הביצה והתרנגולת: מה באמת קדם למה?
אחד המהלכים הדרמטיים באבולוציה, היה הטלתה של הביצה הראשונה על היבשה. מי הם היצורים האחראים להטלה ההיסטורית הזו, והאם הם עצמם היו יצורים יבשתיים או אמפיביים? כדי לענות על כך יש לדובב את המאובנים
החיים על פני כדור הארץ החלו במים. עד לפני חצי מיליארד שנה היתה היבשה ריקה מצומח ומבעלי חיים, חסרי החוליות פרו ורבו במים, ובגלל התחרות העזה, עזבו פרוקי רגליים את סביבתם הימית ומצאו להם בית חדש ונוח יותר ביבשת. בעקבותיהם באו גם הצמחים.
התפתחות החיים ביבשה כה מסעירה את הדמיון, עד כי שוכחים לעיתים שהחיים בים המשיכו כהרגלם. שם חיו הדגים במאבק כביר כל כך, עד שהאפשרות לחיות אורח חיים אמפיבי, הפכה להיות כורח המציאות גם עבורם. כך התפתחו הדו-חיים - חיות יבשה למחצה.
טורים נוספים של יהודה בלו:
- אז'ן מארה - משורר וחוקר בבונים
החיים על פני היבשה היוו אתגר עצום עבור החולייתנים. נדרש מהם לפתח עור עמיד בפני יובש, מערכת משופרת של נשימה ומחזור דם, ושלד המקל על תנועה מהירה ביבשה. אלה התאפשרו רק כשהתפתחה שיטת רבייה חדשה - זו שמחוץ למים.
דו-חיים אומנם ניהלו אורח חיים אמפיבי, דהיינו במים וביבשה, אולם רבייתם התרחשה במים ולכן היו תלויים בהם לקיומם. הם הטילו את ביציהם בתוכם, והראשנים היו חיות מים לכל דבר, עד שהתגלגלו לחיות יבשה. דרושה היתה ביצה מסוג לא מוכר, כזאת המוטלת ביבשה, ומספקת לעובר גם מזון וגם מים הנחוצים להתפתחותו, גם הגנה פיזית וגם אפשרות לקיים חילופי גזים עם האוויר שמחוץ לביצה. הופעתה של ביצה כזאת היתה התרומה הגדולה של הזוחלים לאבולוציה, כך סבורים מרבית המדענים.
האתגר הבלשי
החולייתנים הראשונים שכבשו את היבשה היו, אם כך, הזוחלים. והם עשו זאת לפני כ-350 מיליון שנה. הוכחת שתי האמירות הפשוטות שקראתם עכשיו, מפרנסת ענפי מדע שלמים, עבודה של רבבות חוקרים, מיליוני ממצאים ואינספור סיפורים מרתקים. על מנת לקבוע האם אכן היו הזוחלים חיות היבשה הראשונות, איננו נזקקים לצאת למסע אחורה בזמן, אלא רק לכישורים של בלשים חדי אבחנה.
שיטות רדיואקטיביות של תיארוך מאובנים מאפשרות לדעת אימתי התאבנו יצורים מסוימים, גם אם ההתרחשות אירעה מאות מיליוני שנים לפני הבדיקה. הטכנולוגיה היא כה מדויקת, עד כי מעטים המדענים שעשויים להתווכח איתה. מאידך, השיוך הטקסונומי של היצורים המאובנים לקבוצותיהם השונות בעולם החי, עורר מאז ומתמיד מחלוקת, ושאלות רבות נותרו פתוחות עד ימינו, מבלי שנדע אם אי פעם תימצא להן תשובה.
השאלה שנשאל היא, אם כן, מנין לנו שאותם חולייתנים ראשונים שכבשו את היבשה היו זוחלים, ולא יצורים שהשתייכו לקבוצה שונה. במילים אחרות, אנו רוצים לדעת מי הם הזוחלים, מה מאפיין אותם במיוחד, ובמה הם שונים מקבוצות אחרות של בעלי חיים.
