ברירה טבעית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
אבולוציה
Tree of life.svg
מנגנונים ותהליכים

הסתגלות
סחף גנטי
זרימת גנים
מוטציה
ברירה טבעית
ברירה זוויגית
ברירת שארים
היווצרות המינים

מחקר והיסטוריה

ראיות
היסטוריה של החיים
מאובן מעבר
היסטוריה
הסינתזה המודרנית
השפעות חברתיות
תאוריה ועובדה
התנגדויות / מחלוקת

תחומים בביולוגיה אבולוציונית

קלדיסטיקה
גנטיקה אקולוגית
ביולוגיה התפתחותית אבולוציונית
אבולוציה של האדם
אבולוציה מולקולרית
פילוגנטיקה
גנטיקה של אוכלוסיות
אבולוציה של השפה

קטגוריית אבולוציה
פורטל ביולוגיה

הברירה הטבעית (באנגלית: Natural Selection) היא מנגנון בתהליך האבולוציה, ובו תכונות תורשתיות של יצורים (אורגניזמים) נעשות לנפוצות יותר באוכלוסייה מדור לדור ככל שהן תורמות לרביית הפרט ולשרידתו בסביבתו (בנישה שלו). את רעיון הברירה הטבעית הגו צ'ארלס דרווין ועמיתו אלפרד ראסל וואלאס ב-1859, והבנתו הייתה שלב חשוב בהתפתחות הביולוגיה המודרנית.

בכל אוכלוסיית יצורים יש מגוון טבעי של תכונות. ישנם פרטים בעלי תכונות מותאמות יותר לסביבתם, המסייעות להם לשרוד ולהעמיד צאצאים. חלק מהתכונות האלה הן תורשתיות, ולמי שמעמיד הרבה צאצאים יש סיכוי גדול יותר להוריש להם תכונות אלה. באופן דומה, פרטים בעלי תכונות שמזיקות להם בסביבתם מתקשים להעמיד צאצאים ומתקשים להוריש את תכונותיהם התורשתיות. לכן, באוכלוסיות גדולות שטרם הגיעו לשיווי משקל אבולוציוני בנישה מסוימת, יש סיכוי טוב שבכל דור האוכלוסייה תהיה מותאמת יותר בתכונותיה בסביבה זו.

דוגמה קלאסית לפעילות הברירה הטבעית היא שינוי צבעו של הביסטון בטולריה (בעברית: מודד מפולפל), סוג של עש הנפוץ באיים הבריטיים. עש זה קיים בבריטניה הן בצבעים בהירים הן בצבעים כהים, אבל עד המהפכה התעשייתית רק אחד מכל אלף עשים היה כהה. במהלך המהפכה התעשייתית, הפיח שכיסה עצים רבים בממלכה איפשר לעשים הכהים להתחבא ביתר קלות מפני טורפים, ובחלוף דורות אחדים כ-98 אחוזים מאוכלוסיית העשים היו כהים.

בשל הברירה הטבעית, לאורך דורות רבים, מינים דומים ואוכלוסיות נפרדות של אותו המין יכולים להפוך לבעלי תכונות שונות זה מזה, בייחוד אם הם מתפצלים לנישות אקולוגיות שונות. זהו אחד המנגנונים המסבירים את המגוון הביולוגי המוכר לנו, מאב קדמון משותף.

רעיון הברירה הטבעית הוצע לפני שהתפתחה תורת התורשה המודרנית, המסבירה כיצד מעבירים ההורים תכונות לצאצאיהם וכיצד נוצר מגוון בתכונות אלה. התפתחות הגנטיקה הקלאסית והמולקולרית במאה ה-20 השלימו את החוסר הזה. שילוב תורת הגנטיקה עם השערת הברירה הטבעית מכונה לעתים הסינתזה האבולוציונית המודרנית.

הנחות הברירה הטבעית[עריכת קוד מקור | עריכה]

צ'ארלס דרווין

ב"מוצא המינים" ניסח דרווין את ארבע ההנחות (פוסטולטים) של הברירה הטבעית:

  1. פרטים שונים בתוך אותו מין שונים זה מזה
  2. חלק מהשונות הזאת מועברת בתורשה לצאצאיהם
  3. בכל דור נוצרים (או נולדים) יותר פרטים מאלה המסוגלים לשרוד
  4. ההישרדות והרבייה של פרטים אינה אקראית. הפרטים שמצליחים לשרוד ולהתרבות, או אלה שמצליחים להתרבות הכי הרבה, הם הפרטים שלהם התכונות המתאימות ביותר.

