חוקר האבולוציה ארנסט מאייר הגדיר מין כ-"קבוצה של אוכלוסייה טבעית שפרטיה יכולים לקיים ביניהם קשרי רבייה, והיא מבודדת מבחינה רבייתית מאוכלוסיות דומות אחרות". לפי ההגדרה הזו, שני יצורים ישתייכו לאותו מין רק אם יש להם יכולת להעמיד צאצאים פוריים המסוגלים להתרבות. למשל, כאשר חמור וסוס מעמידים צאצאים, נולד פרד עקר שאינו יכול להעמיד צאצאים בעצמו, ומכאן שהסוס והחמור שייכים לשני מיני בעלי חיים נפרדים.
מנגנונים של היווצרות מינים חדשים
היווצרות מינים באבולוציה נקראת התמיינות או ספציאציה (באנגלית speciation). התמיינות יכולה להיגרם כאשר קבוצות של פרטים מאותו המין מפסיקות לשתף את המגוון הגנטי שלהן זו עם זו - ובמילים אחרות - הם מפסיקים להתרבות יחד. לאחר תקופה ממושכת שהפרטים לא מתרבים זה עם זה יכול להיווצר ביניהם "מחסום רבייתי" – והם יאבדו לחלוטין את היכולת להעמיד צאצאים פוריים זה עם זה.
התמיינות בעקבות מחסום פיזי
התמיינות אלופטרית (ביוונית אלוס - אחר, פַּטְרִיס - ארץ מולדת) היא המנגנון הנפוץ ביותר. בעקבות הפרדה פיזית וגיאוגרפית בין אוכלוסיות של מין כלשהו נוצרים מינים חדשים. בין היתר, תופעות גיאוגרפיות כמו רעידת אדמה, התרוממות של רכס הרים, או התחפרות של נהר יכולים לגרום להפרדה כזאת. למשל, בכל פעם שנוצר אי חדש בעקבות התפרצות געשית בסביבת הוואי נודדים אליו מספר פרטים של עשים, כך שבכל אחד מהאיים, ובמיוחד בחדשים שבהם, התפתח מין נפרד.
אותה התמיינות אלופטרית יכולה להיגרם גם בעקבות מעשי ידי אדם. למשל, מאבק עיקש של פעילי סביבה בישראל הביא לכך שלאורכו של כביש שש הוקמו "גשרים אקולוגיים", דרכם בעלי החיים יכולים לעבור בין שני צדי הכביש. אילולי הגשרים האקולוגיים הללו, ייתכן והפרים שנפרדו היו עוברים התמיינות אלופטרית.
התמיינות ללא מחסום פיזי
במנגנון של התמיינות פראפטרית (פרא - ליד), תת-אוכלוסייה קטנה מהאוכלוסייה המקורית, ששונה מבחינה חיצונית, מבנית או תפקודית, עוברת לבית גידול נפרד מאוכלוסיית האם בלי הפרדה פיזית או מחסום גיאוגרפי בין בתי הגידול. בגלל השוני בין האוכלוסיות כל אחת מהן חווה לחצים שונים של ברירה טבעית, ובסופו של דבר מגיעות להיפרדות מוחלטת. הסיבות להיפרדות ההתחלתית של שתי האוכלוסיות יכולות להיות מגוונות מאוד: למשל, היא יכולה לנבוע מהבדלים בשעות הפעילות– כשחלק מהפרטים באוכלוסייה פעילים בלילה במקום ביום והרבייה מתרחשת רק בין פרטים שפעילים באותן השעות.
סיבה אחרת יכולה להיות שונות גנטית ולחצי ברירה טבעית. במקרה כזה, ייתכן שתת-אוכלוסייה של פרטי המין נמצאת מותאמת יותר לסביבה מסוימת, וזו תאכלס גומחה אקולוגית חדשה שאינה מופרדת פיזית מהמקורית. דוגמה לכך יכולה להיות לטאה בה הופיעו פסים בדגם שמתאים להסוואה באזור מסויים. שתי האוכלוסיות עדיין יוכלו להזדווג זו עם זו, אבל לבני הכלאיים יהיה על הגב עירוב של שני דגמי הפסים שלא יתאים לאף אחד מבתי הגידול, ולכן הם יתקשו לשרוד. כך ייווצר מחסום רבייתי, גם בהיעדר בידוד מלא המין החדש למקורי.
