משך: 20 דקות

תקציר: היכרות עם המושג ברירה טבעית ועם לחצי סביבה (בעיקר טריפה והימנעות מטריפה) שמניעים את תהליך הברירה הטבעית.

עץ פילוגנטי – פתיחה

אנחנו בכניסה לתערוכה – חרקים וקרובים. זו התערוכה היחידה שמתייחסת לקבוצה אחת של בעלי חיים. למה הם זכו? כי הם הקבוצה הגדולה ביותר בטבע מבחינת מספר המינים.

העץ שמוצג כאן הוא העץ האבולוציוני שלהם. עץ אבולוציוני הוא עץ שמציג את היחסים בין יצורים חיים – את הקשרים ה"משפחתיים" ביניהם: מי קרוב יותר למי, ומי הם המינים הקדומים (האבות הקדומים) שמהם התפתחו.

מה בולט מאוד כשמסתכלים על העץ האבולוציוני? יש המון מינים מגוונים ושונים זה מזה. אבל יש גם דמיון ביניהם – כולם קטנים יחסית, במקום שלד פנימי יש להם שלד חיצוני, וכן רגליים רבות. לקבוצה של המינים שיש את התכונות האלו (ותכונות נוספות) אנחנו קוראים פרוקי רגליים. למה? כי רגליהם פרוקות. את מי אתם מזהים בפרוקי הרגליים? פרפרים, סרטנים, עקרבים...

בואו נתבונן רגע על העץ כולו: יש בו קבוצות, ולכל קבוצה מאפיינים משלה. לכל קבוצה כזו אפשר למצוא בהיסטוריה שלה איזשהו יצור שממנו התפצלו והתפתחו כל המינים הללו - אב קדמון משותף. יש אב קדמון משותף לכל הפרפרים, שממנו הם ירשו למשל את הכנפיים עם הקשקשים. אם נחזור עוד אחורה בזמן נגלה אב קדמון שמשותף לכל הפרפרים אבל גם לכל החרקים האחרים – והוא שהוריש לכל החרקים 6 רגליים. ואפשר לחזור עוד אחורה בזמן, ליצור שהיה האב הקדמון המשותף לכל פרוקי הרגליים – העכבישים, הסרטנים, החרקים, הטרילוביטים... הוא הוריש לכולם שלד חיצוני קשיח, הרבה רגליים פרוקות ועוד כמה תכונות חשובות. האבות הקדמונים הללו כבר נכחדו, אך אפשר למצוא את חלקם במאובנים.

מי מכיר את בעל החיים הזה (טרילוביט)? זהו מאובן של טרילוביט. טרילוביטים הם קבוצה קדומה של פרוקי רגליים ששלטו באוקיינוסים ביד רמה במשך מיליוני שנים עד שנכחדו... מאובן הטרילוביט מלמד אותנו שבעלי חיים לא רק קיימים – הם גם נעלמים! כשחוקרים מאובנים בשכבות הסלע מגלים לא רק שמינים נעלמים, אלא שמינים גם מופיעים, או נכון יותר לומר - מתפתחים. כלומר, אפשר לראות שלפעמים המינים החדשים דומים למינים שחיו לפניהם. תהליך יצירת המינים הוא תהליך הדרגתי של השתנות השכיחות של תכונות מסוימות באוכלוסייה, ולא יצירה יש מאין של תוצר שלם ומושלם. לדוגמה, אנחנו יכולים לראות שבמהלך דורות מופיעים יותר ויותר פרטים עם רגליים קצרות. כנראה שבתנאי הסביבה שהמין חי קיים יתרון לפרטים שיש להם רגליים קצרות ולכן הם מצליחים להתרבות טוב יותר וכך יש יותר צאצאים בדור הבא עם רגליים קצרות. באופן הזה של תורשה וברירה טבעית תכונה של רגליים קצרות הופכת להיות שכיחה יותר באוכלוסייה מסוימת. בשלב מסוים, כשפרט מהאוכלוסייה הזו יפגוש פרט עם רגליים ארוכות מאוכלוסייה אחרת והם לא יתרבו זה עם זה, נוכל להגדיר אותם כשני מינים שונים. 

