משתמש:Avneref/מדע/דן גראור

דן גראור, מדרווין עד ה-DNA; אוניברסיטה משודרת, 1990

מאפיינים

• רעיון האבולוציה התחיל עם אמפדוקלס, 2300 שנה לפני דרווין (רק 2 פואמות שלו שרדו): (1) אורגניזם הוא גוף חומרי בלבד. (2) יש שינוי בין מינים, לכיוון של מורכבות. (3) יצירת השונות היא אקראית, לא תלויה בתוצאת השונות (וגם לא משפיעה ישירות על התוצאה?)
  • לפניו? - אנכסימנדרוס ממילטוס (מאה 6 לפה"ס), עם תאלס ואנכסימנס ? משתמש:Avneref/מדע/אצבע גלילאו#אבולוציה
• תגובה לסביבה: המין (species) "לא יכול" להגיב, רק הפרט. שינוי התנהגות, שינוי פיזיולוגי - אלה תגובות שלא משפיעות על האבולוציה. רק תגובה אחת משפיעה - מוות של הפרט (כמו בניסוי מחשבתי שהציע דוד וול על כלב; ספרו: פרקים בהיסטוריה של תורת האבולוציה)
• לדרווין לא היה מושג איך תכונות עוברות בירושה. הדעה הרווחת אז הייתה: ערבוב של תכונות ההורים (Blending inheritance). מודל של הורשה שמתאים לאבולוציה, חייב לקיים: הורשה מהימנה; אי-השפעת הסביבה על השונות באוכלוסיה. אוגוסט וייסמן: "גוף מת, תאי מין נצחיים, ותוצאה שהיא פרט שאי אפשר לשפרו ע"י חינוך, מזון טוב, רפורמה דתית." מודל כזה היה חוקי התורשה של מנדל; דרווין יכול היה להכיר את החוקים, כי מוצא המינים המשיך להתפרסם עד 1882, 24 שנים אחרי הפרסום של גרגור מנדל; מיתוס נפוץ, שתורת מנדל לא נודעה כי פורסמה במגזין זניח, אבל כיום ידוע שהתורה פורסמה באנציקלופדיה בריטניקה, ורבים ידעו עליה; מניחים שלא הבינו אותה. רק ב-1900 התגלתה מחדש, ועוד 30 שנה התווכחו ביומטריקאים (בראשות קרל פירסון עם מנדליסטים (בראשות ויליאם בייטסון .
• מחלת הנטינגטון (ניוונית-מוחית), נישאת בגן דומיננטי, לכן הברירה טבעית אמורה להפחית תדירות ל-0 (ביעילות), ומהר מאד (עוצמה); הבעיה: כלב זקן מדי: גיל התפרצות ממוצע כ-40; לרוב הבריאים אין ילדים מעל גיל זה, לכן לברירה הטבעית אין השפעה על תדירות (תמיד במחלות דומיננטיות).
• הסתגלות אבולוציונית (adaptation) קשה לזהות בטבע; מעדיפים במעבדה, עם מחזור חיים קצר, בד"כ בהרעת תנאי-סביבה, ובעיקר: זבוב פירות (דרוזופילה) וחיפושית קמח אדומה . מפתיע: עד היום לא הצליחו להחזיר למצב הסתגלות שלפני ההרעה. לא כל המינים יעילים, לכן יש גמישות הסתגלותית (adaptive flexibility). מפתיע: ב-150 שנות מחקר אבולוציה, נמצאו רק 4-5 מקרים של דוגמות מובהקות לברירה טבעית; ואולי זה הרבה? הלא כדי לגלות בימי חיינו (להבטיח שזה גנטי, וכו'), נדרשים:
  • עוצמה, יעילות רבות; כדי שנבחין בזמן.
  • תכונות שניתן להבחין ולמצוא, למשל: לא כדוריות-דם
  • קרוב למרכז המחקר

• השחרה תעשייתית: עשים וחיפושיות; עש נקוד הוא בהיר, והיה מיעוט של שחורים. בהמאה ה-19, זיהום אויר הרג חזזיות לבנות על עצים, עש בהיר הפך פגיע לטורפים, והעש השחור (שהתקיים קודם) השתלט; אחרי ירידה בזיהום - הופיעו חזזיות ירקרקות, אבל לא נוצר עש ירקרק.
• די-די-טי: חומר ההדברה הנפוץ בהמאה ה-20, פשוט, זול ונחשב לבטוח. אבל ב-1937 התגלה, ששימוש מסיבי יצר גורם סלקציה: בחרקים יש שכיחות מסויימת של עמידות לריכוז מסויים של חומר. הוא הורג רק את הרגישים, העמידים נשארים והשכיחות של העמידות גדלה. כעת החומר הורג פחות חרקים, והחקלאי מגדיל את הכמות. כתוצאה, שורדים חרקים עם עמידות גבוהה יותר, יותר מפי 100, עד שכל האוכלוסיה עמידה.
• האדם גורם לנזקי אקולוגיה, לא רק לסביבה אלא גם למעיים: בגלל שימוש-יתר, נוצרים חיידקים שעמידים לאנטיביוטיקה, אפילו כאלה שניזונים ממנה.

מוצא החיים

התחום היחיד שבו לא ניתן להפריד את חקר ההיסטוריה של האבולוציה (מה התפתח) מחקר המנגנון (איך התפתח): אבולוציה פרה-ביוטית, חקר היווצרות החיים מדומם. זמן: לפני כ-4 מיליארד שנה.
אירוניה: מדענים כיום מגינים על עמדות, שלפני 200 שנה היו לא-מדעיות, ושאומצו אז ע"י הכנסייה הקתולית (מוזר!): החי נברא מן הדומם (המדע טען אז: זה קורה כל הזמן, למשל רימות זבובים נוצרות מבשר רקוב); ואילו אנשי דת כיום מאמצים עמדות שהיו מדעיות אז - יצירת חיים ספונטנית מדומם לא אפשרית – ומסיקים שרק הבורא יכול לברוא חיים, מכלום.

