מחקר חדש מראה שבתנאים מסוימים האבולוציה יכולה "לנוע לאחור", ותכונות מורכבות, כמו דרך ההתרבות של שרכים, עשויות להשתנות בחזרה למצב הפשוט יותר שממנו התפתחו
האם האבולוציה יכולה "ללכת אחורה?" ומה זה בעצם אומר?
התפיסה הרווחת של האבולוציה היא של תהליך שצועד קדימה, מהיצורים הפרימיטיביים ביותר לעבר בעלי חיים מורכבים יותר ויותר, כאשר בראש, כמובן, ניצב האדם – שאם אינו נזר הבריאה, לפחות יהיה "נזר האבולוציה", המפותח ביותר, המתקדם ביותר, הנקודה שאליה התהליך כולו שואף.
אלא שהאבולוציה לא באמת עובדת ככה. אין לה מטרה שהיא שואפת אליה, ואין לה כיוון מוגדר. הברירה הטבעית פועלת על יצורים חיים במקום ובזמן מסוימים, ומובילה לכך שעם הזמן יתפתחו באוכלוסייה תכונות שעוזרות לפרטים לשרוד ולהעמיד צאצאים. במקרה שלנו, זה כולל מוח גדול וידיים זריזות. במקרים אחרים התכונות שיתפתחו יכולות להיות נוצות שמאפשרות תעופה טובה יותר, ראייה חדה יותר, זימים יעילים יותר לסינון חמצן מהמים, ועוד ועוד.
לא קשה להבין למה אנחנו בכל זאת רואים באבולוציה כיווניות: החיים החלו כצורות פשוטות ביותר, תאים בודדים ללא חלוקה פנימית, והתפתחו לאורך מיליארדי שנים ליצורים ענקיים כמו הלווייתן הכחול, ולמבנים מתוחכמים ומשוכללים כמו עין הנץ. אומנם, יש גם דוגמאות של יצורים שנהיו מורכבים פחות במהלך האבולוציה, ושל תכונות או איברים שאבדו, כמו העיניים של דגי מערות. אך זוהי אינה ממש חזרה למצב קודם, אלא מעבר לצורה חדשה ושונה, גם אם במובנים מסוימים מורכבת פחות. האם תיתכן "חזרה לאחור" של ממש באבולוציה? כשתכונה פשוטה הופכת במהלך האבולוציה למורכבת ומתוחכמת יותר, האם תיתכן חזרה לאותה צורה פשוטה שאפיינה את הדורות הקודמים?
לפי כלל אבולוציוני שמכונה "חוק דולו" (Dollo's law), חזרה כזו למצב קודם היא בלתי אפשרית. אבל באבולוציה כמו באבולוציה, אין דבר כזה שאין דבר כזה, ובמהלך השנים התפרסמו מספר מאמרים שטענו כי אפשר "לשבור את חוק דולו". לאחרונה התפרסם מאמר שהראה שאפילו תכונה מסובכת כמו דרך ההתרבות של צמחים יכולה "לחזור לאחור" – בתנאים מסוימים.
מתברר שאפילו תכונה מסובכת כמו דרך ההתרבות של צמחים יכולה "לחזור לאחור". שרך ממין Onoclea sensibilis עם צברים של מנבגים בצורת חרוזים | מקור: H. Zell, Wikimedia
עלים לצרכים שונים
החוקרים התמקדו בשרכים – צמחים שאינם יוצרים זרעים, ולכן גם לא פרחים או פירות. הם מתרבים באמצעות נבגים זעירים, שארוזים באיבר מיוחד המכונה מנבג (sporangium). בחלק מהשרכים אותם עלים בדיוק משמשים גם ליצירת סוכרים דרך פוטוסינתזה, וגם לרבייה, בעזרת מנבגים שתלויים בצידם התחתון או בשוליהם. מכירים את הנקודות החומות הבולטות שמוצאים לפעמים על עלי השרכים? אלו הם המנבגים. לשרכים אלו אין עלים מיוחדים, שהשתנו והפכו לאיברי רבייה בלבד, כשהם זונחים את תפקידם כמבצעי פוטוסינתזה. זו הצורה הפשוטה יותר של רבייה בשרכים, שהייתה כנראה גם הראשונה להתפתח. השרכים שמתרבים בשיטה זו נקראים מונומורפיים (monomorphic), כלומר בעלי צורה אחת.
לעומתם, לשרכים דימורפיים (dimorphic, בעלי שתי צורות) יש עלים פוריים, שמוקדשים אך ורק למלאכת הרבייה, ועלים עקרים, שעושים פוטוסינתזה ולא מעורבים ברבייה. השיטה הזו התפתחה מאוחר יותר – אך האם שרך דימורפי יכול לחזור ולהפוך למונומורפי?
במחקר החדש מראים החוקרים שהתשובה לכך חיובית – כל עוד השרך לא עבר שינויים נוספים. הם בחנו את העץ האבולוציוני של שרכים מהמשפחה Blechnaceae, ומצאו כמה וכמה מקרים של שרכים מונומורפיים שאבותיהם היו דימורפיים, כלומר שושלות שבהן השרכים פיתחו עלים מיוחדים לרבייה, ואז חזרו למצב המקורי, שבו אותם עלים משמשים לרבייה ולפוטוסינתזה.
שרכים מתרבים באמצעות נבגים זעירים, שארוזים באיבר מיוחד המכונה מנבג. שרך עם שורות מנבגים על העלים | Catleeball, Wikimedia
"אין כיוון 'נכון' באבולוציה"
זה לא מקרי שהתופעה הזו התגלתה בשרכים דווקא. צמחים בעלי זרעים, אומרים החוקרים, היו מתקשים הרבה יותר לחזור לרבייה מונומורפית. זאת משום שהעלים שיוחדו לרבייה בצמחים אלו עברו עוד מספר שלבים של התאמות כדי ליצור את הזרע, והתאמות רבות נוספות נעשו בחלקים אחרים של הצמח. מערכות הרבייה המתוחכמות שאנחנו רואים כיום בעולם הצומח, שכוללות אצטרובלים, פרחים ופירות, נוצרו מהרבה שלבים של שינויים קטנים שנבנו אחד על גבי השני. מערכת כזו קשה הרבה יותר להחזיר למצב הקודם.
"יצורים חיים שהתפתחו באבולוציה לאורך נתיבים 'חד-סטריים' עלולים לא להיות גמישים מספיק בשביל להגיב ללחצים חדשים של הברירה הטבעית", כתב ג'ייקוב סויסה (Suissa), שהוביל את המחקר, באתר The Conversation. אורגניזמים כאלו לא יוכלו לחזור לאחור, גם כאשר תנאי הסביבה משתנים כך שהתכונה הפשוטה יותר של אבותיהם הייתה נותנת להם יתרון. לעומת זאת, "בשושלות כמו אלו של השרכים, מינים עדיין יכולים 'להתפתח לאחור', אפילו אחרי שיצרו איברים מתמחים".
המסר העיקרי של המחקר, אמר סויסה, הוא שלאבולוציה יש יותר מכיוון אחד. "אין כיוון 'נכון' באבולוציה, אין התקדמות לעבר מטרה. מסלולים אבולוציוניים הם יותר כמו רשתות מסובכות, עם ענפים שמתפצלים, ענפים אחרים שצומחים לאותו כיוון, ויש גם כאלו שחוזרים אחורה לכיוון שממנו הגיעו".