מה התכונה החיצונית הבולטת ביותר שמשותפת לכל פרוקי הרגליים? שלד חיצוני. פרוקי רגליים מגיעים בצורות מוזרות ביותר אבל לכולם תכונה אחת משותפת  שהם ירשו מהאב הקדמון שלהם: שלד חיצוני קשיח. השלד החיצוני עשוי כיטין (פולימר של סוכרים). היתרון של השלד החיצוני הוא שהוא מגן על בעל החיים מפני הסביבה.

אבל שלד חיצוני גם מגביל. במה?

  • הוא מגביל את הגודל, כי אי אפשר להסתובב עם שריון כבד מדי יחסית לנפח; לכן פרוקי הרגליים הם בעלי חיים קטנים יחסית.
  • כשבעל החיים גדל השריון הופך קטן מדי וצריך להחליף למידה גדולה יותר. לכן פרוקי הרגליים מתנשלים (לעיתים יש תיקנים נושפים שהתנשלו, הם לבנים או בהירים מאד- כדאי להראות אותם). הבעיה שללא השריון החיצוני, הפרט לאחר ההתנשלות מאד פגיע, כי אין לו את המעטה המגן.

בואו נכנס לתערוכה.

מה נראה לך? (מוצג המגוון)

ראשית – שימו לב איזה מגוון מדהים התפתח בחרקים במהלך האבולוציה.

נצביע על פרטים שונים מאותו מין (למשל: נחושתיות, אנוקסיות...): גם בתוך כל מין אפשר למצוא שונות גדולה –השונות קיימת בין אוכלוסיות ובתוך כל אוכלוסייה. כל פרט הוא שונה מהאחר. לכן, לכל פרט סיכויים שונים להעמיד צאצאים ולהעביר את התכונות שלו לדורות הבאים. גם אצלנו יש שונות - באוכלוסיות של האדם יש שונות מדהימה -  צבע השיער וצורת השיער, צבע העיניים, צורת תנוכי האוזניים וסוג הדם שלנו.

כיצד נוצרת השונות התורשתית בין הפרטים? בתהליך הרבייה מתערבבים ה-DNA של הזכר עם זה של הנקבה והצאצא שמתקבל מעט שונה מהוריו, כי מעורבות בו התכונות של שניהם. בנוסף, מתרחשות מוטציות – שינויים אקראיים ב-DNA. אם המוטציות מתרחשות בתאי המין, נוצרות לנו תכונות תורשתיות חדשות שמעשירות את המגוון של התכונות באוכלוסייה.

אז מה גורם לתכונות מסוימות להפוך להיות שכיחות יותר באוכלוסייה ולאחרות להיעלם? התשובה היא - כמה הם מוצלחים ברבייה. אם ההורים יהיו מותאמים לסביבה ויצליחו לשרוד ולהתרבות, הם יעבירו את התכונות שלהם הלאה. אם לא – הם לא יעמידו צאצאים ולא יורישו את התכונות שלהם... לאורך דורות יצטברו באוכלוסייה שינויים שיגרמו לשינוי של שכיחות התכונות באוכלוסייה, לדוגמה יתמעטו הגבוהים ויתרבו הנמוכים. עד שגבוהים ייעלמו או שנמוכים וגבוהים יהיו כל כך שונים שהם לא יצליחו להתרבות אחד עם השני. כשהשינוי מספיק גדול נוצר לנו בעצם מין חדש.

חשוב להבין: השינויים בתכונות הם תמיד אקראיים – הן מוטציות שנוצרות באקראי. אבל, ההישרדות של התכונות בדורות הבאים תלויה בכך שהן יועילו לרבייה של מי שנושא אותן – יעלו את סיכוייו להעביר את תכונותיו לדורות הבאים! בתערוכה הזו, בכל המוזיאון ובכל עולם החי אפשר לראות את הפרטים המותאמים לסביבתם, תוצרי הברירה הטבעית...

בואו נראה כמה דוגמאות מרהיבות להתאמות שהתפתחו במהלך האבולוציה.

תצוגת בעלי חיים מוסווים

במינים רבים של בעלי חיים הצורה והצבע משתלבים לגמרי בסביבה כך שהם מוסווים לגמרי מטורפים. איך זה קורה? אם תכונה תורשתית מקנה הסוואה בסביבה, הנושאים אותה פחות יטרפו. אם תשתנה הסביבה – יכול להיות שאלו שהיו קודם מוסווים יהיו עכשיו גלויים וחשופים יותר לטריפה. 

