצה: בין משום שאין מה להפסיד, מפני שבית הגידול השנתה במידה כזאת לרעה שהתמחות נושאת מוות בחובה; בין מפני שהשפע כה גדול שכל התמחות נעשית אפשרית וההתמחות הצרה מונעת מיצוי מלא של האפשרויות.

ליבת התפתחות החיים על פני כדור הארץ היא הופעתו של גיוון גנטי אינסופי החורג מעבר לפרטים: לא גן אנוכי, אלא ג’נוםגנום יצירתי. ההתמחות, הופעת המינים הנבדלים, היא דרך זמנית למצות את החיים בתנאי ביניים שאינם שפע או מחסור קיצוני.

ניתן לסכם שהמין בכללותו הוא האמצעי לשימור את הגמישות ההישרדותית, וככל שגדלה הגמישות של הפרטים כך גדלה הגמישות הכוללת של המין, שהיא תמיד גדולה מזו של כל פרט ופרט בנפרד. אם עכברי שדה יודעים לחפש גבינה כיחידים, לא תהיה אבולוציה בתחום זה, אך אם כפריטים הם מתקשים לברוח מזן מסויים של חתול בר שהוכנס בשכנותם, תתרחש אבולוציה של המין כולו כדי להיענות לאתגר, וזו תצמיח פריטים בעלי כושר התמודדות עם החתול.

כפי שכותב רוז:

אחרי שהשתכנע בגישת הברירתיות, היה על דובז’נסקי לחפש עתה סיבות אחרות מחוץ לסחף גנטי להופעתן של וריאציות בתוך אוכלוסיות ובין אוכלוסיות. הברירה פועלת על וריאציות, אך מה הוא זה המשמר את הווריאציות? במיוחד, אלו ערבויות יש לנו שהבחירה לא תחסל פשוט מערך שלם של וריאציות? תוך שהוא נדחף לחפש דרכים בהן יכולה הברירה לבצע את העבודה של שמירת הווריאציות באוכלוסיות, פנה דובז’נסקי לכושר הטרוזיגוטי מעולה (הטרוזיס) כתשובה… והחל להעדיף את הרעיון… שהטרוזיגוטים יהנו מהמעלות של שני ההומוזיגוטים ולכן יהיו כשירים יותר. לכן הטרוזיגוטיות ‘מספקת מנגנון לשמירה על המאגרים הגנטיים והגמישות הפוטנציאלית’ במהלך האבולוציה של אוכלוסיות ומינים, וגם ‘מאפשרת לאחוז גדול של יחידים’ להפגין שילובים של תכונות פנוטיפיות הקרובות לאופטימום’. באופן זה ניסח דובז’נסקי את מה שהוא כינה תיאוריית ה’איזון’ האבולוציוני שלו, העמדה המדעית הבשלה שלו: כל מוקד גנטי באוכלוסיה (באופן כללי) כולל מגוון שלם של אללים שונים שיכולים לאכלס אותו. אללים אלה מוחזקים במקומם באמצעות מנגנונים שונים, כאשר הבולט ביניהם הוא כושר הטרוזיגוטי מעולה. עם הזמן תהינה תנודות ביחסים בין הגנים, אך הנקודה המכרעת היא שאין לשונות נטייה פנימית להיעלם. ככל שהטבע מציב דרישות ברירה חדשות, בדרך כלל עומדת שונות הולמת לשירותו של האורגניזם… אין צורך לחכות באופן פסיבי שתגיע בדיוק המוטציה האקראית הראשונה. היכולת להגיב היא עובדה של החיים הביולוגיים.[3]

הידע הגנטי הנוכחי, מצביע על כך שהשונות נמצא ברמות נוספות ועמוקות מעבר למה ששיער דובז’נסקי כשכתב את דבריו כחמישים שנה לפני מיפוי הג’נוםגנום האנושי. אותו קוד גנטי יכול לשמש ליצירה של מבנים חלבוניים שונים ופונקציות נוספות ביצורים שונים. האללים הם סוד השונות והגיוון האינסופיים. והגבולות שלהם הם החידה היותר עמוקה. מדוע אלל של צבע עיניים מאפשר מגוון רחב של צבעים, אך לא מקדד משהו אחר חוץ מצבע העיניים. מדוע השינויים באללים הם תמיד בגוונים של התכונות ולא בתכונות עצמן, וכאשר התכונות עצמן משתנות כתוצאה מטעויות שכפול ושאר תקלות, היצור לא חי.

אפשר שזוהי הנקודה הפנימית של פעולת הברירה: שינוי באלל של צבע עיניים שיחסל את צבע העיניים לחלוטין או יהפוך את הגן הזה למשהו המקדד חלבון אחר, יביא לאובדן מוחלט של הפונקציה, ולחצי הברירה ימחקו את היצור, אך מחוץ לוריאציות סופניות מסוג זה, כל המגוון של גיוון אקראי יכול להופיע, מעיני אלבינו ועד שחורות כעורב, בלא לפגוע בתכונה היסודית של הגן, קידוד צבע עיניים. ועדיין נותר המסתורין, ביחס לסינרגיה של המערכת, היכולת של תאים לפעול יחד וליצור יצור רב-תאי שאינו מודע לתאיו… זהו הרז נעלה ביותר.

כנראה שיש מפתח סודי באפשרויות הגנוזות הללו, כי הולך ומתברר שכל עניינו של ה-DNA הוא האפשרות ליצור משמעות חדשה, עליונה יותר.