הנחש המחבק בעל ארבע הרגליים

מאובן של נחש בעל ארבע רגליים חושף פרטים נוספים על המעבר מלטאות לנחשים

יונת אשחר ונעם לויתן | גליליאו

הנחש טטרפּוֹדוֹפיס בפעולה. איור: Julius T. Cstonyi.

הפסוק הזה, הלקוח מסיפור גן העדן, הוא ככל הנראה התיעוד המוקדם ביותר של הניסיון האנושי לספק הסבר לעובדה ברורה אך מפתיעה: לנחשים אין רגליים. מאוחר יותר, ובעיקר בעקבות ההבנה שבעלי חיים מתפתחים במהלך האבולוציה, נעשו נסיונות נוספים להסביר עובדה זו, ללא צורך בקללה אלוהית.

מבט אחד בשלד של נחש מבהיר כי הוא שייך לחולייתנים, הכוללים דגים, דו-חיים, זוחלים, עופות ויונקים. אחד המאפיינים הבולטים של החולייתנים החיים ביבשה הוא ש(כמעט) לכולם יש ארבע רגליים, או לפחות ארבע גפיים (הציפורים המירו את הרגליים הקדמיות בכנפיים, ואנחנו – בידיים) ולמעשה הקבוצה כולה נקראת טטרפודה – "ארבע רגליים". ברור שגם אבותיהם של הנחשים היו בעלי רגליים, וכמה מהם נושאים עדיין סימנים לכך, בדמות עצמות רגליים אחוריות קטנטנות ומנוונות. כיצד, ומדוע, איבדו הנחשים את רגליהם?

יש כמה השערות בנוגע לאבולוציה של הנחשים. איבוד הרגליים קשור, ככל הנראה, להתארכות הגוף – חוקרים מצאו כי כאשר מספר החוליות בגב ובצוואר עולה על 70, מתחילה התנוונות של הרגליים (לבני אדם, בהשוואה, יש 24 חוליות בעמוד השדרה). ככל שהגוף ארוך יותר, כך קשה יותר לתאם את תנועות הרגליים וקל יותר לנוע בצורה גלית – שבה הרגליים עשויות להפריע. השערה אחת גורסת שהנחשים התפתחו במים, מלטאות ימיות (כיום יש מינים רבים של נחשים החיים במים), ואיבוד הרגליים היה תוצאה של התאמה שלהם לשחייה. הנחשים החיים ביבשה, לפי השערה זו, התפתחו מאוחר יותר מנחשים ימיים. לפי השערה אחרת ההתפתחות הייתה דווקא ביבשה, הנחשים הראשונים לא שחו אלא חפרו – ואיבוד הרגליים עזר להם להתחפר בקלות רבה יותר באדמה.

מה שעשוי להכריע בשאלה זו הם מאובנים חדשים, מהתקופה שבה הופיעו הנחשים לראשונה. עד לאחרונה, מאובני הנחשים המוקדמים ביותר שנמצאו היו מלפני כ-100 מיליון שנה. כבר בתקופה זו לנחשים אלו לא היו רגליים קדמיות, אלא רגליים אחוריות קטנות (ולאחד מהם, אפילו סימן לאצבעות).

אז הגיע מאובן החדש, שמקורו בתקופה מוקדמת עוד יותר – לפני כ-113 מיליוני שנים. המאובן נחקר ותואר על ידי דייויד מרטיל (Martill) מאוניברסיטת פורטסמות' שבבריטניה וחוקרים נוספים מאוניברסיטאות בגרמניה. המאובן הגיע מברזיל, אך מרטיל לא מצא אותו שם. הוא ראה אותו לראשונה בזמן שהוביל סיור של תלמידים במוזיאון בעיר סלונהופן שבגרמניה. האנשים שמצאו את המאובן שלחו אותו למוזיאון וקטלגו אותו (כ"מאובן בלתי ידוע"), לא הבינו כנראה את חשיבותו – אך עיניו המיומנות של מרטיל זיהו מיד שיש פה משהו מיוחד. בעל החיים נראה כנחש, אך נחשים מעולם לא נמצאו בדרום אמריקה בתקופה מוקדמת כל כך. זה היה מספיק בשביל לעורר את סקרנותו, אבל כשהוא בחן את המאובן מקרוב, ההפתעה האמיתית התגלתה. לנחש היו ארבע רגליים, קטנות אך מפותחות לחלוטין, עם אצבעות ארוכות בקצה שלהן. הנחש זכה לשם ההולם טטרפּוֹדוֹפיס (Tetrapodophis) – נחש בעל ארבע רגליים.

