"חיקוי הוא הצורה הכנה ביותר של מחמאה"
צ'ארלס קיילב קולטון, סופר והוגה דעות אנגלי

חקיינות היא דמיון בין שני מינים בטבע, ולפעמים גם בין פרטים בתוך אותו מין, שנועד לעזור לשרידותו של אחד מהם לפחות. היא יכולה להופיע בתכונות מגוונות: צורה, צבע, קול ואפילו ריח.

החקיינות היא תופעה נפוצה מאוד בטבע ולא בכדי. במובנים רבים היא משמשת מעין קיצור דרך אבולוציוני עבור המין המחקה. אחרי הכול, למה לנסות ליצור תקשורת עם המינים הסובבים אותך, בתהליך ארוך מאוד מבחינה אבולוציונית שדורש התאמות בין שני המינים המתקשרים, אם במקום זאת אתה יכול בקלות יחסית לעטות את הצורה של מין דומה וכך ליהנות מכל ההטבות שהמין הזה מקבל מסביבתו.

חקיינות בייטסיאנית
את צורת החקיינות הנפוצה הקרויה "חקיינות בייטסיאנית", הגדיר לראשונה במאה ה-19 חוקר הטבע האנגלי הנרי וולטר בייטס. בייטס היה שייך לקבוצת חוקרי טבע צעירים שתמכו מתחילתה בתיאוריית האבולוציה שהגה צ'רלס דרווין. על מנת לעזור בבניית מאגר הוכחות לתיאוריה החדשה נסע בייטס הצעיר, בגיל 23 בלבד, לאזור האמזונס בברזיל כדי לאסוף, לזהות ולקטלג חרקים, פרפרים ושאר פרוקי הרגליים. יחד עם חברו הטוב אלפרד ראסל וואלס הוא קטלג אלפי מינים שלא היו מוכרים עד אז למדע.


הנרי וולטר בייטס

במהלך עבודתו הבחין בייטס בתופעה מעניינת: פרפרים ממינים שונים לגמרי, בעלי פיזיולוגיה שונה ואפילו איברים פנימים אחרים, הפגינו מראה חיצוני דומה מאוד ודוגמאות צבעים דומות. התופעה הייתה נפוצה מכדי שיפטור אותה כצירוף מקרים בלבד.

בייטס ידע גם שבטבע יש שתי צורות נפוצות של צביעה: הסוואה באמצעות צבעים שדומים לסביבה או התהדרות בצבעי אזהרה בוהקים ומושכי תשומת לב. מרבית המינים שמתהדרים בצבעי אזהרה אכן מסוכנים לטורפיהם הפוטנציאליים, בדרך כלל בגלל ארס או טעם רע במיוחד, אבל יש גם שיטות אחרות, כאילו הם אומרים, "היי, אני כל כך מסוכן לך שלא אכפת לי לחשוף את עצמי בפניך". תקשורת כזאת משרתת הן את המין והן את טורפיו: סיכויו של המין להיטרף יורדים ואילו הטורפים אינם מבזבזים את זמנם על טרף שמסכן אותם. מרבית המינים שבייטס קטלג כמושא לחיקוי היה מהסוג המתהדר.



כמה מהפרפרים המקוריים של בייטס. שורה 3+1: לבניניים; שורה 4+2: נימפיתיים

כשהוא חמוש בשתי העובדות הללו הגה בייטס את הדגם הראשון של החקיינות, שנקרא כאמור על שמו. בחקיינות בייטסיאנית מין מסוים מפתח מנגנון הגנה נגד טורפיו, ובמקביל מפתח דרך לסמן לטורפיו הפוטנציאליים שהוא רעיל, למשל באמצעות תבנית מסוימת של צבעים בוהקים. הטורף לומד את התבנית ותוקפנותו כלפי המין הזה פוחתת. בעקבות זאת מין אחר, שלא פיתח את אותו מנגנון הגנה, מאמץ את אמצעי התקשורת של המין המקורי ו"תופס טרמפ" על התקשורת שהתפתחה בינו לבין הטורפים הפוטנציאליים ונהנה מן ההפקר.