החל משנות ה-1920 ניסו אלכסנדר אופרין, ג'ון דזמונד ברנל, ג'ון הלדיין, אח"כ סטנלי מילר, ליצור מולקולות חיים. ערבבו מתאן, CO2, CO, אמוניה, מימן, חומרים ציאניים ומים – מה שהיה אז על כדה"א; העבירו זרמי חשמל, קרינת על-סגול, וגלי-הלם (מפגיעת מטאוריטים). בניסוי מילר-יורי (1953) נוצרו 3 מתוך 20 חומצת אמינו שקיימות בבעלי-חיים, סוכרים, חומצות שומן פשוטות. ב-2008 נותחו התוצאות שוב, והתברר שנוצרו 22 חומצות, לא רק 3! בעיות:

• לא נוצרו כל 20 חומצות האמינו הקיימות באורגניזמים - (?)
• נוצרו חומצות ימניות ושמאליות (אופטית), ואילו באורגניזמים יש רק שמאליות.
• חומצות האמינו צריכות להתחבר באופן ספציפי – ההסתברות לכך נמוכה.
• חיים הם מערכת מידע סגורה: המידע ליצירתה נמצא בתוכה. כדי שיווצרו, צריכים להיווצר ביחד גם מערכת מידע, וגם מנגנון שיקרא אותה; בנוסף, למערכת ביולוגית שניתנת לשכפול צריך כ-100 מרכיבים שונים; ההסתברות של הכל יחד – נראית אפסית.

ב-1985 נשברה דוגמה מוצקה: לא רק חלבונים יכולים להיות זרזים של תגובות ביוכימיות, גם חומצת גרעין עשויה RNA. מאז כולם מחפשים מולקולה כזו, שיש בה מידע והיא גם עושה זרוז לשכפול עצמי – מערכת מידע סגורה – לא נמצאה עדיין. דרווין נטה לחשוב שמנגנון כזה לא יימצא; דראור חולק עליו.

• כיום נוטים לחשוב שהחיים ייחודיים (נוצרו רק פעם אחת - מונופילטיות) ולא יותר (פוליפילטיות). (1) הסתברותית (2) חיים יווצרו באין תחרות; אחרי שנוצרו - סביר שהוותיקים ינצחו את החדשים. (3) "האחדות הביוכימית של החיים": כל החיים מעבירים אנרגיה באמצעות מולקולת ATP; אם החיים היו נוצרים פעמים נוספות, ניתן לצפות שהיו משתמשים גם בנשאי אנרגיה אחרים, והלא יש יעילים יותר מ-ATP. בנוסף, כל התאים החיים מכילים שומןים, פחמימןים, חלבוןים כזרזים; וכולם מקודדים מידע התפתחותי ע"י הקוד הגנטי האוניברסלי. האב הקדמון הכולל#הנחת המוצא המשותף
• השערת עולם ה-RNA
• האחדות, מחשבות

