ViewWiki

העולם, קצת יותר מקרוב

ברירה טבעית.

העשים המפולפלים של אנגליה נעשו שחורים כשהפיח הכהה את העצים. שנו את קליפת העץ ואת התיאבון של הציפורים, וצפו באבולוציה של הצבע באוכלוסייה.

גלו את הסצנה מאמר אינטראקטיבי

01 / הניסוי

להסתתר, או להיאכל.

בחרו קליפה, התקדמו דור אחר דור, ואז מיינו את העשים לפי גוון.

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „ברירה טבעית”, שעוסקת בשאלה: למה העשים המפולפלים באנגליה נעשו שחורים, ואחר כך שוב בהירים?
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

ההסבר שלמטה זמין כבר עכשיו, בזמן שהסצנה נטענת.

120 עשים. ציפורים מוצאות עש בקלות רבה יותר ככל שהוא בולט יותר על רקע הקליפה, וכל עש צעיר יורש את הגוון של ההורה שלו עם שינוי אקראי קטן.בעשים מפולפלים אמיתיים הצורה השחורה נובעת בעיקר מגרסה אחת של גן יחיד, ולא מטווח רציף של גוונים, ולעשים יש שני הורים, ולא הורה אחד שהם מעתיקים. הציפורים, שיעורי הטריפה והתזמון הם להמחשה; אצל העש המפולפל דור אחד הוא שנה.

02 / שלוש אוכלוסיות

תכונה אחרת, אותו מיון.

בכל אחד מהמקרים השונות כבר הייתה קיימת. הסביבה קבעה איזה סוג השאיר יותר צאצאים.

אנגליה, ⁦1848–1895⁩01

העש המפולפל

הפיח הכהה את העצים, והציפורים מצאו קודם את העשים הבהירים. הצורה השחורה הנדירה נעשתה הנפוצה.

תכונה
צבע הכנפיים
הגורם הבורר
ציפורים שצדות בעזרת הראייה
השורדים
עשים בצבע הקליפה
תוך כמה זמן
כ־50 שנה
בתי חולים, שנות הארבעים02

חיידקים

הפניצילין הרג את החיידקים שהוא יכול היה להרוג. המעטים העמידים שרדו, התרבו והתפשטו.

תכונה
עמידות לתרופה
הגורם הבורר
האנטיביוטיקה עצמה
השורדים
תאים עמידים נדירים
תוך כמה זמן
כמה שנים
איי גלאפגוס, 197703

פרוש קרקעי

בבצורת נשארו רק זרעים גדולים וקשים. פרושים עם מקור עמוק יותר יכלו לפצח אותם, וכך גם הצאצאים שלהם.

תכונה
עומק המקור
הגורם הבורר
נשארו רק זרעים קשים
השורדים
ציפורים עם מקור עמוק
תוך כמה זמן
בצורת אחת
הרעיון הגדול

הברירה לא מתכננת שום דבר; היא מסננת. כל מה שמשתנה בין פרטים, עובר בתורשה ומשנה את הסיכוי להשאיר צאצאים נעשה נפוץ יותר או פחות, דור אחר דור.

נדיר ← 98%

ארבעה מרכיבים

אין שני עשים, שתי חיפושיות או שני בני אדם זהים לגמרי. השונות הזאת היא המרכיב הראשון. השני הוא תורשה: צאצאים נוטים לדמות להוריהם, כי הם נושאים עותקים של הגנים של ההורים. השלישי הוא ברירה: יש וריאציות שמגדילות את הסיכוי של הפרט לשרוד ולהתרבות יותר מאחרות. הרביעי הוא זמן. צרפו את ארבעתם, ובדור הבא יהיו קצת יותר פרטים עם מה שעזר, ובדור שאחריו שוב קצת יותר. אף אחד לא בוחר. הסביבה עושה את המיון, פשוט לפי מי שהיא מניחה לו לחיות.

צ’ארלס דרווין ואלפרד ראסל וולאס הגיעו לרעיון הזה כל אחד בנפרד, והוא הוכרז ב־1858; ספרו של דרווין מוצא המינים יצא שנה אחר כך.

