מי בכלל צריך סקס?

מגוון גדול של מינים קיים בקבוצה המתרבה ללא סקס, ברבייה אל-זוויגית

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

כמה מיני רוטיפרים (במרכז) ולסתות של מיני רוטיפרים שונים (בצדדים). צילום: דייגו פונטאנטו (Fontaneto), מתוך: Gross, L. PLOS Biol. 5, e99 (2008). doi:10.1371/journal.pbio.0050099.g001

על פי מחקר שהתפרסם בכתב-העת PLOS Biology, קבוצת בעלי-חיים מיקרוסקופיים התפצלה למינים-ביולוגיים נפרדים רבים במהלך 40 מיליון השנים האחרונות, אף שרבייתם היא אל-זוויגית.

המחקר, שערכו דייגו פונטאנטו (Fontaneto) מאוניברסיטת מילנו באיטליה ועמיתיו מבריטניה, התמקד במחלקה של רוטיפרים (גלגליות, Rotifera), שהם חסרי-חוליות מיקרוסקופיים החיים במאגרי מים מתוקים, כגון שלוליות ונחלים, וכן בקרקעות לחות ועל גבי טחבים וחזזיות. קיימים כיום מאות מינים של רוטיפרים המותאמים למגוון סביבות, ממעיינות חמים ועד לאנטארקטיקה. הרוטיפרים ממחלקת Bdelloidea הם יצורים דיפלואידיים המתרבים אך ורק ברביית בתולין, כלומר רבייה אל-זוויגית: האם מטילה ביצים לא-מופרות, שמהן מתפתחות בנות שהן שיבוט שלה. ברבייה כזו אין כל צורך בזכרים, שאכן אינם קיימים.

ההנחה המקובלת היא, כי רבייה זוויגית (מינית) דרושה להיווצרות שונות גנטית, וכי השונות הגנטית הנוצרת בעקבות רבייה זוויגית מגבירה את עמידותו של מין-ביולוגי מסוים לטפילים ואת סיכוייו לשרוד במהלך שינויים המתרחשים בסביבה. על פי סברה זו, בעלי-חיים וצמחים המתרבים ברבייה אל-זוויגית יהיו בעלי מגוון נמוך ולכן, על פי רוב, לא ישרדו זמן רב בקנה מידה אבולוציוני. נראה כי עצם קיומם של הרוטיפרים קורא תיגר על הנחה זו.

קיימות שתי גישות עיקריות המתייחסות להתמיינות מינים-ביולוגיים. על פי גישה אחת, קבוצת הפרטים המרכיבים את המין-הביולוגי דומים זה לזה ונותרים מלוכדים כיחידה אחת, מאחר שהם מחליפים ומשתפים ביניהם חומר גנטי ברציפות. כאשר העברת חומר גנטי אינה מתאפשרת – בשל מחסום פיזי או אחר – הקבוצה מתפצלת, ועשויים להיווצר מינים-ביולוגיים נפרדים, השונים גנטית ומורפולוגית זה מזה. גישה אחרת טוענת כי פרטים בני אותו מין-ביולוגי דומים זה לזה מאחר שהסתגלו לחיות באותה גומחה אקולוגית. גישות אלה אינן סותרות בהכרח זו את זו. ניתן ליישב בין הגישות השונות ולבדקן בנפרד זו מזו על-ידי התבוננות בקבוצה המתרבה ברבייה אל-זוויגית. אם הגישה השנייה היא בעלת משקל רב יותר, צפוי כי מגוון המינים של יצורים המתרבים ברבייה אל-זוויגית יהיה דומה לשל אלה המתרבים ברבייה זוויגית.

כדי לבדוק זאת, הגדירו פונטאנטו ועמיתיו מינים-ביולוגיים כאוכלוסיות מובחנות המתפתחות באופן בלתי תלוי זו בזו, וחיפשו מינים כאלו בקרב רוטיפרים מסוג מסוים. זיהוי אוכלוסיות נפרדות נעשה באמצעות שני סמנים גנטיים – רצף ה-DNA של גנים מסוימים – שבודדו מאוכלוסיות רוטיפרים מבתי-גידול שונים ברחבי העולם, וכן באמצעות השוואת ממדי הלסת של הרוטיפרים, בדומה להשוואת צורות מקורי הפרושים בגלפגוס.

החוקרים השתמשו בכל אחד משלושת הסמנים על מנת למיין ולקבץ את הרוטיפרים למינים-ביולוגיים על פי קרבתם זה לזה. המיון על פי שיטות סיווג אלה תאם לסיווג הקלאסי של הרוטיפרים. כמו כן, מינים שזוהו כקרובים על פי הסמנים הגנטיים היו בעלי מורפולוגיה דומה. מניתוח ממצאים אלו עולה כי כל מקבץ מייצג קבוצה שהתפתחה בנפרד.

פרטים שהרכיבו מקבץ אחד היו דומים הרבה יותר זה לזה מאשר לפרטים ממקבץ אחר, כצפוי במצב שיש בו ברירה כנגד צורות ביניים, כלומר ברירה מפצלת. ברירה מפצלת כזו עשויה להתרחש בגומחות אקולוגיות שונות, המייצגות דרישות שונות הבאות לידי ביטוי, בין היתר, במבנה הלסת השונה בין המינים. דוגמה מצוינת לממצאים אלו היא שני מיני רוטיפרים שונים החיים על גופו של סרטן מים קטן (Asellus aquaticus). מין אחד חי על רגלי הסרטן והשני על בטנו. על פי החלוקה הקלאסית, וכן על פי המחקר הנוכחי, שני המינים האלה נבדלים אבולוציונית ואינם תלויים זה בזה, אף שהם חולקים אותו סרטן.

מאחר שפונטאנטו ועמיתיו הצליחו להראות במחקרם כי יצורים המתרבים ברבייה אל-זוויגית התפצלו לקבוצות מובחנות שהתפתחותן בלתי תלויה זו בזו, הם הפריכו את הרעיון כי סקס – רבייה זוויגית – דרוש ליצירת מגוון מינים-ביולוגיים.

המאמר המקורי:

Fontaneto, D. et al. Independently evolving species in asexual Bdelloid rotifers. PLOS Biol. 5, e87 (2007). doi: 10.1371/journal.pbio.0050087

הכתבה המקורית מופיעה בגליליאו גיליון 105, מאי 2007