קיצור תולדות האבולוציה

• היקום קיים 13.8 מיליארד שנים, כדה"א: 4.5 מיליארד; סלעים בני כ-4 מיליארד בגרינלנד, כנראה לא העתיקים בעולם, מכילים פחמן, כנראה ממקור אורגני; מאובןים מיקרוסקופיים בסטרומטוליטים באוסטרליה: כ-3.5 מיליארד, פרוקריוטים (חסרי גרעין התא), כנראה כחוליות (cyanobacteria), אצות בקטריאליות פוטו-סינטתיות - לכן: החיים הופיעו לפני כ-4 מיליארד שנים.
• כחצי מיליארד שנה נדרשו לפרוקריוטים; ועוד פי 5 מכך: 2.5 מיליארד (עד לפני 1.5 מיליארד שנה), כשנוצרו איקריוטים; ביניהם לא היה שינוי.
• בין 1.5 מיליארד לבין לפני כמיליון שנה לא השתנו המינים כמעט. לפני כ-900 שנה: יצור רב-תאיים, כנראה אצות; אחר כך שוב 300 מיליון שנה של שקט, ואז הפיצוץ קמבריוני: בתוך כ-70 מיליון שנה נוצרו כל קבוצות בעלי-החיים, פרט לחולייתנים ולמיתרניים. יש גורסים, שפשוט מינים רכים נוצרו מוקדם יותר ואין מאובנים מהם - לא היה "פיצוץ", פשוט מהזמן (הקצר) הזה נשארו יותר עדויות. חיזוק לכך: מאובנים נדירים ממינים רכים, בשכבות מאד נדירות בשם konservatlaegerstaten ?.
• מיתרניים הופיעו לפני 470 מיליון; ב-400 מיליון, מיתרניים שעדיין קיימים: כרישים. גם, יצורים יבשתיים ראשונים: צמחים וסקולריים, אבות השרכים והטחבים.
• יבשתיים דו-חיים וחרקים: דבון, לפני כ-350 מיליון. מיד אח"כ: זוחלים, חרקים מכונפים, בתקופת הפחם, ואז שלטו הזוחלים בעולם במשך כ-300 מיליון שנה, מהם ידועים ביותר (בכל מוזיאון מדע): דינוזאורים.
• יונקים מטילי-ביצים, כמו ברווזן ואוכל נמלים (קיפודן?), ועופות - כ-250 מיליון. יונקים שלייניים - רק לפני 100 מיליון.
• אלה כל קבוצות האורגניזמים העיקריות. כדי להגיע לאדם: פרימטים (קופים) - לפני 30-60 מיליון; הומינואידים (קופי-אדם, Apes) - לפני 25 מיליון; והסוג אוסטרלופיתקוס שממנו התפתח האדם בתהליך ארוך - רק לפני 5 מיליון. אדם (סוג): רק 1.6 מיליון (או 1.9: הומו רודולפנסיס ?), ואדם הנבון: רק כ-400 אלף. לפני 100 אלף היו 2 תת-מינים שלו: האדם הניאנדרטלי, והתת-מין אדם מודרני, (Homo sapiens sapiens) (מה עם הומו ספיאנס אידלטו ?); הראשון נכחד לפני 60 אלף שנה.
  • המחשה: אם ההיסטוריה של כדה"א היא 24 שעות, החיים הופיעו ב-3 בבוקר, האקריוטים ב-4 אחה"צ, והאדם ב-0.8 שניות לפני חצות. אם ההיסטוריה היא ידי-אדם פרושות, אדם קיים באורך שהתארכו הציפורניים בכ-5 שניות.
• גורם גאולוגיה: קרום כדור הארץ שבור לטקטוניקת הלוחות, לכן נדידת היבשות, למשל: יבשת פנגיאה שנשברה לכל היבשות; ים תטיס , ונסגר להים התיכון. כתוצאה, נוצרו או נעלמו מחסומים גאוגרפיים: אוכלוסיות התחלקו ל-2 קבוצות נפרדות וחדשות, או שאוכלוסיה נחשפת לטורפים ולטפילים חדשים. למשל: לפני כ-2 מיליון שנה התחברו 2 יבשות אמריקה, ובההחלפה האמריקנית הגדולה פלשו מינים לדרום, והכחידו כ-90% מהמינים בדרום; מכל חיות כיס נשאר בדרום רק הawesome אופוסום. בצפון שרדו מעט שהיגרו - ביניהם אופוסום וירג'יניה. גם האדם עבר מאסיה במצר ברינג כשהיה מחובר בעידן קרח האחרון, לפני כ-14 אלף שנה, למעשה המקור לכל הילידים של דרום אמריקה.
• דרווין העריך את גיל כדה"א במאות מיליונים, כי חשב שהאבולוציה איטית והדרגתית: Natura non facit salttum. ויליאם תומסון (לורד קלווין, שהיה פיזיקאי ומתמטיקאי) חישב את קצב הקירור, וחלק עליו; דרווין לא ידע פיסיקה, ושנתיים אחרי מותו (1890) הוכח שתומסון טעה. 32 שנה אח"כ הוכיח אלפרד וגנר (אבי נדידת היבשות) שגם הגאולוגים בצד של תומסון טעו (כדה"א משתנה כל הזמן), ודרווין צדק! תאוריות מדעיות מעטות עומדות במבחן התצפיות, במיוחד כאלה שהתגלו אחרי לידת התאוריה; דרווין לא ידע: את אופן התורשה, הדינמיקה הגאולוגית, וגיל כדה"א; אך כל "האמיתית המוצקות" של המאה ה-19, של כל הגאולוגים, ביולוגים ופיסיקאים - קרסו, ו"הברירה הטבעית" שרדה.
  • האל הלמן (Hellman): קלווין: נרשם לאוניברסיטה בגיל 10; סיים אוניברסיטת קיימברידג' בהצטיינות, 21; ב-22 פרופ' בגלזגו. הכין רק את הרצאתו ה-1, אח"כ אילתר. הדריך פרויקט כבל טלגרף מאנגליה לארה"ב; הממשלה העניקה לורד. במאות 17, 18 רוב "חוקרי הטבע" היו כמרים (דת התיימרה להסביר הטבע): ויליאם ויסטון תיארך את המבול ל: 28.11.4004- ; ז'ורז'-לואי לקלר דה בופון: כנראה הראשון שהעריך את גיל כדור הארץ ב-75 אלף, לפי הערכת זמן התקררות סלע מותך; קלווין חישב: 20-100 מיליון, עפ"י תורת החום, זה מעט מדי לגאולוגיה, ולאבולוציה, לכן - מעולם לא קיבל אותה! ב-1904, בגיל 80: נשיא אוניברסיטת גלאזגו.

מינים

• מי פרימיטיבי? בניגוד לתפיסה, קצב האבולוציה והשונות בין מין קיים לבין אבותיו, גדולים פי אלפים אצל חיידק העגבת מאשר אצל אדם.
• קארולוס ליניאוס: לטינית של קארל פון לינה השוודי, רופא, מרצה לרפואה ואח"כ לבוטניקה, וחבר בית המחוקקים השוודי. Systema Naturae פורסמה בהולנד ב-1735 ב-11 עמודים ו-200 מינים. ייסד את שיטת המיון (טקסונומיה) לפי שם-סוג ושם-מין: דרוזופילה, Drosophila melanogaster היא "אוהבת-הטל שחורת-הבטן". 250 שנה מאז, רשומים 1.5 מיליון מיני אורגניזמים, מיליון מהם בעלי-חיים, ויש עוד הרבה עבודה: יש כנראה 4-30 מיליון מיני חרקים. מרבית החרקים הידועים הם חיפושיות (350 אלף מינים).
• כמה מינים יש כיום? - סופרים את מספר המינים בתא-שטח קטן (טרופי), ומחשבים את היחס בין אלה שהיו ידועים כבר, לחדשים. מקבלים יחס 1:30 בכל תא שטח וזמן. בקירוב טוב, כל המינים בעולם הם חרקים טרופיים; לכן מתוך הנחה זו, יש כ-50 מיליון מינים. ג'ון הלדיין: לא יודע מיהו אלוהים, אבל ברור שהוא אוהב חיפושיות.
• הנחה גסה נוספת: קצב יצירת מינים חדשים הוא פונקציה לינארית, מאז נוצרו החיים. ב"מתמטיקה מלוכלכת" כזאת מעריכים, שמין חדש נוצר כל 20, ובעבר כ-300 שנה; רק האדם גורם להכחדה של מין אחד בחודש בממוצע, פי 250 משיוצרת האבולוציה.
• כל המינים כמעט - ארעיים; מין שורד כ-10 מיליון שנה בממוצע (אם כי תיקנאים שורדים כבר כ-200 מיליון ללא שינוי, ומסתגלים לגומחות חדשות - נמצאו כנוסעים סמויים במעבורת חלל, ולא ניזוקו). 7 (5?) הכחדות המוניות; הידועה: הכחדת קרטיקון-שלישון (K/T) לפני 65 מיליון שנה, כ-50% מהמינים; (הגדולה ביותר: הכחדת פרם-טריאס, 250 מיליון, 90%)
  לואיס אלוורז ובנו, וולטר אלוורז העלו את השערת המטאוריט.

