אבולוציה של "כוחות על"

הגורמים הסביבתיים המשפיעים על יכולתו של בעל חיים לשרוד ולהתרבות ממלאים תפקיד מרכזי בהתפתחות האבולוציונית. בתיאוריית האבולוציה, שפרסם צ'ארלס דרווין לפני כ-165 שנים, נקראים הגורמים הסביבתיים האלו "לחצי ברירה טבעית". המשאבים בטבע, כמו מזון, טריטוריה ובני זוג, הם מוגבלים, מה שמוביל לתחרות. ואיך "מנצחים" בתחרות הזו? דרך מגוון פתרונות שונים, שחלקם הביאו להתפתחותן של תכונות יוצאות דופן, אשר מסייעות לבעלי החיים לשרוד ולשגשג בבתי הגידול שלהם. בכתבה זו בחרנו להתבונן בשלושה "גיבורי על" כאלה.

הברדלס הוא בעל החיים היבשתי המהיר ביותר בעולם, והוא חי בערבות אסיה ואפריקה, לצד טורפים גדולים אחרים ממשפחת החתוליים, כמו נמרים ואריות. בעוד שאלה האחרונים התפתחו לציידים מתוחכמים המתמחים במארב לטרף, אצל הברדלס התפתחו תכונות המותאמות לשיטת ציד אחרת – מרדף. מבנה גופו מותאם לתנועה מהירה: רגליו שריריות וארוכות, עמוד השדרה שלו גמיש, ליבו וריאותיו גדולים וטפריו חשופים. בניגוד לחתוליים האחרים, טפריו של הברדלס לא מתכנסים, מה שמאפשר לו אחיזה טובה מאוד בקרקע. רגליו הארוכות מאפשרות לו צעדים גדולים, ובשילוב עם שרירים מפותחים ולב וריאות גדולים יחסית, הוא מסוגל לפרוץ בריצה פתאומית וכך לתפוס טרף שאחרים אולי לא ישיגו.

ל"מהירות העל" הזו יש גם מחיר. הציפורניים השלופות, שמסייעות באחיזת הקרקע, נשחקות מהר יחסית, ולכן אינן יעילות לצרכים אחרים, כמו למשל לתקיפה. מבנה גופו האתלטי יעיל בהשגת הטרף, אך אינו מאפשר לברדלס להתמודד עם טורפים חזקים, שעלולים לגנוב ממנו את טרפו. החוקרים משערים כי התחרות על המזון היא שהביאה להתפתחות יכולת הריצה המהירה של האב הקדמון של הברדלס. פרטים שהיו מהירים יותר אכלו יותר והצליחו לשרוד ולהעמיד צאצאים, אשר ירשו את התכונות האלו. כך, עם הדורות, מהירות הפכה לתכונה נפוצה באוכלוסיית הברדלסים.

לאווז ההודי (המכונה גם אווז מפוספס-ראש) יכולת תעופה מרשימה: הוא מסוגל להגיע לגובה של אלפי מטרים במהלך נדידתו השנתית מעל הרי ההימלאיה, רכס ההרים הגבוה ביותר בעולם. איך הוא עושה את זה? הודות להתאמות לטיסה בגובה רב, שהתפתחו לאורך הדורות. האוויר בפסגות ההרים הוא דליל יחסית, ומשמעות הדבר היא שיש בו פחות חמצן זמין וכן שנדרשת השקעה רבה יותר אנרגיה בנפנוף הכנפיים כדי לייצר כוח עילוי. אווז שיעילותו בניצול החמצן ובהובלתו לשרירים גבוהה יהיה בעל יתרון אבולוציוני, ישרוד יותר ויעמיד צאצאים רבים יותר.