דוגמאות בטבע
מרגע שהתיאוריה התפרסמה החלו חוקרים בכל רחבי העולם לחפש עוד מינים שמתאימים לתופעה. אחת הדוגמאות המרשימות ביותר של חקיינות בייטסיאנית הוא עש הצרעה (Sesia apiformis) שמתחזה בהצלחה לדבור הארסי והעצבני (Vespa). השניים חולקים אזורי מחייה, והחיקוי לא מסתכם במראה בלבד אלא גם בצורת תעופה דומה והעתקה של התנהגויות נוספות.


מימין: דבור; משמאל: עש הצרעה הלא מזיק

מקרה מאלף לא פחות הוא ההתחזות הכמעט מושלמת של נקבת עכביש הקרנגה (Myrmarachne plataleoides) לנמלה האורגת (Oecophylla smaragdina). הנמלים האורגות התוקפניות חיות בנחילים והן מאוד לא אטרקטיביות לטורפים פוטנציאליים. העכבישות מקפידות לחיות בקרבת הנחיל האמיתי וכך לנצל את הרתיעה של הטורפים ממנו. שימו לב בתמונה למטה איך העכבישה, בעלת שמונה הרגליים, מרימה את שתי רגליה הקדמיות כדי לדמות את המחושים של הנמלה, שיש לה רק שש רגליים.


מימין: נמלים אורגות על עץ; משמאל: עכבישת קרנגה. התחזות מושלמת

מנגנון אבולוציוני
לאחר שבייטס ההגדיר את התופעה החלו חוקרי טבע לנסות לפענח את המנגנון העומד מאחוריה. אחד הממצאים היה שבאזור שבו חיים המין המסוכן, המין המחקה והטורפים שלהם, המין הבלתי מזיק יהיה כמעט תמיד בנחיתות מספרית מול מקבילו הרעיל. המודל האבולוציוני הפשוט ביותר שהוצע לתופעה הוא זה: הבה נדמיין טורף (נניח ציפור) ונטרף פוטנציאלי (נניח פרפר). עם הזמן פיתח הפרפר טעם רע וצבעי אזהרה, למשל שילוב של אדום וסגול. ציפורים צעירות שינסו לטרוף את הפרפר ירגישו רע ולכן ילמדו לקשר את הצבעים העזים לחוויה הטראומטית. בעקבות זאת הן יירתעו מלאכול פרפרים אדומים-סגולים.

עכשיו נניח שלאותו אזור מחיה הגיעה גם אוכלוסיית פרפרים "טעימה" בצבע אפור. הציפורים, כמובן, יחגגו על הטרף החדש והאוכלוסייה האפורה תספוג חללים לרוב. עקב כך ייווצר עליה לחץ ברירתי חזק למצוא פתרון לבעיית הטריפה. לפי עקרונות הברירה הטבעית, המוטציות במין הן אקראיות אבל הברירה איננה כזו כלל. בגלל המוטציות האקראיות חלק מהפרפרים יהפכו כחולים יותר, חלקם ירוקים יותר וחלק יהיו אדומים יותר, אבל רק לאדומים יותר יהיה יתרון הישרדותי מול הטורף וחלקם היחסי באוכלוסייה יגדל.

אין זה אומר כמובן שהפרפר האפור יהפוך בן לילה לפרפר אדום-סגול, אלא שעל ידי שורה של צעדים קטנים, שכל אחד מהם ייתן לפרפר יתרון קטן על אחיו האפורים, האוכלוסייה תנוע אט-אט לכיוון הזה. הפרפרים הראשונים שיהיו עליהם כתמים אדומים ירוויחו עוד שנייה לפני שהציפורים יזהו שהם אינם רעילים. בטווח הארוך, השנייה הזאת תשתלם ביותר ותאפשר ליותר פרטים לשרוד.

בסוף התהליך הפרפר הלא מזיק יחקה בצורה מושלמת את הפרפר המסוכן. מעבר לכך, לפרפר הלא מזיק יהיה יתרון משמעותי על פני הפרפר המסוכן: בעוד שהאחרון צריך להשקיע משאבים רבים בבניית טעמו הרע, באמצעות יצירת מולקולות ייחודיות, הראשון נהנה מההגנה שנותנים לו הצבעים הייחודיים וגם יוכל להשקיע את רוב משאביו ברבייה. אט-אט חלקו היחסי באוכלוסיית הפרפרים יגדל על חשבון בן-דודו הרעיל. אך אליה וקוץ בה – ככל שחלקו באוכלוסייה יגדל, ציפורים צעירות שיטרפו את החקיין לא ירגישו טעם רע ולכן לא ילמדו לקשר בין הצבעים ולטעם – וכך יאבד היתרון של צבעי האזהרה. כך הציפורים יזללו את הפרפרים הטעימים בהמוניהם, עד שאוכלוסייתם תקטן והרעל ישוב ויספק יתרון, וחוזר חלילה.