התמיינות

איך מגדירים מין? דרווין טען: (בטבע) אין מינים! - חלוקה מלאכותית בשביל מדענים לסדר את מחשבותיהם. במוצא המינים יש הכל, פרט להסבר איך נוצרו מינים, כי דרווין לא היה מושג על התמיינות. כיום סבורים שהוא טעה (בזה); יש בגדול 4 גישות:

1. סטטית. כמו אמונת בריאת העולם: יש אבות-טיפוס, שצאצאיהם שייכים לאותו מין. דראור: אמנם, תורת הבריאה לא נכללת בתוכנית לימודים, אבל רוב המיון המודרני נעשה כך, לפי דמיון חיצוני: "מין הוא אוסף הפרטים שדומים ביניהם יותר מאשר לאחרים", דמיון מורפולוגי, כרומוזומלי או מולקולרי; אבולוציונית, זה לא מעניין - כי אין לזה קשר למוצא (למשל, מינים תאומים )). חסרון: איזה תבחין-דמיון חשוב יותר? (האם עורב דומה לגוש פחם?)
2. דינמית. "קבוצת פרטים שיכולים להתרבות ביניהם, ומחוץ לקבוצה יש מחסום רבייתי"; ארנסט מאייר. חסרון: מה עם רביה לא-מינית? שני פרטים מאותו זוויג? בע"ח משומרים או מאובנים? בנוסף לכל אלה - נסיון לזווג תלוי בדמיון מורפולוגי - חזרה ל-1.
3. אבולוציונית, קלדיסטיקה. "קבוצת פרטים שיש להם אב קדמון משותף, וששומרת על זהות נבדלת". חסרון: מעגליות, צריך מידע מוקדם על קירבה כדי למצוא קירבה אחרת.
4. אינטואיטיבית. כמו פורנוגרפיה בהחלטת בית המשפט העליון: יודעים כשרואים. חסרון: סובייקטיביות.

בהנחה שפעם היה מין אחד, אין ספק שיש התמיינות.

1. מיקרו-אבולוציה: אין מיוחד בהתמיינות - פשוט המשך של השתנות בין פרטים. מין במובן (2) יכול להיווצר כתוצאה מהפרדה פיזית בין 2 אוכלוסיות, שמשתנות במידה כזאת שכבר אי אפשר לזווג - אלופטריה. יכולים להיפרד גם כתוצאה אחרת (למשל: הסתגלות למזון שונה) - סימפטריה.
2. מאקרו-אבולוציה: זה תהליך שונה מהותית.

בעיות: איך למשל הופיעו יונקים? זה מחייב הופעה של 3 דברים לפחות, ביחד: בלוטת חלב, נוזל מזין, ו-יצר יניקה. ארתור קסטלר הציע: מוטציות רדומות, שמתעוררות כאשר כל המרכיבים מוכנים. הסבר יפה, אך אין מוטציות כאלה. 2 מדענים-מצורעים הציעו תשובה: ריצ'רד גולדשמיט הגה את "המפלצת מלאת התקווה" (Hopeful Monster), יצור מוטציוני שלפעמים שרד בגלל שילוב מוצלח של מספר תכונות, שכולן חדשות. הוא היה "מצורע" מדעי כ-30 שנה, עד ששבשנות ה-40 מצורעת נוספת, ברברה מקלינטוק גילתה "DNA נייד" שגורם לשינויים דרסטיים.