מוטציה בהמוגלובין שבדם, אותה מולקולה שאחראית לקשירת החמצן מהאוויר, אפשרה את השינוי. אווזים שנולדו עם המוטציה הזו הצליחו לקשור את החמצן טוב יותר (בזיקה גבוהה יותר) מאשר אלו ללא המוטציה. בנוסף, למין זה של אווזים יש יותר נימים בלב, מה שמסייע בהעברת החמצן לשרירים. ואם כל זה לא מספיק, גם המבנה הפנימי של תאי שרירי התעופה של האווז ההודי מותאם לניצול מהיר ויעיל של החמצן.

בעולם התחרותי של בעלי החיים, ההתאמות המיוחדות של האווז ההודי לניצול חמצן בסביבה דלת חמצן ושרירי הטיסה היעילים שלו סייעו להישרדותו ולהצלחתו. תכונות אלו היוו יתרון תחרותי ואפשרו לאוז ההודי להצליח בתנאים שבהם עופות אחרים מתקשים לשרוד.

אחד מבעלי החיים שיכול להיות מועמד לתואר "אלוף ההישרדות" הוא התיקן, או ה"ג'וק" כמו שרובנו יקראו לו. אומרים על תיקנים שהם ישרדו מלחמה גרעינית, מה שכבר הוכח כלא נכון, אבל אין ספק שלחרקים הללו יש יכולת שרידות מדהימה. כל מי שניסה להדביר תיקנים גילה כי הם מפתחים עמידות לחומרי ההדברה עם הזמן. על היכולת להסתגל במהירות לתנאים משתנים אחראים, בין היתר, קצב הרבייה הגבוה שלהם וזמן דור קצר. נקבת התיקן יכולה להטיל עד כ-300 ביצים בשנה, תלוי במין התיקן. בחלק מהמינים, למשל אצל התיקן הגרמני, הצאצאים מתבגרים תוך כ-60 יום, ואז יכולים לייצר בעצמם דור צאצאים נוסף. קצב ההתרבות המהיר מביא לברירה טבעית מהירה. התיקנים הבודדים שיצליחו לשרוד את חומר ההדברה בשל שוני קל בתכונותיהם, יעבירו את התכונות האלו הלאה להמוני צאצאיהם, שיעבירו אותן במהירות לעוד דור. וכך, בתוך פרק זמן קצר, נקבל אוכלוסיית תיקנים שעמידה לאותו חומר הדברה.

חוקרים מצאו עדויות בנות מאות מיליוני שנים לקיומם של התיקנים, מה שהופך אותם לאחת מקבוצות בעלי החיים הקדומים ביותר שעדיין חיים היום. התיקנים שגשגו במשך מיליוני שנים באמצעות יכולת יוצאת דופן של הסתגלות מהירה. הם שורדים בסביבות מגוונות, בין היתר בזכות מערכת עיכול יעילה ביותר, המאפשרת להם להפיק חומרים מזינים ממגוון רחב של חומרים אורגניים, כולל הזבל שלנו. יכולתם לעכל כמעט כל דבר מעניקה להם יתרון מובהק בחיפוש אחר מקורות מזון בסביבות עם זמינות מזון מוגבלת. בעלי חיים אחרים לא יכולים לנצל את מקורות המזון האלה, ולכן אין לתיקנים מתחרים. תזונה מגוונת מאפשרת לתיקנים להסתגל לזמינות מזון משתנה, ומבטיחה את הישרדותם גם בסביבות קשות ובלתי צפויות.

הברירה הטבעית והתחרות על המשאבים בטבע מניעים את גלגלי האבולוציה והביאו להתפתחותן של מגוון של תכונות מיוחדות בבעלי חיים. גם תכונות שיכולות להיראות לנו כמו "כוחות על" אפשר להסביר על ידי התאמות שעברו בעלי החיים לסביבתם המאתגרת לאורך דורות. הצורך לשרוד ולהתרבות, והאתגרים שניצבים מול צורך זה, הם הכוחות שמניעים את התהליכים האבולוציוניים שעיצבו את מגוון החיים על פני כדור הארץ.