עולם החי מלא בצבעים בוהקים ויפהפיים, מהברק המתכתי של כנפי הצופית ועד לכתום של דגי השושנון, מהפסים הצהובים של הדבורה לאלו האדומים של נחש הפתן האלמוגי. במקרים רבים, ביולוגים אבולוציוניים יכולים להסביר למה משמשים אותם צבעים חזקים. הצבעים של זכרי הצופית נועדו למשוך את הנקבות; הפסים של הדבורה נועדו להזהיר את מי שאולי ירצה לאכול אותה שיש לה עוקץ מסוכן; הצבעים של דגי גמבוזיה עוזרים להם לחזר אחר נקבות; הדוגמה הבולטת של הפתן האלמוגי מזהירה טורפים שהוא ארסי; הזנב הצבעוני של הטווס משמש לחיזור אחר נקבות; הצבעים הבוהקים של צפרדע חץ הרעל משדרים לטורפים שהיא רעילה... טוב, נכון, רוב הסיבות לצבעים חזקים הן או חיזור אחר נקבות, או סימון שמזהיר טורפים מפני סכנה.
יש גם תפקידים אחרים שצבעים כאלו יכולים למלא, כמו למשל להבדיל בין מינים שונים - כך אפשר להבטיח שבן הזוג שבחרת אכן שייך לאותו מין כמוך, ולא למין קרוב אך שונה. עם זאת, במקרים מסוימים פשוט אין לנו מושג למה משמשים הצבעים. דוגמה אחת לכך אפשר למצוא אצל סרטני נהרות, במיוחד במינים שחיים במחילות עמוקות על גדות הנהר. סרטנים אלו כמעט ולא יוצאים מהמחילות שלהם, וגם במקרים הנדירים שהם מגיחים החוצה, הם עושים זאת בלילה. למרות זאת, לא מעט מהמינים שלהם מתהדרים בשריון בצבע אדום חזק, כתום או אפילו כחול.
מדוע התפתחו אצלם צבעים בוהקים כאלו, שכמעט אף אחד לא זוכה לראות? במאמר חדש, חוקרים מארצות הברית מעלים אפשרות שנשמעת פרובוקטיבית למדי בחוגי הביולוגיה האבולוציונית: ייתכן שהם הופיעו לגמרי במקרה.
התאמות, התאמות בכל מקום
ביולוגים אבולוציוניים נוטים לדבר במונחים של התאמות: הפרווה העבה של שועלי השלג היא התאמה לקור הצפוני, בעוד האוזניים הגדולות של שועל הפנק הן התאמה לחיים במדבר, שכן הן עוזרות לו לקרר את עצמו; רגליו הקדמיות של הדולפין קיבלו צורה של סנפירים כהתאמה לחיים במים, ואילו רגליה הארוכות של האנטילופה הן התאמה לחיים בערבות פתוחות, שבהן היא צריכה להימלט במהירות מטורפים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
מחלות ללא גבולות: אמבות ויתושים
מפת הסכנות של הבינה המלאכותית
לנשנש בלי סוף
כשחושבים במושגים כאלו, קל ליפול למלכודת של ראיית כל תכונה של כל יצור חי, כהתאמה למשהו. אבל האבולוציה היא לא מהנדס גאון שמתכנן באופן מושלם את יצירותיו; האבולוציה לא יודעת לתכנן כלל, רק להגיב לתנאי הסביבה. הברירה הטבעית גורמת לכך שתכונות שעוזרות ליצור החי לשרוד ולהעמיד צאצאים יעברו לדורות הבאים ויתפשטו באוכלוסייה. היא אינה יכולה לצפות את העתיד, והיא לא מעצבת כל איבר ומבנה ביולוגי בצורה אופטימלית. לכן, לא לכל תכונה יש הסבר אבולוציוני: לעיתים איבר כלשהו שינה את צורתו כ"תופעת לוואי" של שינוי אחר, ולעיתים יש תכונות שהתפתחו במקרה, בעקבות מוטציות אקראיות.