תצוגת יכולות גדולות

והנה עוד תכונה שכל פרוקי הרגליים ירשו מהאב הקדמון המשותף שלהם, ושמם מרמז עליה: רגליים פרוקות. לכל פרוקי הרגליים יש הרבה (לפחות 6) רגליים. למרות שהן עטויות שלד חיצוני קשיח, מבנה הפרקים של הרגליים מאפשר תנועה וגמישות. אגב – למי עוד יש רגליים פרוקות? לנו ולכל החולייתנים היבשתיים. הרגליים הרבות הללו הן גם פתח להמון שונות – במהלך האבולוציה רגליים שונות התפתחו לכיוונים שונים ואפשרו יכולות שונות.

נציג את רגלי החפירה של הערצב, רגלי הקפיצה של החגבים ושאר הרגליים שמוצגות.

תצוגת רבייה

כפי שכבר ראינו, הסוד באבולוציה הוא לשרוד ולהתרבות! תכונות שמעלות את הסיכוי שלנו לשרוד או להתרבות – יעברו הלאה לדורות הבאים. והתכונות שמעלות את סיכויי הרבייה של יצורים הן שונות ומשונות.

אילית סורית: כאשר שני זכרים נפגשים בקרבת נקבה, התחרות ביניהם דורשת הכרעה, וזו נקבעת מיד כאשר הזכר הקטן בין השניים מוותר ועוזב. במקרה שבו היריבים שקולים בגודלם, הם נאבקים זה בזה. המאבק מתרחש על עץ, וחוקי המשחק פשוטים: כל אחד מהזכרים מנסה להגיע לאחיזה טובה של יריבו. ברגע שהצליח, הוא מרים את יריבו עד שרגליו מאבדות את האחיזה בעץ ואז הוא מושלך מטה. בשל משקלו הקל ושריונו הקשה, הזכר המובס, הנופל ופוגע בקרקע, אינו נפגע.  הוא פורש מיד את כנפיו ומנסה את מזלו במקום אחר.

קופצן טווסי: בעונת הרבייה, הקופצן הטווסי רוקד ריקוד ראווה ומנענע את רגליו וגבו הססגוני. כך הוא מרשים נקבות. הזכר המחזר, המבליט עצמו לעיני הנקבות, בולט גם לעיני הטורפים שלו וכך  מסתכן בטריפה.

זבוב דיופסיד: אצל זבובים אלו, במקום קרבות עזים, הזכרים פשוט משווים למי יש יותר גדול. זאת אומרת, למי יש רווח גדול יותר בין העיניים. העיניים שלהם ממוקמות בקצות מחושים ארוכים, והזבוב בעל המרווח הגדול ביותר יזכה להזדווג.

עקרון ההכבדה: בכל השיטות הללו, הזכרים משקיעים המון אנרגיה, ונראה שזה אפילו עלול לפגוע בשרידות שלהם: חשבו על זבוב שמסתובב לו עם עיניים תלויות לצדדים – מקשה על הראייה וחושף את העיניים לפגיעה. או חשבו על זכר האילית או הקופצן: כמה אנרגיה הם משקיעים באיברים הללו, לא חבל?! חוקרים התחבטו בשאלה הזו במשך שנים רבות, ונראה היה שהתופעה הזו סותרת לכאורה את תיאוריית הברירה הטבעית... מי שהציע לבסוף פתרון היה חוקר ישראלי בשם אמוץ זהבי, שחקר במשך עשרות שנים ציפורים אפורות וחביבות בערבה (זנבנים). אמוץ הבין שחייב להיות איזשהו יתרון לתכונות הללו, שהוא קרא להן "מכבידות", וזה בדיוק היתרון שלהן: ההכבדה. מי שמכביד על עצמו בקרניים כבדות, זנב מהודר וכו' מעביר מסר חשוב לנקבה: אני מסוגל לעמוד בהכבדה הזו ובכל זאת לשרוד, לכן אני כנראה מוצלח וכדאי להזדווג איתי, כי הצאצאים שלי יהיו מוצלחים.

עץ פילוגנטי

עץ פילוגנטי

מה נראה לך?

מה נראה לך?

אילית סורית

אילית סורית

זבוב דיופסיד

זבוב דיופסיד