לכבוד יום דארווין הבינלאומי - מהי תורת האבולוציה ואיך בעצם הכל התחיל?

פרופ' שי מאירי מבית הספר לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב מספר על תורת האבולוציה שהפכה את פני הביולוגיה והשפיעה רבות על המדע בכללותו

11 פברואר 2016

מחר, 12 בפברואר, מציינים ברחבי העולם את יום הולדתו של צ'רלס דארווין, "אבי תורת האבולוציה". תיאוריה ביולוגית זו גורסת כי התהליך בו המינים השונים התפתחו במשך מיליוני שנים מאב קדמון משותף אחד, הוא באמצעות הברירה הטבעית, והאבולוציה היא זו שגרמה להתפתחות כל צורות החיים הקיימות מצורות קדומות שהיו לפנים על פני כדור הארץ, החל מראשית החיים. תורת האבולוציה הפכה את פני הביולוגיה והשפיעה רבות על המדע בכללותו.

 

מסביב לעולם בחמש שנים

פרופ' שי מאירי מהחוג לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב מספר: צ'ארלס דארווין, שהיה בעל תואר ראשון טרי מאוניברסיטת קיימברידג' ונצר למשפחה משכילה ואמידה, יצא ב-27 בדצמבר 1831 למסע מסביב לעולם על גבי אוניית חיל הים המלכותי "ביגל" כאורח הקברניט, מתוך כוונה לערוך תצפיות מדעיות (הוא התמחה בזואולוגיה, בוטניקה וגיאולוגיה) על תופעות שונות שיקרו בדרכו. במשך חמש שנות המסע ביקר דארווין באיים האזוריים, בארגנטינה, חצה את מיצרי מגלן והפליג לגלפגוס, עבר בניו זילנד ובאוסטרליה, ושב לארצו אכול געגועים וסובל ממחלת ים באוקטובר 1836. דארווין נחשף לתופעות רבות במהלך מסעו - מאובנים של יונקי ענק שנכחדו, איים המורכבים מאלמוגים, הרי געש, צבים אדירים בגלפגוס וציפורי שיר בעלות אקולוגיה מגוונת, שכן באיי הגלפגוס לכל ציפור היתה התמחות (כיום נקרא לכך "גומחה") אקולוגית משלה. הוא חזר לביתו הסמוך ללונדון, נשא לאישה את בת דודתו, שבאה ממשפחה אמידה עוד יותר משלו, ומשוחרר מדאגות כלכליות פנה לעסוק במחקר עצמאי. הוא פרסם ספר על מסעה של ה"ביגל", חקר את היווצרותם של איי האלמוגים, את המיון של סרטנים ישיבים ועוד.

 

תולדה עם שינוי

לאט לאט החל לכרסם בדארווין ספק - האם כל המינים שראה במסעו, וכל מיני בעלי החיים והצמחים בכלל הם ישויות קבועות ולא משתנות? אוצר אוסף העופות במוזיאון הבריטי אליו הביא דארווין פוחלצים של הציפורים המגוונות שראה בגלפגוס, אמר לו, למשל, שכולן הן מינים של פרושים דרום-אמריקאים, או של ציפורים אמריקאיות בשם חקייניות (mockingbirds). מדוע, אם כל מין נברא במקום בו הוא חי ולא השתנה מאז, חשב דארווין, אין בגלפגוס ציפורים מטיפוסים וקבוצות שונות מאוד שימלאו את כל הפונקציות האקולוגיות, כמו אלה שקורה בבריטניה למשל? מדוע כולן קרובות משפחה זו של זו? ולמה כולן קרובות של מינים אמריקאים דווקא - היבשת הקרובה לגלפגוס? התשובה, שיער דארווין, היא שהמינים אינם סטטיים. פרוש או חקיינית שהגיעו בעבר לגלפגוס (מאמריקה – היבשת הקרובה ביותר) הם אלה שצאצאיהם השתנו והחלו להיבדל אלה מאלה על מנת למלא את שלל האפשרויות שהאיים הריקים של הגלפגוס הציעו לציפורים להתפרנס מהן. הייתה אבולוציה (דארווין קרא לה "תולדה עם שינוי" – descent with modification”").

 

מה בין כלכלה, חקלאות ואבולוציה?

כאן הושפע דארווין מכתביו של הכלכלן מאלתוס, שהציע שאוכלוסיית האדם גדלה בטור גיאומטרי (בכפולות) בעוד כמות המזון גדלה רק בטור חשבוני (בתוספת קבועה). אם כך הוא הדבר גם בטבע, שיער דארווין, מהר מאוד יגיע מצב בו לא לכל הצאצאים של מין מסויים של בעל חיים או צמח יהיו די משאבים כדי להתקיים. משמע שעל רוב הצאצאים נגזר למות לפני שיגיעו לבגרות. כאן עשה דארווין עוד פריצת דרך: הוא הבין שבעוד צאצאים של אותו זוג הורים דומים זה לזה, בכל זאת יש ביניהם הבדלים. אולי, הוא שיער, ההבדלים הללו הם שיקבעו מי יחיה ויתרבה ומי ימות? אם התמותה אינה אקראית אלא תלויה בתכונות הפרטים, אולי אלה שצבעם דומה יותר לשל הסביבה יוכלו להסתתר טוב יותר מטורפים? אולי הפרטים הקטנים צורכים מזון מועט יותר ולכן ייטיבו לשרוד במקומות בהם המשאבים מצומצמים וכדומה? והרי כך פועלים גם חקלאים, ידע דארווין. הם בוחרים בתכונה מסויימת (נאמר יבול, או עמידות למחלות, או עונת הבשלה) וישתמשו רק בצמחים שתכונותיהם הן הטובות ביותר כדי שיעמידו את הדור הבא של הגידול החקלאי. אם כאן יש ברירה מלאכותית, הוא חשב, הרי בטבע מתרחשת "ברירה טבעית" (natural selection), וזה המנגנון שמניע את גלגלי האבולוציה.