העש המפולפל

העש המפולפל נח ביום על גזעי עצים, ושם הכנפיים הבהירות והמנומרות שלו נבלעות בקליפה המכוסה חזזיות. ב־1848 תועד עש שחור ליד מנצ’סטר. כשעשן הפחם המית את החזזיות וציפה את העצים בפיח, הצורה השחורה התפשטה, ועד 1895 כ־98 אחוזים מהעשים סביב מנצ’סטר היו שחורים. ב־1896 הציע חוקר הטבע ג’ ו’ טט הסבר: ציפורים חטפו כל עש שבלט לעין.

ברנרד קטלוול בדק את הרעיון בשנות החמישים של המאה ה־20, כששחרר עשים מסומנים ביערות מזוהמים וביערות נקיים, והניסוי הגדול והקפדני יותר שערך מייקל מג’רוס ליד קיימברידג’ בין 2001 ל־2007 אישר שציפורים אוכלות עשים בולטים לעין לעיתים קרובות יותר. אחרי חוקי האוויר הנקי של שנות החמישים, החזזיות חזרו והצורה השחורה נעשתה שוב נדירה. ב־2016 איתרו גנטיקאים את מקור הצבע השחור: שינוי יחיד בגן אחד, שהופיע לראשונה בסביבות 1819.

לראות את זה קורה

הסצנה מריצה את אותו תהליך על פיסת קליפה. בכל דור הציפורים לוקחות עשים, ולעיתים קרובות יותר ככל שהם בולטים יותר. השורדים מולידים את הדור הבא, עם שינויים אקראיים קטנים בגוון.

נסו: לחצו על קליפה מפויחת, ואז הזיזו את דור מ־0 עד 50. בחרו ממוינים לפי גוון תחת מיון לפי גוון כדי להשוות לקווי המתאר הכחולים של דור 0. אחר כך הורידו את טריפה בידי ציפורים ל־0%.

חזרה לניסוי

בלי טריפה הצבעים רק נסחפים באקראי. בטריפה עזה הם משתנים מהר יותר, כל עוד יש כבר עשים שקרובים מספיק לגוון הקליפה כדי לשרוד. הברירה לא יכולה ליצור וריאציה שאינה קיימת; היא רק ממיינת את מה שכל דור מספק.

מהר יותר ממה שחושבים

בתנאים טובים חיידקים יכולים להתחלק כל חצי שעה, ולכן בתוך כמה ימים עוברים מאות דורות. בתוך שנים ספורות מאז שהפניצילין נכנס לשימוש נרחב בשנות הארבעים, חיידקי סטפילוקוקוס עמידים נעשו נפוצים בבתי חולים. התרופה הייתה הטורף: היא הרגה את החיידקים הרגישים והשאירה את המעטים העמידים להתרבות. נטילת אנטיביוטיקה רק כשיש בה צורך מאטה את הברירה הזאת.

מה ברירה איננה

ברירה איננה מאמץ או כוונה. עש לא יכול להחליט להיות כהה יותר, וחיידק לא לומד לעמוד בפני תרופה. וריאציות חדשות נוצרות במקרה, בעיקר משגיאות בשכפול ה־DNA; הברירה רק משנה את מידת השכיחות שלהן. “הכשיר ביותר” פירושו המותאם ביותר לסביבה הנוכחית, ולכן העש הבהיר ניצח שוב כשהעצים נעשו נקיים.

מה המודל הזה משאיר בחוץ

לעשים אמיתיים יש שני הורים, והכהות של העש המפולפל נקבעת בעיקר בידי גן אחד שיש לו כמה צורות, ולא בסולם רציף. אוכלוסיות אמיתיות משנות את גודלן, נודדות בין יערות ומתמודדות עם סכנות רבות מלבד ציפורים. שיעורי הטריפה במודל נבחרו כדי שהשינוי ייראה בתוך כמה עשרות דורות; הם אינם ערכים מדודים.

מותר לעשות בהם שימוש חוזר, עם קרדיט ל־ViewWiki וקישור לעמוד הזה.

04 / ללמוד את זה בקורס

תרגול, צעד אחר צעד.

השיעור הזה מלמד את הנושא עם שאלות שנבדקות.

  1. ברירה טבעית ביולוגיה · אבולוציה