נאו-דרוויניזם

• דרווין הניח ששונות בתכונות (כיום יודעים: גנטית) נוצרת במהירות, ועליה פועלת ברירה טבעית, דרווינית (הכשיר משתלט על כל האוכלוסיה); אחריו התברר ששונות נובעת ממוטציות, ואלה נדירות ולכן קצבן איטי מדי. נאו-דרוויניזם הציע, 2 תהליכים לא תלויים: שונות (פולימורפיזם) שנגרמת מתהליך לא-דרוויניסטי (לא הכשיר ביותר, אלא הכשיר ביחס לצירופים גנטיים, וביחס לסביבות שונות), שמשמר את השונות (ולכן הוא סטטי, בממוצע); ותהליך שני: ברירה דרוויניסטית, שגורמת להשתנות המין.
• כשירות (fitness), הגדרה: מי שמצליח להעמיד צאצאים, שמגיעים לבגרות. צאצאים יש לכולם, והרבה יותר משהטבע יכול להכיל; הכשירים יותר - מולידים יותר צאצאים בוגרים, כך שהם משתלטים על האוכלוסיה. לכן כשירות היא רק של מין מסוים, ביחס לסביבה מסוימת (אין להשוות בין כשירות של דולפין לזו של אריה).
• נדרשים כאן יותר משתנים, וזה: "הגדלה בלתי-סבירה של דרגות-החופש"; כך קשה לבנות מודל תאורטי שיתאים לתצפית - הוא מסובך מאד. לכן נאו-דרוויניזם הותקף בהיותו "מסגרת תאורטית רחבה", אל לא ממש תאוריה מדעית. התאוריה נכשלה במבחן חישובי - למשל ביונקים, קצב האבולוציה בפועל חייב, על פי המודל, כושר רבייה שלא קיים.
• אלטרנטיבה: תאוריה ניוטרליסטית (Jukes, King, Kimura ב-1968): שונות נוצרת מסחיפה גנטית אקראית, ללא סלקציה, כך שגן יכול להתרבות ללא קשר לכשירות; תדירות של וריאנטים גנטיים משתנה כל הזמן אקראית, ולא משפיעה על פנוטיפים, עד שמזדמן ייתרון הישרדותי לווריאציה מסויימת (?). ב-20 שנה, התאוריה שדרה מבחן ניבוי בכ-500 מינים, וגם את תוספת הידע על רצפי DNA וחלבונים, שלא היה קיים בזמנה - המבחן הקשה ביותר לתאוריה. מתנגדים: קיין, Lande (סחיפה אפשרית רק באוכלוסיות קטנות, שנכחדות לפני שמושפעות ממנה); "היחיד" ש"תומך" בתאוריה - "יש מקרים שוריאציות שאינן מזיקות ואין מועילות מתקיימות, בתדירויות משתנות" - דרווין.
• ערך C: כמות DNA אצל כל הפרטים מאותו מין (שהיא זהה). פרדוקס ערך C: המתאם בין הכמות לבין המורכבות של המין - קטן; יש חיידקים עם גנום חסכוני, ויש עם גדול מאד, רובו לא מקודד; יש אפילו פרוטיסטה שאינן אפילו חיידקים, עם גנום גדול משל אדם - חלקם פי 200 , אמבה שחיה בין השיניים שלנו; למינים של סלמנדרה יש גנום פי 40 משל אדם. אמנם, לא ברור איך מגדירים מורכבות - אולי עפ"י תבחינים אחרים, האדם לא יותר מורכב מבצל הגינה פי 5 DNA). אבל - יש מינים תאומים (Sibling Species) , דומים (מורפולוגיה - חיצונית) עד אי הבדלה (ומכאן, בהכרח מורכבות דומה), עם הבדלים עצומים ב-DNA; מכאן שיש הרבה DNA מיותר. חיזוק: DNA אנושי מספיק לייצר 300 אלף סוגי חלבונים, בפועל - רק 30; כלומר - 90% מיותר! לכן נקרא DNA זבל.
  

מסתבר, שאבולוציה לא סובלת בזבוז ברמת הפנוטיפ, אבל ככל שיורדים ל-DNA, יש "בזבוז" גדול. מאז הגילוי, הבעיה נקראת תעלומת ערך C (אינה פרדוקס, אבל לא מובן מדוע). אי-המתאם נקרא "הדואליות האבולוציונית", או "הגירושים הגדולים". אולי ל"מיותר" אכן יש פונקציה לא ידועה, אבל מחקרים חדשים בביולוגיה מולקולרית הראו הבדל מהותי בין DNA מקודד (לחלבונים) לביו שאינו מקודד: האחרון מכיל רצפים חוזרים, חלקם מאות-אלפי פעמים.
ביטוי נוסף לאי-המתאם: מינים שלא השתנו בצורתם מיליוני שנים (תיקן, תנין, כריש) נקראים מאובן חי, אבל קצב השתנות ה-DNA שלהם רגיל. ולהיפך - האדם עבר אבולוציה מואצת ב-2 מיליון שנה: המוח גדל במאות אחוזים, מבנה השלד, דיאטה; אבל קצב שינוי ה-DNA הוא האיטי ביותר הידוע בעולם החי. ייתכן, שמקור התעלומה בחוסר ידיעתנו: מעבר לתהליך הלינארי של תעתוק (Transcription) של DNA ל-RNA, ולתרגום mRNA לחלבון - אין יודעים את תהליך האפיגנטיקה, שאולי אינו לינארי. באשר ל"יעילות" שדרווין חשב על אורגניזמים - אולי אינה קיימת; גראור: אולי מורפולוגים חונכו לראות יעילות גם כשאיננה, וגנטיקאים חונכו לראות בזבוז, גם כשלא קיים. אפשרות : ה-DNA ה"מבוזבז" חיוני כשלד (מכני?) לגרעין התא, ולכן הוא מכונה "DNA בוּר".
ואם נגלה את מנגנון הייצור של תכונות - אולי זה יעלים את הפער, אבל יצור בעיה חמורה יותר: דטרמיניזם של התנהגות (כפי שטענו סנגורים, שכרומוזום Y אחראי לאלימות גברית).

מחקר האבולוציה

• מכשול למחקר: קצב איטי; מעקף: מחקר על קבוצת נגיףים, עם מידע ב-RNA, אבולוציה מהירה פי כמיליון (לכן גם חיסון נגד שפעת נועד לכישלון).
  חיסונים מפותחים במעבדה, כנגד נגיפי שפעת שבמקרר, ואלה לא עוברים אבולוציה...‏ אלה שבטבע עוברים, והנגיפים שכנגדם פותח החיסון – כבר לא קיימים...