כך משתנים מאפייני האוכלוסייה מדור לדור. רק חלק מהפרטים זוכים לשרוד ולהתרבות (הנחה 3); הפרטים שזכו לשרוד ולהתרבות הם בעלי תכונות מסוימות, שעזרו להם לשרוד (הנחה 4); הם מורישים את התכונות האלה לצאצאיהם (הנחה 2). לכן בדור הבא תכונות מועילות אלה יהיו נפוצות יותר. לכן שכיחות תכונות שונות משתנה באופן הדרגתי ומתמשך באוכלוסייה. האבולוציה של האוכלוסייה מתרחשת כתוצאה מהשפעת הברירה הטבעית על פרטים באותה אוכלוסייה.

הנחות אלה נחשבות למדעיות מכיוון שהן מוכחות על ידי ניסויים ותצפיות, ואכן, ממחקרים שנערכו ב-150 השנה שחלפו מאז ניסח דרווין את ההנחות האלו עולה שהן נכונות.

ברירה של פנוטיפ וגנוטיפ[עריכת קוד מקור | עריכה]

התאוריה הגנטית מבחינה בין גנוטיפ, שהוא הפוטנציאל הגנטי של הייצור, והפנוטיפ, שהוא התכונות המתבטאות בו בפועל. לדוגמה, 'עיניים כחולות' הוא תיאור של פנוטיפ. הגנוטיפ, בהקשר צבע העיניים, הוא אוסף הגנים המשתתפים בקביעת צבע העיניים. הפנוטיפ נקבע על ידי הגנוטיפ, אבל מושפע גם מגורמים סביבתיים שונים. הברירה הטבעית פועלת במשולב על הפנוטיפ והגנוטיפ. הפנוטיפ הוא שמשפיע על יכולת השרידה וההתרבות, ולכן הוא שנברר לעבור לדור הבא; אבל מה שעובר בפועל לדור הבא הוא הגנוטיפ, שהוא הרכיב התורשתי.

פיתוח רעיון הברירה הטבעית[עריכת קוד מקור | עריכה]

סכמה של תהליך ברירה טבעית לטובת הפרטים הכהים
שני עשים מסוג מודד מפולפל, לבן וחום, מדגימים את הברירה הטבעית. העשים הלבנים היו נפוצים באנגליה לפני המהפכה התעשייתית משום שקליפות העצים שעליהם גדלו חזזיות בהירות סיפקו להם הסוואה. לאחר שהמהפכה התעשייתית גרמה לזיהום סביבתי, נבלו החזזיות ונשארה רק קליפת העצים הערומים, שצבעה כהה. כתוצאה מכך הפכו העשים הבהירים לטרף קל, והעשים הכהים התרבו והפכו לעשים השכיחים.

צ'ארלס דרווין נחשב להוגה הרעיון כי הברירה הטבעית היא התהליך העיקרי שהוביל את התפתחות המינים על פני כדור הארץ.

לדרווין היו כמה מקורות השראה בפיתוח רעיון הברירה הטבעית. ראשית, התצפיות שהוא עצמו ערך בתקופת מסעו באונייה "ביגל" ונתונים שאסף מחוקרי טבע אחרים העידו שמינים דומים חיים בקרבה גאוגרפית זה לזה, כדוגמת מינים דומים של פרושיים שראה באיי גלאפגוס. בנוסף לכך, ממצאים של מאובנים הצביעו על כך שמינים שנכחדו במקומות שונים בעולם דומים מאד למינים אחרים שחיים באותם מקומות בהווה. אלו עודדו את דרווין להאמין כי המינים מתפתחים זה מזה ומשתנים לאורך ההיסטוריה, כלומר ברעיון האבולוציה.

שנית, דרווין הושפע רבות מעבודתו של הכלכלן הבריטי תומאס מלתוס. מלתוס טען כי הנטייה הטבעית של בני האדם היא להתרבות ללא הגבלה, ואילו בלמים ומעצורים שונים כגון רעב, מחלות ומלחמות מונעים זאת מהם. דרווין אימץ רעיון זה וטען שגם בעולם הטבע, בשל מאבק על משאבי מזון ושטח מחיה מוגבלים, לדוגמה, רק חלק מן הפרטים בדור מסוים יכולים לשרוד ולהעמיד צאצאים חדשים.

