מתי התפתחה הרבייה המינית, איך היא עובדת, ומה הן החלופות שקיימות בטבע?
העדויות המוקדמות ביותר לרבייה מינית מגיעות ממאובן של אצה (Bangiomorpha pubescens) שהשתמר באבן בת מיליארד שנה. עם זאת, ההשערה הרווחת היא שרבייה מינית התפתחה עוד קודם לכן, ביצורים קדמוניים חד-תאיים בעלי גרעין השייכים לממלכת הפרוטיסטים. הרבייה המינית החלה מאוחר יחסית בתולדות החיים על פני כדור הארץ, שכן על פי ההערכה היצורים הראשונים – האצות הכחוליות והחיידקים – הופיעו כבר לפני 3.5 מיליארדי שנים.
רבייה מינית - איך עושים את זה?
רבייה מינית, או רבייה זוויגית, מתרחשת כששני תאי מין, המכונים גמטות, מתלכדים לתא אחד, שמכיל תערובת חדשה של מטען גנטי - את חציו קיבל מהביצית, וחציו האחר מהזרע. תאי המין, הזרעים הזכריים והביציות הנקביות, נוצרים באמצעות "חלוקת הפחתה" או מיוזה, בה המידע התורשתי מתחלק לשניים, ובכל אחד מהתאים שנוצרים כל נשארת רק מחצית המידע התורשתי, שמאורגן במבנים שנקראים כרומוזומים.
כיוון שכל אחד מתאי המין מכיל רק מחצית ממספר הכרומוזומים של היצור, כששני תאי מין מתאחדים בתהליך ההפריה נוצר תא מופרה המכונה זיגוטה, ובו מלוא החומר התורשתי. אצל בני האדם, כל תא בגוף מכיל 46 כרומוזומים, שמסודרים ב-23 זוגות. בכל אחד מתאי המין ישנם 23 כרומוזומים בודדים, ולאחר ההפריה הזיגוטה מכילה את מלוא כמות הכרומוזומים – 23 מהאב ו-23 מהאם. מנגנוני בקרה שונים פועלים למנוע את החדירה של יותר מזרע אחד לכל ביצית, כדי ללמנוע עודף חומר תורשתי שלא יכול להתחלק באופן שוויוני בין התאים.
אצל רוב בעלי החיים (יונקים, עופות וזוחלים) הרבייה מתרחשת בגוף האם, אך אצל דגים ודו-חיים שחיים במים, הנקבה מפרישה מאות תאי ביצה למים והזכר מפריש עליהם את הזרע.
המסע של הזרע להפריית הביצית. הסרטון נוצר על ידי Nucleus Medical Media
רבייה אל-מינית
ברבייה אל-מינית, או אל-זוויגית, היצור מעתיק את עצמו ויוצר צאצא שזהה לו מבחינה גנטית, למעט מוטציות ספונטניות שיכולות לצוץ עם הזמן. בתהליך זה לא מעורב חומר גנטי של פרט אחר מבני מינו הביולוגיים של היצור. הדוגמה המוכרת ביותר היא תהליך בשם "פליגה", שאופייני לפרוקריוטיים - יצורים חד-תאיים חסרי גרעין כמו חיידקים.
הפליגה מתחילה בשכפול הדנ"א של התא, שמתגלם לרוב בכרומוזום מעגלי יחיד. בסופו של תהליך השכפול, כל חלקיו של התא והאברונים שבו יתחלקו, למעט הגרעין. רבייה באמצעות פליגה מאפשרת לאוכלוסייה לגדול בקצב מעריכי. חיידק המעיים הנפוץ E. Coli, למשל, מכפיל את עצמו בכל עשרים דקות בערך בסביבת מחיה מיטבית.
גם תאי גוף של יצורים אאוקריוטיים – או בעלי גרעין – מתחלקים באופן דומה בתהליך של מיטוזה. אבל אצל האאוקריוטיים מדובר ברבייה תאית, ולא פיזיולוגית: תא אחד של היצור מתחלק לשניים, אך היצור עצמו לא משתנה, והפיצול לא מביא לצאצא שלם ומוגמר.
דוגמאות אחרות לרבייה אל-מינית הן רבייה וגטטיבית בה חלק מהצמח, כמו השורש או הגבעול מתפתח לצמח שלם. בנוסף, מספר בעלי חיים חסרי חוליות מתרבים באמצעות בהנצה, בה בעל החיים מצמיח מעין ניצן שניתק ממנו והופך עצמאי. התהליך הזה מאפיין בעלי חיים ימיים מסוימים, כמו אלמוגים והידרות.
הופעת הרבייה המינית באבולוציה
יש כמה תיאוריות לגבי הסיבות להופעת הרבייה המינית. תיאוריה אחת גורסת שמדי פעם יצורים טורפים לא עיכלו לחלוטין חלקים מה-DNA של הטרף, והמקטעים מהמטען הגנטי שלו השתלבו בטורף. תיאוריה אחרת גורסת שהרבייה המינית השתמרה בגלל צורך של יצורים מסוימים לתקן נזקים ב-DNA שלהם באמצעות דנ"א תקין של יצורים אחרים מאותו המין.
תהיה הסיבה אשר תהיה, שימורה של הרבייה המינית לאורך האבולוציה מעיד שיש לה יתרונות הישרדותיים. יצורים שמתרבים ברבייה מינית אמנם מתרבים לאט יותר מיצורים שמתרבים ברבייה אל-מינית, והם מעמידים פחות צאצאים, אבל הרבייה המינית מערבבת את מאגר הגנים של המין ולכן מרחיבה את המגוון הגנטי שלו. המגוון הזה, בתורו, מגן על הגזע ממחלות ומקנה לו כושר הישרדות עדיף בתנאים משתנים.
לעומת זאת, יצורים שמתרבים ברבייה אל-זוויגית אמנם מגדילים את אוכלוסייתם באופן מעריכי, אבל הם פגיעים יחסית למחלות מפני ששינויים ב-DNA שלהם מתרחשים רק בעקבות מוטציות, ששכיחותן מעטה יחסית, ועל כן הם סגלתנים פחות לשינויים סביבתיים.
למה לבחור?
שתי שיטות הרבייה קיימות זו לצד זו במשך מיליארדי שנים, ולכן אפשר להסיק ששתיהן טובות. אבל למה לבחור, אם אפשר גם וגם? – יצורים מסוימים מעדיפים לבחור את שיטת הרבייה שלהם בהתאם לנסיבות החיים. בתנאי סביבה נוחים ניתנת עדיפות לרבייה אל-מינית, שמנצלת את התנאים המיטביים, אבל כשהאקלים משתנה לרעה, מקורות המזון מידלדלים או שיש שינוי משמעותי בתנאי המחיה, היצור בוחר ברבייה מינית. עם היצורים שיכולים להתרבות הן ברבייה מינית והן ברבייה אל-מינית נמנים כנימות, ריריות, שושנות ים, צמחים מסוימים ועוד.