בכל סוגי ההתמיינות נוצר לבסוף מחסום רבייתי – פיזי או התנהגותי, ובעקבותיו נפסק מעבר הגנים בין האוכלוסיות. בדרך כלל זה יהיה תהליך הדרגתי, ומדור לדור ההפרדה מעמיקה ומביאה לבסוף להיווצרות של שני מינים שונים בעלי מקור משותף.
מנגנוני הספציאציה | תרשים: Yonidebest, ויקיפדיה
מספר הכרומוזומים ורבייה
תנאי הכרחי לכך שצאצאים שנולדו ברבייה מינית יוכלו להעמיד צאצאים בעצמם הוא היכולת שלהם להעביר לדורות הבאים מספר זוגי של כרומוזומים - עותק אחד מכל בן או בת זוג. תאי המין - הזרע והביצית - הם תאים מיוחדים שמכילים רק מחצית ממספר הכרומוזומים שיש בכל שאר התאים. הם נוצרים בתהליך המיוזה, ובכך שבה מספר הכרומוזומים פוחת למחצית בעת יצירת תאי המין, בניגוד לחלוקת מיטוזה - בה מועברים שני עותקי הכרומוזומים לתאים החדשים. כאשר הזרע והביצית מתאחדים, והביצית מופרית, יווצר תא בו מספר זוגי של כרומוזומים - אחד מכל הורה.
לפרד למשל יש 63 כרומוזומים, משום שהוא מקבל מההורה החמור 62 כרומוזומים ומההורה הסוס - 64 כרומוזומים). מנגד, כלבים מגזעים שונים יכולים להעמיד צאצאים פוריים כיוון שהם שייכים לאותו מין ויש להם אותו מספר של כרומוזומים (78).
הפרד – בן כלאיים של חמור וסוס | צילום: ויקיפדיה
חצי אדם חצי אנטילופת סוס שחורה
אם היכולת להעמיד צאצאים פוריים הייתה תלויה רק בשוויון במספר הכרומוזומים, האדם היה יכול להתרבות עם אנטילופת הסוס השחורה, שגם לה 46 כרומוזומים. תנאי נוסף אם כן הוא שתהיה קרבה גנטית בין ההורים. הצאצאים של שני מינים שונים של בעלי חיים ישרדו (גם אם לא יהיו פוריים) רק במידה והורייהם קרובים זה לזה מבחינה גנטית – למשל החמור והסוס, או הטיגריס והאריה.
השינוי במספר הכרומוזומים כתוצאה ממוטציות מתבטא בעיקר בקיומם של יותר משני עותקים של כרומוזום מסוים – תופעה שידועה בשם פוליזומיה. אצל בני אדם ידועים בעיקר מקרים של טריזומיה, כלומר שלושה עותקים של אותו כרומוזום. הטריזומיה הידועה ביותר היא בכרומוזום 21, שמביאה לתסמונת דאון. גברים בעלי תסמונת דאון אכן אינם פוריים, והפוריות של נשים נמוכה יותר, אבל לא ברור אם הזכרים אינם פוריים בגלל בעיה בהתפתחות הזרע, שיכולה להיות קשורה לטריזומיה, או משום שאינם פעילים מינית. ככלל, אין עדות חד-משמעית לבעיות פוריות במקרים של טריזומיה, גם אם היא מתרחשת בכרומוזומי המין.
בומרנג – בחזרה אליך
איך אפשר לדעתך ליצור מינים חדשים בתנאי מעבדה?
ד"ר עידו מגן
המחלקה לגנטיקה מולקולרית
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.