מעט חינוך אבולוציוני: תשתנה בשבילי (חלק ב')

תוכן העניינים של סדרה זאת נמצא במאמר המבוא שלה.

מסיבות ששמורות איתם, בריאתנים מחשיבים טיעונים נגד מאובנים כיהלום שבכתר של הטיעונים נגד תיאוריית האבולוציה. כהניסט-קומנדו לא שונה מהם. לכן, בפוסט הקודם הסברתי מהו מאובן, איך הוא נוצר ומה המגבלות העיקריות על חקר ההיסטוריה של החיים באמצעות מאובנים. אולי אחזור אליהם בעתיד, אבל היום אני משנה מעט כיוון ומנסה לענות על שאלה שבריאתנים, גם כהניסט-קומנדו, אוהבים לתת עליה את התשובה הלא נכונה. סוף סוף אכנס לתיאוריית האבולוציה עצמה ואשאל: האם תיאוריית האבולוציה קובעת ששינוי אבולוציוני בהכרח יקרה?

כדי להבין התשובה היטב יש להבין מה היא אבולוציה. ברמה הגנטית אבולוציה מוגדרת כשינוי בתפוצה של אללים לאורך הדורות. לאלו שלא לקחו ביולוגיה בתיכון, אלל הוא גרסה של גן. לגן אחד יכולים להיות מספר עצום של אללים, כולם שונים אחד מהשני ב"אות" אחת או יותר. כהמחשה למושג שינוי אבולוציוני, דמיינו שקיימים שני אללים של אותו גן, האחד נקרא דוד והשני שמעון. בדור אחד ל-50 אחוז מהפרטים של מין מסוים יש את אלל דוד ול-50 אחוז האחרים יש את אלל שמעון. לאחר שמספר דורות עברו, תפוצת האללים נספרה שוב ונמצא של-70 אחוז מהפרטים יש את אלל דוד ורק ל-30 אחוז יש את אלל שמעון. הדוגמא הזאת עונה במדויק על ההגדרה לאבולוציה שנתתי לעיל. מקרים כאלו נצפו בטבע למכביר.

זאת לא ההגדרה היחידה לאבולוציה. אבולוציה במובן היותר פשטני של "שינוי צורה לאורך הדורות" היא גם תופעה שנצפתה בטבע, גם במאובנים וגם ביצורים שחיים בימינו. ההגדרות חופפות. שינוי בתפוצת אללים לאורך הדורות יכול להוביל לשינוי צורה לאורך הדורות. שינוי צורה לאורך הדורות נובע, בסופו של דבר, משינוי בתפוצה של אללים. שתי ההגדרות שימושיות. הגדרת האבולוציה לפי "צורה" נפוצה יותר במחקר מאובנים, משום שמידע גנטי מאובן מאד נדיר. במחקר אבולוציוני של מינים שחיים היום השימוש בהגדרה לפי "אללים" נפוץ יותר.

בשתי הפסקאות הקודמות עשיתי שני דברים שיש לשים לב אליהם. ראשית, השתמשתי במילה "אבולוציה" הרבה, אבל לא הזכרתי את הביטוי "תיאוריית האבולוציה" או הטייה אחרת שלו. למרות שמשתמשים בהם לעתים קרובות כשמות נרדפים לאותו דבר, הן לא. תיאוריית האבולוציה מהווה הסבר לתופעה של אבולוציה כפי שהיא הוגדרה לעיל. לשם הדיוק, זה בדיוק השימוש שאני עושה בביטויים הללו כאן. שנית, וזה חשוב מאד, התנסחתי מאד בזהירות בפסקה הקודמת, כשאמרתי:

"שינוי בתפוצת אללים לאורך הדורות יכול להוביל לשינוי צורה לאורך הדורות. שינוי צורה לאורך הדורות נובע, בסופו של דבר, משינוי בתפוצה של אללים."

הקשר בין שינוי בתפוצת האללים לשינוי צורה הוא רק קשר אפשרי. שינוי בתפוצת אללים לאורך הדורות יכול להוביל לשינוי צורה לאורך הדורות, אבל גם יכול לא לעשות זאת. לעומת זאת, שינוי צורה לאורך הדורות בהכרח נובע משינוי בתפוצה של אללים לאורך הדורות. למה זה נכון?

