השיפורים המתמידים של הטבע

אחת הדוגמאות המפורסמות ביותר לתהליכים אבולוציוניים שהתרחשו לנגד עינינו היא השינוי בצבעם של עשי המודד המפולפל באנגליה. לפני העלייה בזיהום האוויר בעקבות המהפכה התעשייתית, צבעם של העשים היה בהיר עם נקודות אפורות, והם השתלבו היטב על רקע צבעם הטבעי הבהיר של גזעי העצים.

באמצע המאה ה-19, לאחר שגזעי עצים החלו להתכהות בעקבות זיהום האוויר, התגלו לראשונה עשים שחורים. מכיוון שהעשים הבהירים בלטו יותר על הרקע הכהה, סיכוייהם להיטרף על ידי ציפורים היו גבוהים יותר מסיכוייהם של העשים השחורים. כך עלה שיעורם היחסי של העשים השחורים באוכלוסייה, עד שבסוף המאה ה-19, רובם המוחלט (98 אחוזים) של העשים כבר היה שחור. בסוף המאה ה-20, כשהמודעות לזיהום האוויר עלתה וכמות הפיח שתרמה לשינוי בצבע הגזעים ירדה, חלה שוב עלייה באחוז העשים הבהירים, עד שהיחס כמעט התהפך חזרה (כ-95 אחוזים בהירים).

אנו נוטים לראות באבולוציה תהליך כיווני, שיש לו התחלה וסוף מוגדרים מראש. לפי תפיסה זו, מה שמפותח יותר חייב להיות מורכב יותר, יעיל יותר, טוב יותר. אך תהליך האבולוציה אינו חד סטרי, וכמו במקרה של העשים הוא חוזר לאחור לפעמים. השינויים נעשים בהתאם לתנאי הסביבה ולא כהתקדמות לעבר מטרה כלשהי.

המנגנון המניע תהליך זה קרוי ברירה טבעית, ולפיו מוטציה שהתרחשה באופן אקראי יכולה להעניק יתרון הישרדותי בתנאי סביבה מסוימים ולהגדיל את תפוצתה באוכלוסייה. למוטציה שבזכותה גופם וכנפיהם של העשים היו כהים יותר לא היה יתרון לפני שגזעי העצים כהו, להפך – היה בה חיסרון: אם היא התרחשה קודם לכן, העשים הנושאים אותה היו נטרפים יותר מאשר העשים הבהירים, והיו נעלמים מהר מאוד.

ברגע שהיה יתרון לצבע גוף כהה יותר, המוטציה סיפקה לבעליה ולצאצאיו יתרון הישרדותי על פני האחרים. כך עלה במהירות יחס נושאי המוטציה (העשים השחורים) באוכלוסייה. "הבוררים הטבעיים" במקרה זה הם הציפורים, שבררו מתוך אוכלוסיית העשים את אלו שייאכלו, וגם את העשים שישרדו, לפי צבע גופם בלבד. העדפות הציפורים השתנו לאורך הזמן כתלות בגורם סביבה משתנה - זיהום האוויר שהשפיע על צבע הגזעים, וצבע בולט יותר של העשים אל מול רקע הגזע.

מצא את ההבדלים: פרט לבן ופרט שחור של עש המודד המפולפל על גזע עץ | מקור: Science photo Library

שינויים מתמידים

תהליכים כאלה מתרחשים גם ביצורים מורכבים יותר. הנחש, למשל, שבגלל היותו חסר רגליים יכול להיראות לנו מורכב פחות מבעלי חיים בעלי רגליים. אלא שהנחשים התפתחו מיצור בעל ארבע רגליים, ואיבדו אותן במהלך האבולוציה, לאחר שבאב הקדמון המשותף לנחשים התרחשה מוטציה שגרמה ל"ביטולן".

רק באחרונה התברר, באופן חלקי לפחות, המנגנון לכך: נמצא שרצף DNA האחראי על ביטוי גֵן חשוב בהתפתחות הגפיים (SHH), מתבטא בנחשים באופן שונה מאשר בבעלי חוליות אחרים. כשהחוקרים החליפו את רצף ה-DNA הזה בעכברים לרצף שמופיע בנחשים, הגֵן SHH לא בא לידי ביטוי בגפיים של העוברים המתפתחים והעכברים נולדו עם ניצני גפיים מנוונות במקום רגליים.