מה זה בכלל זוחל?
הזוחלים של ימינו משתייכים לארבע קבוצות: מחודקי הראש, הנחשים והלטאות, הצבים והתנינים. כל אלה קרויים זוחלים בגלל האופי הזחלני של תנועתם. אולם, הם אינם אלא שארית מזערית ממגוון מדהים של מימדים, צורות ואורחות חיים שאפיינו את הזוחלים של עידן המזוזואיקון (248-65 מיליון שנה לפני ימינו). בין הזוחלים הקדומים היו מינים ימיים מהירי שיוט ומינים אווירניים מיטיבי מעוף, וגם רבים מן המינים שנעו על פני היבשה, לא זחלו מעולם על גחונם. מכאן, שהקבוצה הקרויה בשם זוחלים כלל אינה מתאפיינת באופי זחלני. למינים הנכללים בה משותפות תכונות אחרות, ייחודיות יותר. אחרת, זוחלים בעלי אורח חיים ימי היו מסווגים כדגים וזוחלים מעופפים כעופות.
הדו-חיים, הזוחלים, היונקים והעופות הם כולם חולייתנים המשתייכים לקבוצת בעלי ארבע-רגליים, ולפיכך קרויים גם טטרפודים (Tetrapoda), אף שאצל העופות, אצל כמה מן הזוחלים ואצל העטלפים שהינם יונקים, התפתח זוג גפיים לכנפיים, ואצל נחשים ומקצת הלטאות נעלמו הגפיים לחלוטין. השוני העיקרי בין הזוחלים, היונקים והעופות לבין הדו-חיים הוא בכך שהאחרונים מתרבים באמצעות ביצים אמניוטיות (בעלות שפיר). ואילו ההבדל המהותי בין היונקים והעופות לבין הזוחלים, הוא שלאחרונים אין מערכת המאפשרת שמירה עצמאית על חום גוף גבוה וקבוע. אולם, כל התכונות האלה אינן משתקפות במאובנים. אם כן, כיצד מבחין הפליאונטולוג בין זוחל לדו-חי, ובין זוחל לבין יונק או עוף?
הפליאונטולוג החוקר את המאובנים משתמש בקריטריונים של מבנה השלד בלבד. קריטריון ראשון הוא מפרק הגולגולת עם עמוד השדרה: בניגוד לדגים, שאצלם אין לראש תנועה חופשית ביחס לגו, לטטרפודים יש מפרק בין הגולגולת לבין החוליה העליונה של עמוד השדרה - חוליית האטלס. מעצם העורף של הגולגולת בולט זיז דמוי כפתור, המתחבר אל שקערורית תואמת בחוליית האטלס. זיז זה נקרא קונדיל העורף (Occipital Condyle), והוא יחיד בזוחלים וזוגי בדו-חיים. המבנה של מפרק זה מאפשר לראש להתנועע בעיקר בכיוון מעלה-מטה. קריטריון שני הוא מספר האצבעות בגפיים הקדמיות. לזוחלים חמש ואילו לדו-חיים ארבע. קריטריון שלישי הוא מבנה הגולגולת. אצל הזוחלים היא צרה וגבוהה וסגורה מאחור, ואצל הדו-חיים הגולגולת רחבה ושטוחה ויש לה שנץ מאחור. קריטריון רביעי הוא חגורת הגפיים האחוריות. אצל הזוחלים היא קשורה לשתי חוליות לפחות, ואצל הדו-חיים היא קשורה לחוליה אחת.
המאובנים הקדומים ביותר שמוגדרים על פי קריטריוני שלד אלה כזוחלים שייכים לקוטילוזאורים (Cotylosauria). היו אלה חולייתנים בעלי גפי הליכה, אך מבנה גופם המגושם מעיד כי היו מסורבלים וכבדי תנועה, ומרוב הבחינות לא היו מתקדמים יותר מאבותיהם הדו-חיים, וכמותם בילו אף הם חלק מזמנם במים. הקוטילוזאורים היו, אפוא, יצורים אמפיביים. הם לא היו החולייתנים היבשתיים הראשונים, אך האם היו ראשוני הזוחלים? כלומר, האם הזוחלים הראשונים היו בכלל אמפיביים?