במחקר החדש, החוקרים השתדלו להימנע בדיוק מהמלכודת הזו: הם לא יצאו לברר מה התפקיד של הצבעים הבוהקים של הסרטנים, אלא קודם כול, ניסו לברר אם יש להם תפקיד כזה. כדי לעשות זאת, הם בנו עץ אבולוציוני לכ-400 מתוך 700 המינים הידועים של סרטני נהרות. הם בדקו את הצבעים של הסרטנים השונים – מי מהם היה בעל צבעים חזקים ובולטים, ומי בעל צבעים שמאפשרים לו להשתלב בסביבה, כמו חום או אפור. בנוסף בדקו אילו סרטנים חיו במחילות עמוקות שנחפרו על גדות הנהר, ואלו מינים חיים במים עצמם, בנהרות או באגמים.
לא מזהירים, לא מחזרים
הממצאים הראו שבקרב סרטני המחילות היו יותר מינים עם צבעים בולטים, בהשוואה לסרטנים החיים במים: כרבע מהמינים החיים במחילות היו בצבעי כתום, אדום וכחול, לעומת פחות משמונה אחוזים ממיני הסרטנים שבמים.
3 צפייה בגלריה
החוקרים בדקו מי מהסרטנים היה בעל צבעים חזקים ובולטים, ומי בעל צבעים שמאפשרים לו להשתלב בסביבה. סרטן נהרות אפור
(צילום: shutterstock)
אותם סרטנים שחיים באגמים ובנהרות חופרים גם הם מחילות בקרקעית, אך אלו מחילות קצרות יותר, והם מבלים חלק ניכר מזמנם מחוץ למחילה, במים - שם הם עלולים להיות לטרף לדגים או לבעלי חיים אחרים. החוקרים משערים שהצבעים הבולטים מהווים חיסרון לסרטנים הללו, שכן הם מקשים עליהם להסתוות ולהסתתר מטורפים. זה יכול להסביר למה הצבעים החזקים נפוצים יותר דווקא אצל סרטני המחילות, שמבלים כמעט את כל זמנם מתחת לאדמה: הם חשופים הרבה פחות לטורפים, ובמיוחד לטורפי יום עם ראייה טובה, ולכן הצבעים לא מכבידים עליהם.
עם זאת, זה עדיין לא מסביר למה מינים רבים כל כך מסרטני המחילות הם צבעוניים, אלא רק למה מינים שחיים במים נוטים פחות להתקשט בצבעים כאלו. במינים אחרים, כפי שראינו, התפקידים העיקריים של צבעים בולטים הם חיזור ואזהרה – אך החוקרים טוענים שקשה להסביר בעזרתם את הצבעים של סרטני המחילות.
הסרטנים אינם רעילים או ארסיים, ואין להם עוקץ שיכול להרתיע טורפים, כך שלא סביר שהצבעים שלהם משמשים לאזהרה. קשה גם לראות איך הצבעים עוזרים לסרטנים בחיזור, בהתחשב בכך שהם מבלים את רוב זמנם בחשכה שמתחת לאדמה, ויוצאים החוצה בלילה – כשהצבעים הללו לא ממש נראים. בעבר גם היו מחקרים שטענו שלסרטני נהרות יש רק סוג אחד של תאים קולטי אור המבחינים בצבעים, ולכן הם יכולים לראות אדום, אבל לא הרבה יותר מכך. עם זאת, מחקרים אחרים הציגו ראיות לכך שיש להם כמה קולטני צבע, והם מסוגלים לראות באדום ובכחול.
החוקרים מציינים שכדי לדעת בוודאות אם הצבעים משמשים לחיזור יש לבצע מחקרים התנהגותיים, כלומר לבדוק אם הנקבות מגיבות בצורה שונה לזכרים כתלות בצבעים שלהם. היות שמחקרים כאלו לא בוצעו עדיין, אנחנו לא יכולים לקבוע שהצבעים לא משמשים לחיזור - רק שלא נראה שזה התפקיד שלהם.
צבעים מקריים
המסקנה שאליה הגיעו החוקרים היא שלצבעים הבולטים של כרבע ממיני סרטני המחילות אין כל תפקיד. הם לא התפתחו כהתאמה לאורח חיים מסוים, ולא עוזרים להם לשרוד או להעמיד צאצאים. זוהי, כמובן, השערה בלבד – בעיקר משום שקשה מאוד להוכיח שתכונה כלשהי לא עושה משהו. אבל החוקרים מציינים שמוטציות, שהן שינויים גנטיים, שמובילות לשינויי צבע נפוצות למדי בסרטני נהרות, ויש מינים של סרטנים שרובם חומים, אך פרטים מסוימים שלהם אדומים או כחולים.