לבסוף, מתוך מחקרו על סיווג מינים ובעיקר בלוטי ים, הבין דרווין כי השונות הקיימת בין פרטים שונים בתוך אותו מין, ובמיוחד בין הורים לצאצאים, היא אינה רק מוזרות של הטבע אלא כוח מניע חשוב לתהליך ברירה היכול להסביר גם את השוני הקיים בין המינים. את ההבנה זאת שאל דרווין מתהליך הברירה המלאכותית המוכרת מהשבחה של חיות מבויתות כגון כלבים וסוסים.

דרווין החל לפתח רעיונות אלו אחרי שחזר ממסעו על ה"ביגל" ב- 1836, ולמרות שברשימותיו רעיון הברירה הטבעית מופיע כבר בספטמבר 1838, הרי שיעברו עוד שנים רבות עד שיעז לפרסם אותו. ב- 1842 העלה לראשונה את מחשבותיו על הנייר, אך מלבד כמה חברים קרובים, איש לא קרא את החיבור הזה. במשך שנים שקד דרווין על ספר עב כרס שיפרט וידגים את רעיונותיו באשר להתפחות המינים בצורה מקיפה, אך מעולם לא סיים אותו. בסופו של דבר, בשנת 1858, אחרי שנודע לדרווין כי חוקר צעיר בשם אלפרד וואלס כתב מסה משלו אודות האבולוציה על ידי ברירה טבעית, נאות דרווין לפרסם את רעיונותיו, ראשית במאמר קצר שהתפרסם בחברה הליניאית בלונדון יחד עם מאמרו של וואלס, ושנה לאחר מכן בספרו "מוצא המינים", שדרווין ראה בו תקציר של הספר שתכנן אך לא סיים.

רעיון האבולוציה התקבל במהירות בקרב הקהילה המדעית באותה התקופה, אך הסברה שהאבולוציה מתרחשת בעיקר בשל הברירה הטבעית היה קשה יותר לקבלה. זאת בעיקר בשל קשיים מדעיים הנוגעים לחוסר במנגנון ביולוגי שמייצר את השונות בקרב המינים או לקצב ההשתנות האיטי מאד של המינים הנדרש. בנוסף, רבים בקהילה המדעית ומחוץ לה התקשו לקבל תורה אשר גורסת כי אין כל יד מכוונת בהתפתחות עושר המינים הקיים על הארץ, ובפרט בנוגע להתפתחות האדם. דרווין ככל הנראה חזה את הבעיה הזו, והשמיט לגמרי כל דיון במוצאו של האדם מספרו "מוצא המינים".

רק לאחר התפתחותה של הגנטיקה בתחילת המאה ה-20 התברר כי אכן יש מנגנון תורשתי לתכונות של אורגניזמים שגם מאפשר שינויים בין פרט לפרט על ידי מוטציות. רעיונות אלו, שזכו לתיאור מתמטי מבוסס, החזירו את רעיון הברירה הטבעית של דרווין למרכז הבמה של הביולוגיה האבולוציונית. האיחוד של רעיונותיו של דרווין ועקרונות הגנטיקה מכונה בדרך כלל הסינתזה האבולוציונית המודרנית.

ברירה מלאכותית[עריכת קוד מקור | עריכה]

השוני שבין כלבי צ'יוואווה ודני ענק שמוצא שניהם מהזאב, מדגים את תהליך הברירה המלאכותית
Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – ברירה מלאכותית

את ספרו מוצא המינים פותח דרווין בתיאור התהליכים שבהם בני אדם השביחו במהלך ההיסטוריה האנושית זנים שונים של צמחים ובעלי חיים והתאימו אותם לצרכיהם. חקלאים ומגדלים בחרו במודע להרבות פרטים בעלי תכונות מועילות, ולא הרבו, או השמידו ממש, פרטים מתאימים פחות.

את תוצאות התהליך אנחנו יכולים לראות בכל המינים המבויתים, כמו חיטה, אפונה, כלבים, תרנגולים ובקר. דרווין קרא לתהליך זה "ברירה מלאכותית", והסביר באמצעותו את התהליך הדומה שמתרחש באופן טבעי, "ברירה טבעית". תהליך הברירה המלאכותית מהיר הרבה יותר מרוב תהליכי הברירה הטבעית, מפני שסיכויי השרידה של פרטים לא מתאימים נמוכים ביותר.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]