היצורים הקדומים שסירבו לקיים יחסי מין - וכמעט הרסו את האבולוציה

מחקר חדש מציע הסבר מפתיע לאחת התעלומות הגדולות של ראשית עולם החי: מדוע בעלי החיים הקדומים ביותר כמעט לא השתנו במשך מיליוני שנים, ואז עברו לפתע גל מהיר של גיוון אבולוציוני. לפי מחקר שפורסם בכתב העת המדעי Nature Ecology & Evolution, בעלי החיים הראשונים שחיו לפני כ־574 מיליון שנה, התרבו במקרים רבים בצורה א-מינית, כלומר באמצעות יצירת שיבוטים גנטיים של עצמם. רק בשלב מאוחר יותר, עם התפשטות הרבייה המינית, החלה האצה משמעותית בהתפתחות מגוון המינים.

המחקר נערך על ידי ד"ר אמילי ג'י מיטשל ופרופ' אנדריאה מניקה מאוניברסיטת קיימברידג'. החוקרים בחנו מאובנים מכמה מאתרי בעלי החיים הקדומים ביותר הידועים למדע, בהם מיסטייקן פוינט בניופאונדלנד שבקנדה ויער צ'רנווד באנגליה. בעלי החיים שנבדקו לא היו דומים לבעלי החיים המוכרים כיום. הם חיו על קרקעית הים, היו חסרי תנועה, ונראו יותר כמו צורות שטוחות, ענפיות או דמויות עלים מאשר כמו חיות מודרניות.

החוקרים מצאו עדויות לכך שרבים מאותם יצורים התרבו באמצעות סטולונים, שלוחות דקיקות שחיברו בין הפרט המקורי לבין הצאצאים שלו. במילים פשוטות, הצאצאים לא התפזרו למרחק ולא נפרדו לגמרי מההורה, אלא נשארו מחוברים אליו במעין רשת של שיבוטים.

לפי המחקר, צורת רבייה זו הגבילה מאוד את יכולת ההתפשטות של בעלי החיים הקדומים. הצאצאים נשארו קרובים מאוד להורה, ולכן הקהילות הקדומות נותרו מקומיות, יציבות ודומות יחסית זו לזו לאורך זמן. החיבור בין הפרטים גם הפחית את התחרות ביניהם. "אם אתם מחוברים לשכן שלכם באמצעות השלוחות האלה, אתם חולקים חומרי מזון ואינכם צריכים להתחרות בו", הסביר פרופ' מניקה.

המשמעות היא שבמקום שכל פרט יתחרה בקרוביו על מקום ומזון, הקבוצה המחוברת פעלה במידה מסוימת כיחידה אחת. מצב כזה הפחית את לחץ הברירה הטבעית, כלומר את הכוח האבולוציוני שדוחף מינים להשתנות, להשתפר או להידחק החוצה.

כדי להבין כיצד בעלי החיים הקדומים התרבו והתחרו זה בזה, החוקרים לא הסתפקו בזיהוי צורת המאובן. הם בדקו את האופן שבו המאובנים מפוזרים על פני משטחי הסלע. כאשר פרטים של אותו מין הופיעו באשכולות עגולים ומרוכזים, החוקרים פירשו זאת כסימן לרבייה באמצעות סטולונים: הצאצאים נשארו קרובים להורה ולא נסחפו בזרמי הים. לעומת זאת, דפוסים מוארכים יותר היו מתאימים יותר להפצה באמצעות זרמים.

בסך הכול נבחנו 21 אוכלוסיות מאובנות שנשתמרו על שמונה משטחי סלע. החוקרים מצאו כי במקרים שבהם העדויות לרבייה באמצעות סטולונים היו חזקות יותר, סימני התחרות בתוך אותו מין היו חלשים יותר.

הם בחנו גם הסברים חלופיים, כמו מחלות, טורפים, חומרים כימיים שפגעו ביצורים אחרים או חלוקה קפדנית לנישות סביבתיות שונות, אך מצאו שהם מתאימים פחות לממצאים. לפי המחקר, אין עדות לטריפה גדולה בקהילות האלה עד שלבים מאוחרים יותר של תקופת האדיקר.

החוקרים מציעים כי כל עוד בעלי החיים הקדומים חיו בעיקר בסביבות ימיות עמוקות ויציבות, רבייה א־מינית באמצעות שיבוטים מחוברים הייתה יעילה מספיק. היא אפשרה להם לשרוד, אך גם שמרה אותם במצב אבולוציוני כמעט קפוא. השינוי הגיע כאשר החיים החלו להתרחב לסביבות רדודות ודינמיות יותר, שבהן היו גאות ושפל, סערות, שינויי טמפרטורה ותנודות ברמות המזון. תנאים כאלה יצרו לחץ חזק יותר להתפשט, להתחרות ולהתאים את עצמם במהירות.

כאן נכנסה לתמונה הרבייה המינית. בניגוד לרבייה א-מינית, שבה הצאצאים הם למעשה העתקים של ההורה, רבייה מינית מערבבת חומר גנטי משני פרטים. היא יוצרת שונות רבה יותר, מאפשרת לצאצאים להתפזר למרחקים גדולים יותר, ומגבירה את הסיכוי שיופיעו תכונות חדשות המתאימות לסביבה משתנה. לפי החוקרים, המעבר מרבייה א-מינית מחוברת לרבייה מינית רחבה יותר עשוי להסביר את מה שמכונה "הגל השני" של תקופת האדיקר - תקופה שבה מגוון בעלי החיים גדל במהירות יחסית לאחר זמן ממושך של קיפאון.

כדי לבדוק אם ההסבר שלהם יכול להתאים לדפוסי המגוון שנראים במאובנים, החוקרים בנו מודל ממוחשב המדמה קהילות ימיות קדומות בתנאים שונים של תחרות, נישה סביבתית ופיזור צאצאים. הם הריצו אלפי סימולציות והשתמשו בשיטה סטטיסטית המבוססת גם על רשת עצבית פשוטה כדי לבדוק אילו תרחישים משחזרים בצורה הטובה ביותר את מגוון המינים שנראה ברשומות המאובנים.

התוצאה תמכה ברעיון המרכזי: כאשר הפיזור היה מוגבל, כמו ברבייה באמצעות סטולונים, מגוון המינים נשאר נמוך. כאשר הפיזור גדל, כפי שצפוי לקרות עם רבייה מינית או צאצאים הנישאים במים, המגוון האבולוציוני גדל.

החוקרים נזהרים מלומר שהרבייה המינית הופיעה בבת אחת או שלא הייתה קיימת קודם לכן. למעשה, גם אצל בעלי חיים מודרניים רבים, כמו ספוגים ואלמוגים, יש שילוב בין רבייה א-מינית למינית. הטענה המרכזית היא אחרת: בתקופות המוקדמות ביותר, רבייה א־מינית באמצעות שיבוטים מחוברים כנראה הייתה נפוצה ודומיננטית יותר. בהמשך, ככל שהסביבה השתנתה והפכה תחרותית יותר, הרבייה המינית נעשתה חשובה יותר והעניקה יתרון אבולוציוני.