• נגיף HIV הוא בעצם ברכה, למדע: בפעם הראשונה אפשר לחקור (מההתחלה) היווצרות של מין, והתמיינות והסתגלות לגומחה, סביבה משתנה שהיא גוף האדם. קצב המוטציות של הנגיף גבוה: האנזים רוורס טרנסקריפטאז (ממיר RNA ל-DNA) עושה טעויות רבות.
• קשה למצוא DNA בבעלי חיים עתיקים: מומיות בנות 3,000 שנה, ממותות - 20 אלף, או חרקים בענבר (כמו בפארק היורה). אך אלה זמנים קצרים; כמעט כל המחקר היום הוא השוואתי, באבולוציה מולקולרית:
  • ממצא ראשון: האבולוציה שמרנית מאד; תכונות נשמרות זמן רב, למרות שינויים גנטיים מהירים - שקורים בעיקר ב-DNA זבל. דראור: כמו אופנה, שגם היא שמרנית במובן זה - כל השינויים הם באביזרים, צבעים, תכשיטים, מיקום כיסים; צורת הבגד לא משתנה כמעט.
  • אין הרבה "חידושים מורכבים" (דרווין: complex novelties), למשל: העין, שהתפתחה ב-3 קבוצות, רכיכות, פרוקי-רגליים, בעלי חוליות. חוקרים מאז דרווין לא הבינו את החידוש, במיוחד 3 פעמים בנפרד. הפתרון: במולקולה אין כמעט חידושים; תכונה חדשה מופיעה עם שינוי קטן ב-DNA; לא רק DNA שלם, גם גנים יכולים לשכפל עצמם באותו כרומוזום, ויש "משפחות גנים", גנים שדומים ברצף - לא בתפקוד, ורק אחד מהם יוצר תכונה חדשה; כלומר: עין מופיעה כשנוצר שינוי קטן בגן שכבר היה מוכן.
  • גנים עוברים למקומות אחרים בכרומוזום, לכרומוזומים אחרים, אפילו לאורגניזמים אחרים ממינים אחרים - העברה גנטית אופקית (HGT)!
  • DNA שהיה פעיל, השתנה במוטציה ועבר דה-אקטיבציה - פנוי למוטציות רבות שלא משפיעות. דראור: "פסבדו-גנים" כאלה מאפשרים לחקור את תהליך המוטציות (בזמנים אבולוציוניים? כנראה: רגילים, מהירים), מבלי שהברירה הטבעית תפריע. "גנים מתים" כאלה נשארים, יכולים גם להתרבות (משתכפלים), ואפילו להתעורר לחיים - Gene conversion!

הדרגתיות

תומאס הנרי האקסלי ("הבולדוג של דרווין") נזף בו בגלל התעקשותו על הדרגתיות; אבל דרווין ניצח, למשך 125 שנה; עד 1972, אז הפליאונטולוגיהים סטיבן ג'יי גולד וניילס אלדריג' ניסחו את שיווי משקל מקוטע: רוב הזמן ללא שינוי (stasis), ותקופות קצרות של מהפכות - התמיינות מהירה. לעומת זאת, מחקר מולוקלרי גילה שקצב השתנות ה-DNA בערך קבוע - שעון מולקולרי.

דראור: קשה לדעת לאיזה מנגנון מתאים הטבע - כי הנטיה היא פוליטית. תאורית גולד-אלדריג' מתאימה למרקסיזם, ולמרקסיסטים כמו גולד ולוונטין ; והשניה לאנטי-מרקסיסטים: אלן וילסון . כמו בכלכלה ובמדיניות - נכנסת פוליטיקה, יוצא השכל-ישר.

בכל מקרה, אפשר לחקור התמיינות, לפי שינוי DNA: מגדירים "מדד דמיון" (similarity index) או מרחק גנטי. כך נפתרה חידת הפלמינגו: בגלל גולגולת, עצמות אגן ופיתול המעי - חשבו שהוא שייך לסדרה חסידאים (Ciconiiformes); אך בגלל קרום-שחיה, מקור, צורת-חיזור וסוג טפיל משותף (כינת-נוצות, malophaga) - חשבו שהוא מהאווזאים. מי שלא יכול היה להכריע - המציא סדרה מיוחדת, Phoenicopteriformes. אך ה-DNA הכריע סופית: פלמינגו הוא חסידה, ואפילו קרוב יותר אליה מאשר השקנאי - שעל פי צורתו אין ספק שהוא חסידה.

מקרה אחר - פנדה ענק, סיפור מוזר: יונק-מטורפים שאוכל רק צמחים, בעיקר חזרן (במבוק); בגלל מערכת עיכול של טורף ודיאטה צמחונית - הכי בלתי יעיל בעולם. בנוסף, יש לה 6 אצבעות - למעשה, 5 ועוד "בוהן"-הפנדה, שהיה פעם עצם כף-יד, וזז. בגלל המוזרויות, לא ידעו לסווג. היו כ-3 אסכולות: (1) רומר , גדול הפלאונטולוגיה במאה, חשב שהיא קרובה של דביבון (Raccoon; "דוב רוחץ" בגלל שהוא שוטף מזונו בנהר). א(2) גולד מהארוורד יצר להן ענף נפרד. ורק: (3) הילדים של דראור, אור ועינר (8, 4) סברו - "דוב-פנדה". רצפי DNA קבעו - דוב.