מה מלמד אותנו מאובן עתיק זה? במבט ראשון הוא נראה כצורת מַעבר בין הלטאות בעלות הרגליים לנחשים – צורה המציגה מאפיינים של שתי הקבוצות. גופו של הטטרפודופיס ארוך ונחשי – היו לו כ-160 חוליות בצווארו ולאורך הגו – והוא היה מסוגל לפרוק את לסתותיו כדי לבלוע טרף גדול, בדומה לנחשים מודרניים. רגליו מעידות על קרבתו ללטאות – אך גודלן מעיד על כך שהוא כבר עשה חלק מהדרך לאיבוד הגפיים. מה בדיוק היה תפקידן של הרגליים? בהיותן קטנות כל כך, על גוף ארוך כל כך, הן ככל הנראה לא עזרו לטטרפודופיס לנוע. החוקרים משערים שהאצבעות הארוכות שימשו לתפיסה, לחיבוק – אולי של טרף, כדי להכניע אותו, או אולי של בן זוג במהלך הזדווגות.

רגליו האחוריות של טטרפּוֹדוֹפיס. צילום: Dave Martill, University of Portsmouth.

האם המאובן יכול להכריע בין הגישות השונות לאבולוציה של הנחשים? האזור שבו הוא נמצא (בברזיל, לא במוזיאון…) מכיל גם מאובנים יבשתיים וגם ימיים, אך ממבנהו של הטטרפודופיס ברור שהוא לא היה שחיין: לא היו לו התאמות למים שנמצאות בנחשים ימיים מודרניים, כגון זנב שטוח. לעומת זאת, היו לו חוטם קצר, גולגולת מוארכת וזנב קצר, שמאפיינים נחשים המתחפרים באדמה. כך, הטטרפודופיס תומך בגישה הרואה באיבוד הרגליים של הנחשים תהליך שנעשה ביבשה, אולי כהתאמה לחפירה, ואת התאמתם של נחשים מסוימים לחיים במים כתופעה מאוחרת יותר .

כל זה נכון רק אם הטטרפודופיס הוא אכן אב קדמון של הנחשים, או לכל הפחות מין מוקדם מהשושלת שהובילה לנחשים. אבל מה הוא עוד יכול להיות, עם גוף ארוך ורגליים שנמצאות בדרך להתנוונות? מתברר שלא מעט דברים. מלבד הנחשים, יש עוד קבוצות של לטאות שאיבדו את רגליהן – למעשה, התפתחות של גוף ארוך והתנוונות של הרגליים אירעו 26 פעמים אצל הלטאות, ורק אחד מהמקרים הוביל לנחשים (בארץ, למשל, נפוצה לטאה חסרת רגליים בשם קמטן, שמזכירה באופן שטחי נחש אך שייכת לקבוצה נפרדת לחלוטין). יכול להיות שטטרפודופיס אינו שייך כלל לשושלת שמובילה לנחשים, אלא רכש לעצמו בנפרד גוף כמו-נחשי. מרטיל טוען בתוקף שהמאובן שלו הוא אכן נחש, בהתבסס על סימנים שונים – צורת החוליות, אורך הזנב, השיניים ועוד. חוקרי נחשים נוספים עדיין לא בטוחים. עכשיו, כשהמאובן הוצא מהמגירה במוזיאון וחשיבותו האמיתית נחשפה לקהילה המדעית, לחוקרים אלו תהיה הזדמנות לבחון אותו ולהגיע למסקנות בעצמם. ייתכן גם שהמחלוקת לא תיפתר עד שיימצאו מאובנים נוספים מאותה תקופה.

הסיפור הזה אופייני למדי לחקר האבולוציה. בעוד התמונה הגדולה – נחשים התפתחו מלטאות, ואיבדו את רגליהם בהדרגה – כבר הייתה ברורה וידועה, על הפרטים המדויקים – איפה ומתי התפתחו הנחשים, וכהתאמה לאיזו סביבה – ישנה עדיין מחלוקת. טטרפודופיס, ובתקווה גם המאובנים שייחשפו בעתיד, יעזרו לנו למלא את הפרטים ולהגיע להבנה טובה יותר של פינה זו באבולוציה של בעלי החיים, באותה צורה למשל שבה מאובנים של לוויתנים מוקדמים אפשרו לנו להבין את חזרתם של יונקים אלו למים, ושבה הארכיאופטריקס המפורסם, והמאובנים שהתגלו אחריו, גילו לנו את המקור של הדינוזאורים בני ימינו – העופות.

למידע נוסף

המאמר המקורי:

Martill, D. M., Tischlinger, H. & Longrich, N. R. A four-legged snake from the Early Cretaceous of Gondwana. Science 349, 416-419 (2015). doi: 10.1126/science.aaa9208

נעם לויתן ויונת אשחר, "קטעי מעבר", "גליליאו" 132 – מאובנים שחושפים מעברים חשובים באבולוציה של בעלי החיים

ד"ר דייויד מרטיל מספר על הממצא:

הכתבה המקורית התפרסמה במגזין גליליאו גיליון 204, ספטמבר 2015