מצב כזה מכונה "מצב שיווי משקל" – מצד אחד יש מנגנון שנותן יתרון לחקיין שאוכלוסייתו קטנה, ומצד שני מנגנון שמדכא את היתרון ככל שאוכלוסיית החקייןן גדלה. יש לזכור, שזהו רק מודל שמפשט מציאות הרבה יותר מורכבת. בפועל, בטבע רואים לא פעם כמה סוגי חקיינים ברמות שונות של זהות, שחלקם רעילים בעצמם (חקיינות מולריאנית), אבל על כך בפעם אחרת.

שלומי דגן
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

6 תגובות

  • אורן

    זה לא דבור, זו צרעה פלכית

    בתמונה של הצרעה שרשום בה "דבור" - לא מדובר בצרעה מהסוג Vespa, אלא בצרעה פלכית, מהסוג Polistes.
    השם דבור הוא שם עממי ולא מדעי, ומתייחס לכל מיני מינים גדולים של דבוראים, בעיקר לצרעה המזרחית (Vespa orientalis).

  • עדי

    בכל פעם

    שרציתי לקרוא כאן וראיתי את התמונה של הצרעה החלטתי שאולי עדיף בפעם אחרת...

    יש לי כמה שאלות ואני אשמח אם תענה לי:

    כתבת ש: "קיים דמיון... בדר"כ בין שני מינים אך גם בין פרטים באותו המין". אם שני מינים הכוונה לשני סוגים של פרפרים אז למה הכוונה במילה פרטים? (אני מכירה את המילה הזאת במשמעות השנייה שלה details) כי אם אתה מתכוון במילה פרטים ליחידים מאותו הסוג אז מאחר והם מאותו הסוג הם לא אמורים להיות דומים? אז למה כתבת "אך גם בין"?

    האם חקיינות בטבע ע"פ צבע חיצוני דומה היא השכיחה ביותר? אם כן תוכל להסביר לי למה לדעתך?

    כתבת ש: "מרבית המינים אשר בייטס קטלג כמושא לחיקוי השתייכו לסוג המתהדר" אתה מתכוון שהוא חשב שהם החקיינים אלא שבעצם הם היו המקוריים? מה המשמעות של זה? שיש פחות חקיינים בטבע ממה שהוא חשב? אני מבינה לפי מה שהסברת שלא בגלל הקושי של המינים הלא מזיקים להפוך בטבע לתאומים מדומים (בגלל תהליך ארוך מאוד מבחינה אבולוציונית...)אלא כי המינים הלא מזיקים נאכלים יותר בגלל מנגנון שיווי המשקל?

    "המוטציות במין הן אקראיות אבל הברירה איננה כזאת כלל וכלל" תוכל להסביר את המשפט בפני עצמו באופן כללי בקשר לאבולוציה? (נשמע משפט חשוב...) וכאן אתה מתכוון שהברירה היא הבחירה לפתח צבע אזהרה אדום?

    כתבת ש: "הפרפרים הראשונים אשר עליהם יהיו כתמים אדומים ירוויחו עוד שנייה לפני שהציפורים יזהו אותם כלא רעילים" איך הציפורים יזהו אותם כלא רעילים אם הם דומים למקוריים והציפורים כבר מודעות לטעם המר? ולמה התכוונת ב:"השנייה הזאת בטווח הארוך תשתלם ביותר"?

    מצב שיווי המשקל כשמצד אחד יש ייתרון לצבעים של החקיינים אבל מצד שני הם נכחדים כשהם מתרבים קורה רק בגלל הציפורים הצעירות שעדיין לא הפנימו את הקשר בין טעם-צבע? (כי הבוגרות כבר למדו לשמור מרחק מפני הפרפרים?)

    וכשכהסברת על האוכלוסייה של החקיינים שנכחדת ע"י הציפורים בגלל שהיא מתרבה אז זה קורה מכיוון שבגלל ההתרבות הם נראים יותר לעין (בעיני הציפורים הצעירות) ולכן הם מהווים טרף קל?