כדי להבין זאת, יש להבהיר איך נוצרים אללים. מוטציות, שינויים אקראיים ברצף ה-DNA של אלל קיים של גן, מסוגלות ליצור אלל חדש. דוגמאות למוטציות הן הוספה של "אות" אחת או יותר, הסרה של "אות" אחת או יותר והחלפת "אות" אחת באחרת. יש עוד סוגים רבים, אבל אלו לדעתי מספיקים כדוגמאות מייצגות. חשוב לזכור שלמוטציה יש חשיבות אבולוציונית רק אם היא עוברת בתורשה. לכל תא יש מנגנונים שמיועדים לתקן DNA, והם יכולים לתקן מוטציות. אם מוטציה מתוקנת, היא לא רלוונטית לדיון באבולוציה, משום שהיא לא תעבור בתורשה. לכן, לצרכי דיון באבולוציה, נגדיר אלל חדש כשאלל שנוצר כשהתרחשה מוטציה ברת-הורשה באלל קיים. בכלליות, מנגנוני שכפול ותיקון ה-DNA בתאים מאד אמינים, אבל לא מושלמים. לכן, מוטציות עדיין קורות, אך בכמות קטנה מאד.

מוטציות, כשהן כבר נוצרות, לא נולדות שוות. חלקן מכונות מוטציות ניטרליות כי הן לא משנות דבר באורגניזם. מוטציות אחרות משנות את הפיזיולוגיה של האורגניזם בצורה כלשהי בלפחות אחד משלבי חייו. חלקן מיטיבות איתו ועל ידי כך מעלות במידה כלשהי את ההסתברות שהוא יביא צאצאים. אחרות מזיקות לו ועל ידי כך מורידות במידה כלשהי את ההסתברות שהוא יביא צאצאים. התוצאה הסופית של תהליך המוטציה היא שבקרב אוכלוסייה של פרטים מאותו מין יהיה קיים מגוון של אללים, חלקם מיטיבים, חלקם מזיקים וחלקם ניטרליים.

עכשיו נכנסת תיאוריית הברירה הטבעית לתמונה. למרות שלעתים היא מתוארת במונחים מאנישים, אני אשתדל להימנע מזה. דמיינו אוכלוסייה היפותטית של חדי-קרן, שכל הגנום שלה מורכב מגן אחד בלבד. חדי-הקרן האלו גרים באותו יער שממוקם סמוך לואלהלה (Valhalla), גן העדן הנורדי. קסום. לחצי מהפרטים באוכלוסייה הזאת יש אלל מזיק בשם שמעון שמקשה עליהם להתמודד עם התנאים בהם הם חיים. לחצי השני יש אלל מיטיב בשם דוד שדווקא מקל עליהם. על פי תיאוריית הברירה הטבעית, חד-קרן שזכה להיות בעליו המאושרים של דוד, ינטה להביא יותר צאצאים לעולם מהביש גדא ששמעון שוכן בתאיו. בסופו של דבר, כשנסתכל על מה שקרה לאוכלוסיית חדי-הקרן לאורך הדורות, נגלה שה"דוד-ניקים" הביאו יותר צאצאים מה"שמעונים", כך שבסופו של דבר יתקבל שינוי בתפוצה של כל אלל. מנקודת התחלה בה שמעון ודוד נמצאים בתפוצה של 50 אחוז כל אחד, דוד הפך לאלל נפוץ יותר.

בדוגמא ההיפותטית הזאת, התפקיד היחיד של הברירה הטבעית הוא, ובכן, ברירה – בחירה בין מספר אפשרויות. היא לא יוצרת אללים שונים, אלא רק "משחקת" בתפוצה של אללים קיימים. אפילו חשוב מזה, היא משנה את התפוצה של אללים מיטיבים או מזיקים בלבד, כי אללים ניטרליים לא קיימים בכלל. בטבע, הברירה הטבעית פועלת בדרך כלל לא על אלל בודד, אלא על קבוצה של אללים שקשורים אחד לשני בדרך כלשהי. אם אחד האללים עבר מוטציה שהפכה אותו למיטיב יותר מהאלל הרגיל, כל קבוצת האללים שהוא חבר בה תהנה מזה. אם בין חברה הקבוצה הזאת נמצא גם אלל ניטרלי, התפוצה שלו באוכלוסייה תגדל בגלל השפעת הברירה הטבעית. תפוצתו תרד, אם אחד האללים בקבוצה הפך לאלל שלילי.