לווייתני מזיפות הם היצורים הגדולים ביותר על כדור הארץ. הם חסרי שיניים, למרות העובדה שהלווייתנים הקדומים היו מצוידים בהן. במקום שיניים יש להם מזיפות: מבנים דמויי מסרק צפוף עשויים קֶרָטִין, שהוא החלבון שממנו עשויים שיער וציפורניים בבני אדם. הלווייתן מכניס ללועו מֵי יָם יחד עם כל היצורים החיים בהם, סוגר את לסתותיו ודוחף החוצה את המים. המים יוצאים, אך היצורים שהיו בהם נתפסים במזיפות והלווייתן ניזון מהם.

עד לאחרונה סברו חוקרים שהמזיפות התפתחו לצד השיניים, כלומר שהלווייתנים לכדו טרף בעזרת שיניהם והשלימו את מזונם בעזרת סינון המים. במחקר חדש טוענים חוקרים מאוסטרליה שיצור מתקופת האוליגוקן המאוחרת (לפני כ-25 מיליון שנה), שהמאובן שלו נמצא בידיהם, היה בעל שיניים וחסר מזיפות אך דפוסי השחיקה של שיניו מעידים שהוא ניזון מיניקת מים ולא מציד. זהו מאובן ביניים – בין לווייתן שהשתמש בשיניו בשביל לצוד, לבין לווייתן חסר שיניים שמשתמש בטכניקת יניקה וסינון באמצעות מזיפות. מכך משתמע שהמזיפות התפתחו הרבה יותר מאוחר ממה שחשבו עד כה, קרוב יותר לשלב שבו איבדו לווייתני המזיפות את שיניהם.

כמה גדול המוח שלך? השוואת מבנה הגולגולת וגודל המוח של כמה מיני אדם קדמון | מקור: Science Photo Library

מוח גדול, אינטליגנציה גבוהה

אולי היינו רוצים להאמין שהאדם הוא נזר הבריאה ושהגענו לשלמות, אך לאבולוציה אין מטרה שהיא חותרת אליה ואין נקודה שאחרי שהגיעה אליה היא מפסיקה. כל היצורים החיים, בהם אנחנו, נתונים להשפעת תהליכים אבולוציוניים שממשיכים לעצב אותנו.

לאורך האבולוציה, מוחו של האדם גדל. נפח המוח של הומו הביליס, שחי לפני כשני מיליון שנים, היה כ-600 סמ"'ק, ואילו להומו ספיינס (האדם המודרני) יש מוח שנפחו כ-1,400 סמ"ק. באופן תיאורטי, המוח יוכל להמשיך לגדול ולעלות ביכולת העיבוד עד שיגיע לגודל של 3,500 סמ"ק לכל היותר. מעבר לנפח זה יכולת העיבוד תתחיל לרדת.

החוקרים אינם מציינים אם דרושים שינויים מתאימים במבנה עצמות האגן בשביל ללדת תינוקות שמוחם גדול כפליים. יש להניח שיהיה צורך בכך, מפני שההגדלה בנפח מוחו של האדם, בהשוואה לשימפנזים למשל, מתרחשת גם בשלב העוברי. כבר בשבוע ה-16 להיריון אפשר לראות שנפח המוח של עובר אנושי כפול מזה של עובר שימפנזה שגילו זהה. נוסף על כך, אצל השימפנזה מהירות גידול נפח המוח קטנה לקראת הלידה, באדם הגדילה דווקא מואצת.

אבל לא נראה שנגיע בקרוב לנפח מוח כה גדול. ישנם חוקרים שטוענים שנפח המוח דווקא קטן בכמה עשרות אלפי השנים האחרונות, ובכל מקרה יש הסכמה על כך שהנפח לא גדל. עדיין לא ברור עד כמה הדבר נובע מהקטנה ומשינויים נוספים בגוף כולו. מכיוון שידוע שלגודלו של המוח יש השפעה על האינטליגנציה, אולי זה שינוי שצריך להדאיג אותנו. עם זאת, עדיין איננו מבינים לחלוטין את הקשר בין שני המשתנים הללו, וייתכן שהירידה בנפח המוח דווקא מקנה יתרון מסוים. הבעיה היא שעם נפח המוח הקיים שלנו, טרם הצלחנו להבין מה היתרון הזה.