בנוסף, סרטני המחילות חיים לרוב באוכלוסיות קטנות למדי ומבודדות, מופרדות זו מזו על ידי נהרות או הרים שהם אינן יכולים לחצות. לכן הם נוטים להזדווג בתוך האוכלוסייה, וזה עשוי להוביל להתפשטות של מוטציות אקראיות. התופעה הזו נקראת סחף גנטי – שינויים בגנטיקה של אוכלוסייה לא בעקבות ברירה טבעית, אלא בגלל אירועים מקריים. היא נפוצה במיוחד באוכלוסיות קטנות ומבודדות, שבהן הפרטים מזדווגים, מחוסר ברירה, עם קרובי משפחתם.
3 צפייה בגלריה
החוקרים שיערו שלצבעים הבולטים של כרבע ממיני סרטני המחילות אין כל תפקיד. הסרטן נהרות מרהיב-צבעים
(צילום: shutterstock)
סרטנים שחיים במים, לעומת זאת, הם הרבה פחות מבודדים – הם יכולים לשחות בקלות בין אוכלוסיות שונות באגם או בנהר. כך יש פחות סיכוי שמוטציה אקראית תתפשט ותשתלט על האוכלוסייה. זו עשויה להיות עוד סיבה לכך שסרטנים אלו מראים פחות צבעים חזקים.
אם כך, ההשערה של החוקרים היא שאצל כמה וכמה מינים של סרטנים התרחשו מוטציות שגרמו להם לבהוק בצבעים חזקים ובולטים. אצל סרטנים החיים במים, המוטציות האלו בדרך כלל לא הגיעו רחוק: חילופי הגנים בין האוכלוסיות השונות גרמו לכך שלא היה סחף גנטי משמעותי, והברירה הטבעית פעלה נגדן, שכן טורפים הבחינו בסרטנים הבוהקים בקלות רבה יותר ואכלו אותם.
לסרטני המחילות, לעומת זאת, לא הייתה בעיה עם הצבעים הבולטים. הצבעים לא עזרו להם בשום צורה, אבל גם לא הפריעו להם, והאוכלוסיות המבודדות שלהם הובילו לכך שבמקרים מסוימים המוטציות התפשטו במהירות. כך נוצרו מינים בצבעי כחול, אדום וכתום – סתם במקרה.
לא לכל דבר יש סיבה
הביולוג האבולוציוני וסופר המדע הפופולרי סטיבן ג'יי גולד (Gould) הרבה לכתוב נגד התפיסה ה"התאמתית", שמנסה להסביר כל תכונה וכל מבנה בעזרת תפקידו האבולוציוני. הוא הדגיש שוב ושוב שלא לכל דבר בעולם החי חייבת להיות סיבה, ולא כל שינוי אבולוציוני נועד למלא תפקיד. הוא בוודאי היה תומך בזכארי גרהאם (Graham), אחד ממחברי המאמר החדש, שאמר בריאיון לכתב העת המדעי Science: "לא כל תכונה שקיימת היא התאמה. האבולוציה לא עובדת ככה".
ביולוגים אחרים, עם זאת, אולי יתקשו יותר להשתכנע. רבים מהם נוהגים להסתכל על העולם דרך העדשה של הברירה הטבעית, מנסים לחפש התאמות לסביבה בכל תכונה או איבר. אחרים מוכנים לשקול שינויים אבולוציוניים שהתרחשו במקרה, אבל מרגישים שכותבי המאמר לא הצליחו לשלול את האפשרות שהצבעים משמשים לחיזור, או שיש להם תפקיד אחר כלשהו.
דוגמה לכך אפשר לראות בדבריו של טים קארו (Caro), ביולוג אבולוציוני מבריטניה שלא היה שותף למחקר. הוא אמר שהרעיון שהצבעים של הסרטנים אינם תוצאה של הברירה הטבעית הוא "די מגניב", אבל הוסיף גם, "במדע קשה מאוד להראות שמשהו לא קורה". הצעד הבא, לדעתו, הוא לברר אילו צבעים הסרטנים באמת רואים – ואיך הם מגיבים לצבעים השונים.
ד"ר יונת אשחר, העורכת הראשית של אתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