תעלומת הקידוד

יש נתק בין DNA (שידוע בדיוק איך מורש) לבין פנוטיפים, שעד היום ידוע מעט רק ובערך איך מתקבלים מ-DNA. מחד, ברור שתכונות (צבע-עור, וכו') מורשות, ומכאן מסיקים שהן תוצאה של DNA, למרות שלא יודעים כיצד. אבל - יש מתאם חיובי ומובהק בין דורות, בתכונה: כמות הכסף; אבל היא לא עוברת ב-DNA... ולהיפך: ילדים עם טאי זקס נולדים להורים בריאים - ומכאן שהיא לא תורשתית? היא כן: ההורים נשאים (עם אלל יחיד); הוכחת התורשיות לא התבססה על מתאם (שלא קיים), אלא על מידע נוסף. בצבע-עור, יש מתאם אבל אין מידע נוסף (בדיוק כמו הכסף!), כלומר גנטית אין כיום הוכחה שצבע-עור תורשתי! (אם יוכח שהוא לא תורשתי - זה לא יסתור שום עובדה שידועה כיום...)

אדם

מבחינת חלקו בעולם החי, ייחודו האנטומיה, אורך התמיינותו, שונות גנטית - אדם נבון הוא מין דל ומשעמם; יש לו פרק נפרד בספרי ביולוגיה, רק כי הוא כותב אותם. גם דרווין לא הקדיש לו זמן רב: רק ב-1871 הגיע אליו. אדם (סוג) (homo) קיים רק כ-1.5 מיליון שנה, ואדם הנבון - פחות מ-100 אלף.

גם באדם: מקור השונות - תמיד המוטציה; התפלגות (וגיוון צירופי ה)גנים באוכלוסיה - תוצאת זיווג באקראיות; תפוצה גאוגרפית - מהגירה; ובגלל קוטן האוכלוסיה (בגלל חוק המספרים הגדולים#החוק החלש) - יש סחיפה גנטית אקראית. אבל - הגירה וזיווג לא-אקראי נקבע ע"י תרבות, יותר מאשר ע"י חסמים גאוגרפיים או גנטיים. כשירות נקבעת לא רק ע"י אינטראקציות (אובייקטיבית) בין תכונות גנטיות לבין הסביבה, אלא גם - האדם יכול להחליט בשרירות, מיהו כשיר. דראור: נאציזם הוא סלקציה מלאכותית של תכונות נייטרליות מבחינת הישרדות טבעית, כמו דת או צבע שיער ועיניים. גם להיפך: קוצר ראייה, או חסר בייצור אינסולין - תכונות מזיקות בטבע, הופכות לנייטרלית ע"י משקפיים או תרופה. האנרכיזם-קומוניסט פיוטר קרופוטקין אפילו ביטל את קיום התחרות האבולוציונית באנושות, וטען שקואופרציה את המניע באבולוציה של האדם.

ב-1857 התגלה מאובן של לא-אדם ולא-קוף בעמק ניאנדר (Neandertal). האדם הניאנדרטלי היה "החוליה החסרה", וחיזוק לדרווין; אם כי לא כולם השתכנעו.

דרווין טען שמוצא האדם מאפריקה, ושלכן הקרובים ביותר הם גורילה ושימפנזה. טענתו הותקפה בגלל גזענות, ובמשך עשרות שנים חיפשו שרידים באסיה ובאירופה. עד שנות ה-1960(!) האמינו שהקרוב ביותר הוא האורנגאוטן, רק בגלל שחי באסיה ואינו שחור. סיבה מדעית היא שהאמינו שיש תהליך של אטביזם, נסיגה אבולוציונית בעקבות מוטציה. זה מה שחשבו שקרה לסינים, ליפנים ולמונגולים; לכן לוקים בתסמונת דאון נקראו "מונגולואידים": האמינו שפגם גנטי גרם לנסיגה. אפריקאים נחשבו לגזע יותר אטוויסטי אפילו ממונגולים. לכן לא יכלו לקבל שאדם התפתח משם.

כיום יודעים שדרווין צדק. ממצאים מאובנים, וגם מולקולריים, מוכיחים חד-משמעיות על מוצא ממזרח אפריקה; קו ההתפתחות לאדם נפרד מהקו שהוביל לקופי האדם לפני 5 מיליון שנה בלבד, ולכן גם ההבדל הגנטי זעיר. דראור: טרם נמצאה תכונה גנטית אחת מבדילה מהשימפנזה, ייתכן אפילו שניתן להזדווג, כי אולי הקרבה הגנטית גדולה מאשר בין סוס הבית לחמור הבית, שמזדווגים. אבי הטקסונומיה, קארולוס ליניאוס, היה דתי אדוק והאמין בסיפור הבריאה; דווקא הוא צירף את שימפנזה מצוי למשפחת אדם, וכינה אותו Homo troglodytes; ממשיכיו ה"מדעיים" שינו את השם ל-Pan troglodytes - שגוי מדעית.

לכן חשובה האובייקטיביות, שנפגעת מדעות קדומות. לא מצאו מאפיין מבדיל אדם משאר עולם החי. ייצור כלים - גם ציפורים; בתקשורת קולית מורכבת - לווייתנאים יעילים יותר; העברת מידע חיוני לשרידות, לא גנטי - גם קוף מקוק; עיסוק שאינו הישרדותי (כמו ויקיפדיה או קריאת ספר זה) - יש בעלי חיים רבים כאלה, וצ'רלס אלטון : "בעלי חיים מבלים רוב זמנם בחוסר מעש מוחלט"; יש טוענים שהאדם הוא היחיד שהורג את בני מינו שלא לצורך מאכל - גם יונקים מסויימים רוצחים את ילדיהם.

אבולוציה תוך-מינית

למעשה, בלתי-אפשרית בגלל הזמן הקצר (עשרות אלפי שנים). החלוקה המקובלת לגזעים: שחורים (negroids), לבנים (caucasoids), צהובים (mongoloids); אין לה בסיס גנטי או אבולוציוני, רק פנוטיפי. שבט נגריטו בהפיליפינים דומה לשחורים, אבל קרוב גנטית למונגולואידים. גם שבט איינו (Ayinu) ביפן, דומה לאירופים. החלוקה לא מתייחסת בכלל לתושבי הודו - כאילו לא קיימים.