מתי הוטלה הביצה הראשונה?
הזוחלים מוגדרים כיצורים אמניוטיים (Amniota), אך איש איננו יודע מתי הוטלה הביצה האמניוטית הראשונה, זו שעליה נבנית קליפה, ושבתוכה העובר מתפתח עד שהוא מוכן דיו לבקיעה. ישנה אפשרות שהביצה האמניוטית קדמה לחיים ביבשה, וכבר הוטלה על ידי מקצת מן הדו-חיים כאדפטציה משופרת לאורח חייהם. ביצה יבשתית מגדילה את הסיכוי שהתפתחות העובר תושלם במקומות שבהם התייבשו מקווי המים, וכמו כן, היא מצויה הרחק מן הטורפים המרובים שחיו במים, ולצאצא הצעיר היה לפיכך סיכוי רב יותר להישאר בחיים. אם אפשרות זו נכונה אזי הקוטילוזאורים היו אף הם אמניוטיים, וניתן לגזור מכך שראשוני הזוחלים היו אמפיביים, וטרם עזבו את המים לחלוטין ועברו ליבשה.
קיימת, כמובן, אפשרות הפוכה לפיה ראשוני הזוחלים היו יבשתיים מבחינת מבנה הגוף ואורח החיים, אך עדיין נזקקו להטלת ביצים במים. לפי אפשרות זו ברי כי החיים ביבשה קדמו לביצה האמניוטית, ואף אם הקוטילוזאורים לא היו אמניוטיים, הרי בכל זאת היו יצורים בעלי אורח חיים יבשתי במידה מסוימת. ברם, לא ידוע על אודות חולייתן בעל אדפטציות יבשתיות מובהקות המטיל את ביציו במים. כמו כן, אף שלקוטילוזאורים היו מאפייני שלד של זוחלים, מבנה גופם מעיד שהתקשו לנוע על פני היבשה. על כן, יש לדחות את האפשרות השנייה, אך גם את האפשרות הראשונה לא ניתן לקבל מחמת חוסר ראיות.
קיימת אפשרות שלישית שלפיה צאצאי הקוטילוזאורים היו היצורים האמניוטיים הראשונים, ולפיכך היו גם זוחלים אמיתיים, אך מי מבין אותם צאצאים היו אמניוטיים ומי לאו, זאת איננו יכולים לדעת מתוך ממצאי המאובנים. צאצאי הקוטילוזאורים התאפיינו גם בתכונה חדשה. הם יכלו להניע את ראשם לצדדים. הסברה הרווחת בקרב החוקרים גורסת כי הזוחלים שיכלו להניע את ראשם לצדדים כבר היו אמניוטיים.
הנה כי כן, את החיים ביבשה מאפיינת יותר מכל הביצה האמניוטית. אולם, איננו יודעים מתי הוטלה הביצה האמניוטית הקדומה ביותר, האם על ידי מקצת מן הדו-חיים, האם על ידי ראשוני הזוחלים, או האם על ידי זוחלים מאוחרים יותר. לפיכך, כל שנותר הוא להבדיל על פי מאפייני שלד בין דו-חיים, קוטילוזאורים, ושאר הזוחלים, ולהניח כי הזוחלים הם היבשתיים מביניהם, לא משום היותם אמניוטיים, אלא בגלל מבנה גופם המותאם לתנועה על פני הקרקע.
נראה שלעולם לא נדע מי היה היצור הראשון שהותאם לחיי יבשה מובהקים. לכל הפחות, אנו יודעים שהביצה קדמה לתרנגולת ואולי בזאת נתנחם.
לבלוג של יהודה בלו
