האבולוציה מתקדמת
במהירות

חישבו על הציפורים שאתם רואים בגינה או ברחוב: דרורים, יונים, עורבים. רבות מהן מסיימות כעת לטפל בגוזלים שלהן, שעוזבים אחד אחר השני את הקן. לא כל הציפורים הצעירות האלו יגיעו לבגרות. רבים מהן יפלו טרף לחתולים, עופות דורסים וטורפים אחרים. אחרות יחלו, או יאכלו מזון מקולקל, או ימצאו את מותן בדרך אחרת. אלו שיצליחו לשרוד יאלצו להתחרות עם בני מינם על בת זוג ומקום לבנות בו קן. במילים אחרות, לא כל גוזל שבוקע מהביצה יזכה לגוזלים משלו.

מה קובע מי ישרוד ויעמיד צאצאים? חלק גדול מזה הוא פשוט מזל, אך גם לתכונות של הציפורים יש משמעות. ציפורים חזקות ומהירות יותר, עירניות ובעלות ראייה ושמיעה טובה, יצליחו לחמוק טוב יותר מטורפים. ציפורים שיודעות מה לאכול ומה לא, יימנעו מהרעלה. זכר שהשירה שלו מוצאת חן בעיני הנקבות, ימצא בקלות בת זוג לבנות איתה קן.

חלק מהתכונות הללו עוברות בתורשה, ואם הן עוזרות לציפור להעמיד צאצאים, שיירשו את התכונות הללו, הן יתפשטו בעתיד באוכלוסייה. זהו העיקרון הפשוט העומד בבסיס הברירה הטבעית: בכל דור, "נבחרות" הציפורים שמצליחות להתמודד עם סביבתן בצורה הטובה ביותר, לשרוד ולגדל את גוזליהן. אותו עיקרון עובד כמובן עם כל יצור חי, מפרות ועד לאלמוגים, מפטריית שמפיניון ועד לחיידק סלמונלה. במונחים ביולוגיים, מספר הצאצאים שיצור חי מעמיד ומצליחים להגיע לבגרות בעצמם מעיד על ה"כשירות" (Fitness) שלו: כמה הוא מצליח במשחק האבולוציוני. היצורים החיים בעלי הכשירות הגבוהה ביותר באוכלוסייה מסוימת הם אלו שהגנים שלהם יתפשטו באותה אוכלוסייה.

מי שמעמיד הכי הרבה צאצאים שיגיעו לבגרות הוא הכי כשיר. קבוצת זכרי כבש גדול קרניים | צילום: Ryan Hagerty/USFWS

כך, מדור לדור, המבנה הגנטי של האוכלוסייה משתנה, ובהתאמה גם התכונות של בעלי החיים המרכיבים אותה. השינוי הזה לא נובע אך ורק מהתאמה לסביבה. שינויים מתרחשים גם כתוצאה מסחף גנטי – חלק מהגנים יזכו להגיע לצאצאים רבים יותר לא משום שהם מספקים לו יתרון, אלא באקראי.

אם כך, איזה חלק מהשונות הגנטית באוכלוסייה באמת נובע מהתאמה? וכמה מהר מתרחשת האבולוציה שמקורה בברירה טבעית? קשה מאוד לענות על שאלות כאלו, אך כעת צוות חוקרים בינלאומי מנסה לעמוד באתגר. במחקר חדש, הגדול מסוגו, בחנו החוקרים 19 אוכלוסיות שונות של יונקים וציפורים מרחבי העולם, והשתמשו בשיטות סטטיסטיות חדישות לניתוח הנתונים. כל אלו הובילו אותם למסקנה שקצב השינוי האדפטיבי, כלומר כזה שנובע מהתאמה, גדול פי שניים עד ארבעה ממה שהערכנו עד כה.

למדוד את קצב השינוי

פעילות האדם משפיעה על הסביבה ומשנה אותה כבר אלפי שנים, לכל הפחות. אך ההשפעה הזו נהייתה משמעותית הרבה יותר במאתיים השנים האחרונות, עם המהפכה התעשייתית. השימוש בדלק מאובנים והגידול החד באוכלוסיית בני האדם. הציד, הרס שטחי מחיה עבור בנייה וחקלאות, ומשבר האקלים, מפעילים לחצים משמעותיים על בעלי חיים וצמחים, שנאלצים להסתגל לתנאים החדשים או להיכחד. אנחנו כבר מתחילים לראות שינויים כאלו, כמו פילים שאיבדו את החטים בעקבות ציד, או חרקים שוויתרו על הכנפיים כתוצאה מכריתת יערות.