כל "תאוריה" גזענית מניחה: (1) יש תכונות דיפרנציאליות (מבדילות) בין גזעים, ו-(2) זה מחייב התייחסות אחרת. "שונה" לא זהה ל"נחות": יש תאוריות גזעניות (במובן של הבדל בין גזעים, שאין לו בסיס מדעי) שחושבות שהיהודים הם גזע עליון. או להיפך: שהם גזע פגום, למשל שיש להם נטיה גנטית למחלות מטבוליזם כמו: טאי זקס, מחלת גושה או נימן פיק. זה נכון, אך לא משפיע על הישרדותם הטבעית: מחקר בעיר היהודית הגדולה בעולם ניו יורק העלה: אין הבדל בתחלואה הכללית, רק בתדירות הדיווח, כי יהודים מבקרים אצל רופא פי 20 מאחרים - אולי המחלה היהודית היחידה במובהק היא היפוכונדריה.

דבולוציה

יש שדואגים, שהאנושות מתנוונת ע"י הפצה של תכונות רעות, כמו קוצר ראיה או מחלות נפש, בעידוד התרבות האנושית שמספקת תמיכה לבעלי תכונות אלה. "פוחת והולך הדור." הרופא-(פסיכיאטר?), עיתונאי ופעיל ציוני מקס נורדאו כתב רבות עך כך. ספרו הידוע ביותר: התנוונות (Entartung), בו תוקף את הגישה ה"אגואיסטית" שמאפשרת התרבות של אנשים "לא ראויים", בשעה שה"ראויים" יולדים מעט צאצאים. כנגד נורדאו: טענת ה"ראויים" אינה הישרדותית, אלא אסתטית ואתית. אין יתרון הישרדותי בעיניים כחולות, שיער בלונדיני, יושר או דתיות. טענה: לא ניתן לעשות ניסויים באבולוציה של בני אדם. דראור: ניתן, רק שבגלל הזמן הארוך שנדרש, הניסוי נקרא "היסטוריה". למשל:

• אפשר לבדוק את השפעת רדיואקטיביות על קצב מוטציות. על אוכלוסייה אחת מטילים פצצות אטום, ועל השנייה - פצצות רגילות. בודקים אחרי 30 שנה, המסקנה: אין השפעה.
• לבדיקת ההשפעה של בידוד רבייתי, מכניסים אוכלוסייה לגטו, ושומרים עליה קטנה (ע"י פוגרוםים מחזוריים) כדי לאפשר סחיפה גנטית אקראית; "ניסוי" כזה שנערך ביהודים במזרח אירופה גילה (250 שנה אח"כ), שבידוד גורם לעליה בתדירות של תכונות מזיקות, בעיקר לסינתזת שומנים בתא עצב – טאי זקס וכו'.
• לבדיקה של השפעת מלריה על תדירות הגן לאנמיה חרמשית, עשו ניסוי שהיסטוריונים מכנים "סחר עבדים" (המאה ה-17 וה-18). לקחו אנשים מאזור מוכה מלריה (אפריקה), אוכלוסייה אחת נשלחה למקום עם מלריה – סורינאם, ואחת למקום ללא מלריה – קוראסאו. שמרו על תנאים זהים (חוסר מזון והשכלה, עבדות), וכעבור 200-300 שנה שיחררו אותם. התברר שבקורסאו הייתה ירידה בתדירות הגן, הסיבה: המלריה בסורינאם הרגה אנשים חסרי-גן, ובכך יצרה סלקציה שהעדיפה את בעלי הגן, ותדירותו נשארה כמו באפריקה (שם מלריה); בקורסאו לא היה לבעלי הגן ייתרון הישרדותי, ולכן תדירותו הדלדלה.

באשר לקושי הנפשי שבירידה בדרגה, מ"נזר הבריאה" לסתם קוף – עדיף להשתייך למשפחה נעימת-הליכות כמו גורילה מאשר למין מיוחד שהוליד את היטלר.

תוספות

ניסוי העתקת צלחת

: יהושע לדרברג (ואשתו ? פיתחו שיטה לקבלת תרבית חיידקים רגישים: מגדלים מושבות חיידקים נפרדות בצלחת פטרי; בכל מושבה מקומית - חיידקים זהים גנטית, אבל המושבות שונות גנטית זו מזו (מוטציות?). מעתיקים חלק ממושבות-החיידקים ל-2 צלחות, אחת עם (למשל: אנטיביוטיקה), ואחת בלי, כך שחלקם נשארים בצלחת המקור. מושבה שתושמד ע"י החומר - לוקחים חיידקים מצלחת המקור, במקום המתאים למושבה המושמדת.
זוהי גם אחת ההוכחות, שהשונות קיימת בלי קשר לגורם הברירה (האנטיביוטיקה).

בדיקה

• רק מוטציות בתאי מין עוברות בתורשה! - ?

מארש-קופ

• עותניאל צ'ארלס מארש, אדוארד קופ
• האל הלמן: מארש רצה כבר לסיים פרויקט, הצמיד ראש לשלד לא נכון; בגלל המוניטין שלו, הטעות תוקנה רק ב-1979!
  • מצד שני, אמין: לאינדיאנים משבט סו שהרשו לו לעבור בשטחם, הבטיח עזרה בממשלה, וקיים; כינוהו "צי'ף העצמות הגדולות".

הערות שוליים

שגיאות פרמטריות בתבנית:הערות שוליים
פרמטרים [ טורים ] לא מופיעים בהגדרת התבנית