18.1C: חוחיות הגלפגוס והברירה הטבעית

Last updated
Save as PDF

Page ID: 210354

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

ההבדלים בצורתם ובגודלם של המקור בחוחיות דרווין ממחישים שינוי אבולוציוני מתמשך.

מטרות למידה

תאר כיצד חוחיות מספקות עדות גלויה לאבולוציה

נקודות מפתח

דרווין צפה שלחוחיות הגלפגוס יש סדרה מדורגת של גדלים וצורות מקור וחזה שמינים אלה שונו ממין יבשת מקורי אחד.
דרווין כינה הבדלים בין המינים ברירה טבעית, הנגרמת על ידי תורשה של תכונות, תחרות בין פרטים ושונות התכונות.
צאצאים בעלי מאפיינים תורשתיים המאפשרים להם להתחרות בצורה הטובה ביותר ישרדו ויהיו להם יותר צאצאים מאשר אותם אנשים עם וריאציות שפחות מסוגלים להתחרות.
חוחיות גדולות ניזונות ביעילות רבה יותר מזרעים גדולים וקשים, ואילו חוחיות קטנות יותר ניזונות ביעילות רבה יותר מזרעים קטנים ורכים.
כאשר זרעים קטנים ורכים הופכים לנדירים, חוחיות גדולות ישרדו טוב יותר, ויהיו ציפורים גדולות יותר בדור הבא; כאשר זרעים גדולים וקשים יהפכו לנדירים, ההפך יתרחש.

מונחי מפתח

ברירה טבעית: תהליך שבו אורגניזמים בודדים או פנוטיפים בעלי תכונות חיוביות נוטים יותר לשרוד ולהתרבות
אבולוציה: השינוי בהרכב הגנטי של אוכלוסייה לאורך דורות עוקבים

עדות גלויה לאבולוציה מתמשכת: החוחיות של דרווין

בשנים 1831 עד 1836 טייל דרווין ברחבי העולם והתבונן בבעלי חיים ביבשות ובאיים שונים. באיי גלפגוס צפה דרווין בכמה מינים של חוחיות עם צורות מקור ייחודיות. הוא הבחין בחוחיות אלה דומות מאוד למין חוחית אחר ביבשת דרום אמריקה וכי קבוצת המינים בגלפגוס יצרה סדרה מדורגת של גדלים וצורות מקור, עם הבדלים קטנים מאוד בין הדומים ביותר. דרווין דמיין שמיני האי עשויים להיות כל המינים ששונו ממין יבשת מקורי אחד. בשנת 1860, הוא כתב, "כשרואים את הדרגתיות והמגוון הזה של המבנה בקבוצת ציפורים קטנה וקשורה קשר הדוק, אפשר באמת לחשוב שממיעוט ציפורים מקורי בארכיפלג זה, מין אחד נלקח ושונה למטרות שונות."

דמות — איור\(\PageIndex{1}\): החוחיות של דרווין: דרווין הבחין שצורת המקור משתנה בין מיני החוחיות. הוא הניח כי מקורו של מין אבות הסתגל לאורך זמן לצייד את החוחיות לרכישת מקורות מזון שונים. איור זה מציג את צורות המקור לארבעה מינים של חוחית טחונה: 1. *גיאוספיזה מגנירוסטריס (החוחית הקרקעית* הגדולה), 2. *ג 'פורטיס* (החוחית הקרקעית הבינונית), 3. *G. parvula* (חוחית העץ הקטנה), ו -4. *Certhidea אוליבצאה* (החוחית הירוקה).

הברירה הטבעית

דרווין כינה את מנגנון השינוי הזה ברירה טבעית. הברירה הטבעית, טען דרווין, הייתה תוצאה בלתי נמנעת של שלושה עקרונות שפעלו בטבע. ראשית, המאפיינים של אורגניזמים עוברים בתורשה, או מועברים מהורה לצאצאים. שנית, נוצרים יותר צאצאים ממה שמסוגלים לשרוד; במילים אחרות, משאבים להישרדות ורבייה מוגבלים. יכולת ההתרבות בכל האורגניזמים עולה על זמינות המשאבים לתמיכה במספרם. לפיכך, קיימת תחרות על אותם משאבים בכל דור. שלישית, צאצאים משתנים זה בזה ביחס למאפייניהם וריאציות אלה עוברות בתורשה. מתוך שלושת העקרונות הללו, דרווין נימק כי צאצאים בעלי מאפיינים תורשתיים המאפשרים להם להתחרות בצורה הטובה ביותר על משאבים מוגבלים ישרדו ויהיו להם יותר צאצאים מאשר אותם אנשים עם וריאציות שפחות מסוגלים להתחרות. מכיוון שמאפיינים עוברים בתורשה, תכונות אלה יוצגו טוב יותר בדור הבא. זה יוביל לשינוי באוכלוסיות לאורך דורות בתהליך שדרווין כינה "ירידה עם שינוי", או אבולוציה.

מחקרים על הברירה הטבעית אחרי דרווין

הדגמות של אבולוציה על ידי ברירה טבעית יכולות לקחת זמן רב. פיטר ורוזמרי גרנט ועמיתיהם חקרו אוכלוסיות חוחיות גלפגוס מדי שנה מאז 1976 וסיפקו הדגמות חשובות להפעלת הברירה הטבעית. המענקים מצאו שינויים מדור לדור בצורות המקור של חוחיות הקרקע הבינוניות באי דפנה מייג'ור בגלאפגוס.

החוחית הטחונה הבינונית ניזון מזרעים. הציפורים ירשו שונות בצורת השטר, כאשר לחלק מהאנשים יש שטרות רחבים ועמוקים ואחרים בעלי שטרות דקים יותר. ציפורים בעלות חזה גדול ניזונות ביעילות רבה יותר מזרעים גדולים וקשים, בעוד שציפורים קטנות יותר ניזונות ביעילות רבה יותר מזרעים קטנים ורכים. במהלך 1977, תקופת בצורת שינתה את הצמחייה באי. לאחר תקופה זו, מספר הזרעים ירד באופן דרמטי; הירידה בזרעים קטנים ורכים הייתה גדולה מהירידה בזרעים גדולים וקשים. הציפורים הגדולות הצליחו לשרוד טוב יותר מהציפורים הקטנות בשנה שלאחר מכן.

בשנה שלאחר הבצורת שבה המענקים מדדו את גדלי המקור באוכלוסייה המופחתת בהרבה, הם גילו שגודל השטר הממוצע גדול יותר. זו הייתה עדות ברורה לבחירה טבעית של גודל השטר הנגרמת על ידי זמינות הזרעים. המענקים חקרו את הירושה של גדלי השטרות וידעו שהציפורים בעלות החוב הגדול ששרדו נוטות להוליד צאצאים עם שטרות גדולים יותר, כך שהמבחר יוביל להתפתחות גודל השטר. מחקרים שנערכו לאחר מכן על ידי המענקים הוכיחו בחירה והתפתחות גודל השטר במין זה בתגובה לתנאים משתנים אחרים באי. האבולוציה התרחשה הן לשטרות גדולים יותר, כמו במקרה זה, והן לשטרות קטנים יותר כאשר זרעים גדולים הפכו לנדירים.