    והאם גם יכול להיות שגם הבוגרות (שלמדו לשמור מרחק בגלל צבע האזהרה) ילמדו שסטטיסטית הן פתאום פוגשות יותר בפרפרים לא מרים או רעילים מאשר ממרים ולכן האוכלוסייה של החקיינים תצטמצם גם על ידן?

    האם לדעתך חלק מהדבורים שבאות לבקר אותי מדי פעם (ומגורשות לצערי כי אני מפחדת) הן בעצם עש הצרעה? (לפי התמונה הם מאוד דומים)

    מה השימוש של שתי הרגליים הקדמיות של נקבת העכביש? רק לחיקוי של הנמלה האורגת או שכשלא רואים והיא לא מרגישה בצרה היא כן משתמשת בהן להליכה? ואם להליכה אז יש סיכוי שהסוד שלה יתגלה במוקדם או במאוחר?

    תודה רבה

  • עופר

    חקינות בטבע

    שלום שלומית,
    המחשת בכתבה דוגמאות של חקיינות בצורה וצבע. האם יש דוגמאות הממחישות חקיינות בריח? איך עלו על חקנות זו מבחינה מחקרית. מאוד מעניין.
    בברכה
    עופר

  • עידו קמינסקי

    הרבה שאלות, הרבה תשובות

    1. אכן, פרטים הם יחידים בתוך אותו מין ואכן, פרטים בתוך אותו מין דומים. אבל גם כאן יש הפתעות - התאזרי בסבלנות, כתבה מלאה בנושא תופיע בקרוב...

    2. מבחינת הידע הקיים אצלנו – כן. אבל לדעתי – ממש לא בטוח שכך המצב. הרוב המכריע של הדוגמאות לחקיינות המתועדות הן אכן חקיינות ויזואלית, אבל זה רק בגלל החוקר – קרי: בני האדם. אצל בני אדם החוש הראשון במעלה הוא חוש הראיה. אין זה מפתיע עם כך, שחוקרים יחפשו חקיינות העושה שימוש בחוש זה – כי בניגוד לחושים כמו מישוש או ריח, מאוד קל לחקור עמו. בהחלט יכול להיות מצב ששני מינים בעלי מראה שונה אבל בעלי ריח זהה או קול תזוזה זהה – פרמטרים חשובים מאוד לטורף הממוצע.
    נניח וחוקר אוסף 100 פרפרים בג'ונגל. יהיה לו קל מאוד לראות מי מהם בעל מראה חיצוני דומה. אבל, יהיה לו קשה מאוד להבחין למי יש ריח דומה, ובלתי אפשרי להבחין מי נשמע דומה (כי הם שוכבים מתים בתוך קופסת זכוכית)

    3. לא, לא. כתבתי שיש שני סוגים עיקריים של צביעה בטבע – הסוואה וצבעי אזהרה. הרוב המכריע של החקיינים (אשר מחקים צבע), מחקים צבעי אזהרה.

    4. בודאי – ניתן להגיד באופן כללי שהמוטציות על גבי הדנ"א של האורגניזם הן אקראיות ולכן גם הפנוטיפ אשר המוטציות יגרמו יהיה אקראי. הברירה לעומת זאת, איננה אקראית – הטורף בדוגמא נסוג מפני אדום-סגול ולא משנה את דעתו באקראיות. הלחץ הסלקטיבי תמיד יטה לטובת אדום-סגול בדוגמא.

    5. פרפר אפור לא יכול להפוך לאדום-סגול בין לילה. דרושות הרבה מוטציות קטנות שהן כעין שלבי ביניים בין האפור לאדום-סגול. עכשיו, וזה חשוב מאוד – כל שלב ביניים חייב להיות זהה או יותר טוב מקודמו מבחינת הסיכוי לשרוד.
    בואי ונניח שלציפור הרואה פרפר אפור יש 50% סיכוי לטרופו. נניח גם שאצל פרפר אחד הופיעה מוטציה אשר העניקה לו 2 כתמים אדומים על כנפיו האפורים. ציפור הרואה את הפרפר הזה תתבלבל מעט – זה אפור או אדום? הבלבול הזה יעלה לה בזמן – נניח שנייה. השנייה השתהות הזאת מורידה את סיכויי הפרפר להיטרף מ-50% ל-48%. השינוי הזעיר הזה, בטווח הארוך ישתלם ביותר – בכל דור חדש של פרפרים האחוז של בעלי המוטציה יהיה גדול יותר עד שהמוטציה תשתלט על האוכלוסייה.