 

ההסבר החסר

דארווין  המשיך לחשוב על כך, לאסוף נתונים ולבצע ניסויים בביתו, לפרסם פרסומים מדעיים בנושאים אחרים, ולא גילה את פרטי התיאוריה שלו אלא לחוג מכריו המדעיים המצומצם ביותר. ואז, כמה שנים לאחר מכן, דבר מדהים קרה, אומר פרופ' מאירי, לא רבים מכירים את הסיפור הבא: אלפרד ראסל וואלאס היה אדם צעיר וחסר השכלה אוניברסיטאית שהתפרנס (מה שדארווין, ואולי רוב המדענים הוויקטוריאנים לא נאלצו לעשות מעולם) מכך שביקר בארצות אקזוטיות (בדרום אמריקה ודרום-מזרח אסיה), אסף שם בעלי חיים ומכר אותם לאספנים פרטיים ולמוזיאונים לטבע באירופה. וואלאס שאף להיות מדען, אך חסר את האמצעים לכך. יתרה מזו, הוא שאף לגלות את מוצא המינים. לדידו האבולוציה הייתה עובדה. רק ההסבר חסר. "כל מין התפתח" כך כתב במאמר משנת 1855 "סמוך בזמן ובמרחב למין קיים קרוב". אך למה? גם וואלאס קרא את מלתוס, ולבסוף ב-1858, הגיע לפתרון - בדיוק הפתרון שהגיע אליו דארווין למעלה מעשר שנים קודם לכך. איתרא מזלו של וואלאס והוא בחר לבשר על כך דווקא לדארווין. הוא כתב מאמר קצר (ומודרני להפליא, כאילו נלקח מהקדמה לספר לימוד אבולוציה בן ימינו), ושלח אותו (באותו זמן שהה וואלאס באינדונזיה דהיום) לדארווין: "היואיל המדען החשוב לקרוא את מאמרו ולחוות עליו דעה, ואם הוא נראה לו מעניין דיו, לשלוח אותו לפרסום בעיתונות המדעית?"

 

דארווין נחפז להכין תקציר של התיאוריה שלו, ושלח אותו, יחד עם מאמרו של וואלאס, לפרסום במקביל. שני המכתבים הוקראו על ידי ידידיו של דארווין בפגישה של החברה הלינאנית ביולי 1858. האבולוציה בדרך של ברירה טבעית באה לעולם. שנה לאחר מכן הרחיב דארווין את היריעה ופרסם את ספרו העיקרי "מוצא המינים" (וואלאס? הוא המשיך לאסוף, לחקור, ייסד את מדע הביוגיאוגרפיה, ולספר האבולוציה הגדול שפרסם כמה שנים מאוחר יותר קרא "דארוויניזם".  פלא ששכחו אותו?)

 

מאז ועד היום - אבולוציית המחקר

תורת האבולוציה של דארווין וואלאס היא התיאוריה שלנו לגבי היווצרות והתפתחות עולם החי במאה ה-21. תגליות בגנטיקה (שדארווין וואלאס לא הכירו), ביוכימיה, אקולוגיה, ביוגיאוגרפיה ולמעשה כל תחום של מדעי החיים, ראיות ההתפתחות נגיף האיידס, זני חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה או זני חרקים עמידים לחומרי הדברה, מאשרות את תורת האבולוציה יום-יום. אין לנו תיאוריה שיכולה להסביר, באלגנטיות כה רבה ובצורה כה מוצלחת, ולו שבריר זעיר של התופעות שמסבירה תורתם של וואלאס ודארווין, וכפי שהיא מובנת לאור הידע הגנטי והביולוגי בכלל במאה ה-21. חקר האבולוציה – ברירה טבעית וברירה זוויגית (תכונות הנבחרות לא כי הן מסייעות לשרידות אלא לרבייה, או במילים אחריות מה שבני/בנות הזוויג השני מוצאים/מוצאות "סקסי" בבנות או בני זוגם), קשר בין תכונות בעלי חיים לאקלים, קשר בין צורה ופונקציה, בין קרבה אבולוציונית לבין התפתחות עוברית, מירוצי חימוש בין טפילים לפונדקאיהם - ואלה רק חלק קטן ממגוון התחומים של מחקר האבולוציה המודרני באוניברסיטת תל אביב.

 

אוניברסיטת תל-אביב, רחוב חיים לבנון 30, 6997801.
UI/UX Basch_Interactive