אחרי כל זה אנחנו מוכנים לענות על השאלה: האם תיאוריית האבולוציה קובעת ששינוי אבולוציוני בהכרח יקרה? ובכן, בהינתן שמוטציות יצרו אללים שונים, התשובה היא כן. עם זאת, התשובה מותנית בכך שאללים שונים של אותו גן נוצרו על ידי מוטציות. כשמחשבים את קצב היווצרות המוטציות הממוצע במינים שחיים היום, בכמעט כל דור יש מוטציות כלשהן. לכן, מובטח לנו שיהיה מגוון גנטי כלשהו. לא מובטח לנו שיקרו דווקא מוטציות מיטיבות, לדוגמא.

הטענה הזאת לא מפתיעה כשמסתכלים על ההיסטוריה של החיים. הרוב המוחלט של המינים השונים של בעלי החוליות שחיו על כדור הארץ כבר לא איתנו עוד. בחלק גדול מהמקרים, אם לא בכולם, הסביבה בה המין החי השתנתה. בתנאי החיים החדשים, האללים הקיימים הורידו את ההסתברות שהפרט יביא צאצאים. לפני שמוטציות אקראיות יצרו אלל שהתאים את האורגניזם לתנאי הסביבה החדשים שלו, כל הפרטים כבר היו מתים. אם מוטציות שמאפשרות להם להתמודד עם תנאי הסביבה שלהם היו קורות, המינים הללו לא היו נכחדים.

בנוסף, סביר מאד שחלק גדול מהמינים האלו נכחדו למרות שקרו בהן מוטציות. המוטציות שנוצרו היו ניטרליות או אפילו מזיקות – בדיוק סוג המוטציות שלא יעזרו להם להתגבר על תנאי הסביבה החדשים שלהם. התפוצה של אלל ניטרלי לדוגמא יכולה להשתנות לאורך הדורות. במילים אחרת, המין עדיין עובר אבולוציה, למרות שהוא לא עובר התאמה לתנאי הסביבה. זה מסביר למה אמרתי:

"שינוי בתפוצת אללים לאורך הדורות יכול להוביל לשינוי צורה לאורך הדורות. שינוי צורה לאורך הדורות נובע, בסופו של דבר, משינוי בתפוצה של אללים."

ומה כהנא אומר?

בפרק הקודם של "כהניסט-קומנדו מראה לנו שהוא לא מבין ביולוגיה אבולוציונית" ראינו שהבחור לא ממש יודע הרבה על מאובנים, מה הם אומרים ומה הם לא. עם זאת, מהשיקולים שתוארו במאמר שלי, בלי צורך להסתכל במקורות חיצוניים, ניתן לפסול שטות אחרת שהוא אמר:

"אתם לא יכולים לצפות מאיתנו להסכים עם משאלת הלב הזו שב16 מליון שנים לא היו נוצרים מוטציות מועילות מספיק כדי ליצור תכונות שהיו מתאימות את העמלץ הלבן עוד יותר לסביבתו מאשר כרגע."

כפי שטענתי כבר בחלק א', אנחנו לא באמת יכולים לדעת אם העמלץ הלבן באמת עבר או לא עבר התאמה לסביבתו. אנחנו כן יכולים לדעת שהציפיה של כהניסט-קומנדו שכל אורגניזם יעבור שיפור לסביבתו שגויה. כזכור, היצירה של אללים היא תהליך אקראי. תיאוריית האבולוציה לא קובעת שחייבות לקרות מוטציות שיצרו אללים מיטיבים. היא טוענת שאם מוטציות כאלו קרו, תפוצתם באוכלוסייה תעלה לאורך הדורות תודות לברירה הטבעית. ברור מיד שהטיעון של כהניסט-קומנדו הוא לא יותר מטיעון מחוסר אמונה אישית. הוא לא מאמין שזה יכול לקרות, לכן זה לא קרה. לצערו, אורגניזמים לא משתנים בשבילו.

כנראה במאמר הבא (אבל מי יודע?): קצת הרבה על סטיבן ג'יי גולד (Gould).