חוקרים מארצות הברית: העצבים, השרירים, ואפילו החלבונים המעורבים בתנועת ההליכה היו קיימים עשרות מיליוני שנים לפני הופעת החיים על היבשה

לפני כ-375 מיליון שנה עזב את הים מין הרפתקני במיוחד של דגים, וממנו התפתחו כל חולייתני היבשה: דו-חיים (שנשארו יבשתיים רק למחצה), זוחלים, עופות ויונקים, כולל בני אדם. כאשר הדגים הקדומים הפכו ליצורי יבשה, התפתחו אצלם רגליים, ויחד איתן כל השרירים ותאי העצב הדרושים כדי להשתמש ברגליים, כלומר – ללכת. כך לפחות חשבנו.

במחקר חדש מציעים חוקרים מארצות הברית, אוסטרליה וסינגפור סיפור שונה במקצת: המסלולים העצביים המשרתים את הרגליים של חולייתני היבשה ומאפשרים להם ללכת הופיעו עשרות מיליוני שנים לפני כן, בדגים שלא היו להם רגליים, ומעולם לא נתקלו בסביבה יבשתית.

המחקר נערך על תריסניות מהמין Leucoraja erinacea, דגי סחוס השייכים לעל-סדרה "בטאים", עם הטריגונים והמנטה הענקית. התריסניות חיות בחופים המזרחיים של צפון אמריקה, ומעדיפות לבלות את זמנן קרוב לקרקעית, שם הן תרות אחר טרפן: בעיקר תולעים וסרטנים קטנים.

רוב הדגים שוחים בעזרת הזנב, שזז ימינה ושמאלה בחוזקה ומניע את גוף הדג כולו במעין תנועה גלית. הסנפירים שלהם משמשים יותר לכיוון השחייה מאשר להנעה קדימה, והשרירים המאפשרים לדג לשחות קדימה ממוקמים בעיקר לאורך עמוד השדרה.

התריסניות וקרובי משפחתן נעים בצורה שונה: הם מזיזים את סנפירי החזה שלהם, הגדולים באופן מיוחד, וכך שוחים בצורה שמזכירה תעופה דרך המים. השרירים שדוחפים אותם קדימה בצורת שחייה זו הם שרירי הסנפירים. דרך תנועה נוספת שלהם היא על קרקעית הים ממש, בעזרת סנפירי השת שנמצאים באזור האגן. הם מזיזים כל פעם סנפיר אחר – שמאל-ימין-שמאל – וכך מתקדמים על החול באופן שמזכיר מאוד הליכה.

התריסניות אינן קרובות במיוחד לחולייתנים היבשתיים, או לדגים שהיו אבותיהם. האב הקדמון המשותף לתריסנית ולתוכי, או לתריסנית ולאדם, חי לפני כ-420 מיליוני שנה. ובכל זאת מצאו אצלן החוקרים את אותם מסלולים עצביים ואת אותו סוג של תאי עצב המוכרים מהרגליים של חולייתני היבשה.

החוקרים הראו שתאי העצב השולחים אותות לשרירים בסנפירים של התריסניות מייצרים את אותם חלבונים שמייצרים תאי העצב המעצבבים את השרירים ברגלינו ובידינו. הם אפילו מסודרים בצורה דומה מאוד לזו שנמצאת החולייתנים היבשתיים.  

 

צפו בסרטון של כתב העת Cell על המחקר (באנגלית):

בסיס לשינויים

זה לא אומר שאנחנו, ושאר היונקים, הזוחלים והעופות, התפתחנו מהתריסניות ומקרובי משפחתן. במקום זאת, נראה שהאב המשותף כמעט לכל החולייתנים, ימיים או יבשתיים, כבר היה מצויד במערכת העצבית שמאוחר יותר התפתחה אצלנו לתמיכה בהליכה, ואצל התריסניות לתמיכה בצורת השחייה המיוחדת שלהן.

ייתכן שהמערכת הזו הייתה הבסיס לתנועה גם אצל ראשוני הדגים, כך שגם הם נעו בעזרת שרירי הסנפירים שלהם. אם כך היה, הרי שהחולייתנים היבשתיים לא פיתחו מערכת חדשה אלא שינו במקצת את המערכת שהייתה קיימת כבר עשרות מיליוני שנים. אצל רוב הדגים המערכת הזו השתנתה בצורה ניכרת מאוד כדי לאפשר את התנועה הגלית האופיינית להם, בעזרת הזנב והשרירים של עמוד השדרה.  

"זה קצת נוגד את הרעיון שהאבולוציה היא דרך לקחת משהו פשוט ולהפוך אותו למתוחכם יותר" אמר ג'רמי דאסן (Dasen), ממובילי המחקר, לניו יורק טיימס. במקרה זה, נראה שהבסיס לתנועה המתוחכמת כבר היה שם, ובמהלך האבולוציה הוא השתנה כדי להתאים לצורות התנועה השונות של התריסנית, דג הזהב, האיגואנה, הבז או התן.

תגובה אחת

  • רפי תשובה

    עוד קצת אבולוציה

    בהחלט דוגמא יפה לצורה שבה החיים מוצאים שימושים חדשים לכלים קיימים, ויש עוד דוגמאות כאלו.
    אבל אם כבר אבולוציה של חיות ימיות ודגים ששוחים בתנועות תעופה, האם ידוע מי התפתח קודם, חיים על היבשה או יצורים בעלי יכולת תעופה?
    התריסניות נראות כאילו האב הקדמון שלהן בחלט היה יכול להתפתח ליצור מעופף...