    6. כאשר יש מעט חקיינים – היתרון שלהם גדול: הם לא צריכים לייצר רעל והציפורים מאמינות לתחפושת, כאשר יש הרבה חקיינים היתרון שלהם קטן – הציפורים לא מאינות לתחפושת וייצור רעל הופך להיות מאוד-מאוד חשוב. בין 2 מצבי קיצון אלה יש נק' אמצע – היא שיווי המשקל בין האורגינל לחקיין.

    7. כאשר אוכלוסיית החקיינים גדלה מאוד, ציפורים צעירות אשר פוגשות את הפרפר בפעם הראשונה ומנסות לטעום אותו, לא יקשרו בין הצבע לבין הרעל (מכיוון שרוב הסיכויים שהן טעמו חקיין טעים) לכן הן ילמדו (בניגוד לדורות הקודמים) שצבע אדום-סגול פירושו משהו טעים!

    8. בד"כ אחרי מספר ניסיונות (לפעמים אחד) הציפורים יקבלו טראומה כל כך חזקה שהן לעולם לא ינסו לטעום שוב. טראומה זו איננה מורשת וציפורים צעירות צריכות לחוות אותה גם אם הוריהם חוו אותה בעבר.

    9. עש הצרעה נמצא בעיקר בצפון-מערב אירופה והאי הבריטי. כך שפרט למקרה בו את חיה בפרבר של לונדון – התשובה היא כנראה לא.

    10. העכבישה איננה מודעת איזה טורף פוטנציאלי צופה בה, לכן היא תשתדל להרים את הרגליים כל הזמן. כמובן שבעת מנוסה מסכנה, היכולת לחקות פחות חשובה והיכולת לברוח (ועוד זוג רגליים מאוד עוזר כאן) חשובה יותר – היא תשתמש בכל השמונה.

  • עדי

    האם הציפורים הבוגרות

    במקרה שאוכלוסיית החקיינים גדלה ינסו מדי פעם לטעום מהחקיינים ויגלו שיש גם סוג אחר טעים ואז גם הן יהיו שותפות בצמצום אוכלוסיית החקיינים? או שהן לא ינסו בכלל גם במקרה הזה ומי שאחראי לצמצום יהיו רק הצעירות?

    למה העכבישה לא מודעת? ואם היא לא מודעת איך היא יודעת להיזהר? (יש בע"ח (דוג' מנשיונל גאוגרפיק) שיודעים אם צופים בהם מרחוק וזה מה שמציל להם את החיים) אז רק כשהיא רואה סכנה ממשית מולה היא בורחת?

    ומי שחי בפרבר של לונדון יכול לבלבל בין דבורה לעש הצרעה? (או ששם אין דבורים...)

    את המשפט: "מרבית המינים שבייטס קטלג..." אפשר להבין בשתי דרכים כמו שאני כתבתי או שלך. הבנתי לפי ההסבר שלך למה התכוונת.

    תודה רבה

  • עידו קמינסקי

    סגירת קצוות

    1. במודל הקלאסי הציפורים טועמות מספר מועט פעמים ואז "נצרבות" עם התנהגות מסויימת. כמובן שבטבע יש מגוון רחב של התנהגויות.

    2. אצל רוב העכבישים חוש הראיה הוא ירוד ולא כל-כך חשוב. לעכבישים ישנם שערות זעירות על הרגליים שלהם והן משמשות לחישה של תנודות אויר ואדמה. ברגע שיש תנודות רציניות של טורף, העכבישה יודעת שישנה סכנה פוטנציאלית בקרבת מקור. והערה לגבי חישת אויב של בע"ח: בע"ח היודע שצופים בו מרחוק, מקבל מידע זה *איכשהו* – ראיה, ריח, תנודות אויר ואדמה, חישה תרמית וכו'.

    3. דבור (והעש החקיין) הן הרבה יותר גדולים מהדבורה הממוצעת כך שמי שם לב לגודל יכול להבחין בינם לבין דבורה. בנוגע ליכולת ההבדלה בין דבור ועש הצרעה, אני מסופק אם האדם הממוצע יכול להבחין בינהם. אני מניח שאפילו לחובב טבע זה יהיה קשה, בטח כאשר המין בתנועה והוא מזמזם.

    4. בכיף, תבואי תמיד.