לא מצליחות לעמוד בקצב הנזקים להם גורם האדם ושורדות בזכות מאמצי שימור כבירים. זכר תפרית ניו זילנדית (היהי) | צילום: Geoff McKay, Flickr, CC BY

אך שינויים ספציפיים כאלו לא אומרים לנו דבר על קצב השינוי הגנטי הכללי בתגובה לברירה הטבעית, ברחבי עולם החי. כדי למצוא את התשובה לכך אספו החוקרים נתונים ממחקרים על 19 אוכלוסיות של ציפורים ויונקים החיים בטבע, מאייל אציל בבריטניה עד לציפור גדרון הפיה באוסטרליה, מבבון צהוב בקניה ועד לסנאי אדום בקנדה. אלו מחקרים שעקבו אחר בעלי החיים לאורך שנים רבות – הקצר מבינהם ערך 11 שנים, והארוך 63. בסך הכל, במהלך כל המחקרים, נאספו נתונים לגבי קרוב ל-250 אלף פרטים.

"היינו צריכים לדעת מתי כל בעל חיים נולד, עם מי הוא הזדווג, כמה צאצאים היו לו, ומתי הם מתו", אמר טימותי בונט (Bonnet), שהוביל את המחקר. רק מחקרים תצפיתיים ארוכי טווח יכלו לספק מידע כזה. "צירפנו את הנתונים עם מידע גנטי על בעלי החיים הללו, כדי להעריך את ההבדלים הגנטיים ביכולת שלהם להתרבות, בכל אוכלוסייה".

אצל בעלי חיים רבים, יש הבדלים גדולים בין הפרטים ביכולת ההתרבות: רבים מתים בגיל צעיר מאוד ולא מתרבים כלל, ולעתים יש כמה פרטים בודדים שאחראים לרוב הצאצאים בשנה מסוימת. החוקרים פיתחו מודל סטטיסטי חדש שיתאים לנתונים הללו, ולהטיות שיש בהם. "השיטה הזו מאפשרת לנו למדוד את הקצב שבה מתרחשת האבולוציה בתגובה לברירה טבעית, בכל התכונות באוכלוסייה", אמר בונט. "זה משהו שלא היינו מסוגלים לעשות בעבר".

עובר אבולוציה בקצב גבוה בהרבה משחשבנו. מקוק רזוס | צילום: Timothy Gonsalves, CC BY-SA

"לא ניתן להתעלם מהאבולוציה"

התוצאות שהתקבלו הפתיעו את החוקרים: האבולוציה, כך התברר להם, מתרחשת בקצב גבוה בהרבה משחשבו. "בממוצע, השינוי הגנטי בתגובה לברירה טבעית אחראי לעלייה של 18.5 אחוזים בכל דור ביכולת של בעלי החיים לשרוד ולהתרבות", כתב בונט באתר The Conservation.

האם זה אומר שבעלי החיים יוכלו להתגבר על השינויים שגורמים בני האדם, ולהסתגל לתנאי הסביבה החדשים? למרבה הצער, נראה שהתשובה שלילית. השינוי המהיר אמנם עשוי להועיל להם, אך עבור מינים רבים, קשה להאמין שזה יספיק. "אם מצב הסביבה ימשיך להדרדר, התיאוריה אומרת לנו שאבולוציה אדפטיבית לא תוכל לפצות על כך באופן מלא", כתב בונט. כבר כיום, מחקרים מתחילים להראות הכחדת מינים בקצב גבוה מהרגיל, שרק מתגבר והולך.

המחקר החדש הוא הגדול מסוגו שנערך עד עתה, אך גם הוא כולל 19 מינים בלבד, ועל סמך הנתונים שבידינו קשה לנבא אפילו את התגובה של מינים אלו לשינוי הסביבה. חלק מהסיבה לכך היא שכל שינוי במינים אלו משפיע על מגוון מינים אחרים, ותלוי בשינויים שמתרחשים בהם. ולא מדובר רק על ציפורים ויונקים אלא גם על זוחלים, חרקים, דגים, רכיכות, צמחים, פטריות ועוד ועוד – שכולם מנהלים יחסי גומלין מסובכים אלו עם אלו.

המסקנה העיקרית מהמחקר, אם כך, היא שהאבולוציה דרך ברירה טבעית תורמת למערכת המורכבת הזו הרבה יותר משחשבנו עד כה, ועלינו לקחת אותה בחשבון במודלים שלנו. "המחקר שלנו לבדו אינו מספיק בשביל להציג תחזיות", כתב בונט. "אך הוא מראה שלא ניתן להתעלם מהאבולוציה, אם אנחנו רוצים לחזות בצורה מדויקת את העתיד הקרוב של אוכלוסיות בעלי חיים".