תעלומת העופות הלא מעופפים


בכל סיפור או סרט מתח טוב, ממש לקראת הסוף שאתם כבר בטוחים בזהות המתנקש, פתאום יש טוויסט בלתי צפוי בעלילה ותרחיש משונה, שלא חשבתם עליו, מביא לפתרון התעלומה בצורה מבריקה ומפעימה. והנה, אחת התעלומות הגדולות וארוכות השנים במדע שמדירה את שינת החוקרים עוד מימיו של צ'רלס דרווין, קיבלה לאחרונה תפנית מפתיעה ומרתקת. בסיפור המתח הזה יש מתנקשים, דמויות ססגוניות ודרמה חוצת יבשות.
סיפור המתח שלנו מתחיל בכרי העשב המוריקים והשלווים של ניו-זילנד. הזמן- המאה ה- 13. ראשוני הפולינזים מגיעים אל האי השלו ומגלים שם, בין השאר, עוף ענקי וחסר כנפיים – מואה (Dinornithiformes). המואה כללו תשעה מינים שהגדולים שבניהם הגביהו לגובה של כ- 3.6 מטר ומשקלם מוערך ב 230 ק"ג. תוך פרק זמן קצר של כמאה שנים, המאורים מחסלים את העופות הענקיים והתמימים עד האחרון שבהם. ב 1770, כאשר מגיעים לראשונה האירופאים לאי, המואה כבר אינם אך מאוחר יותר שרידיהם מתגלים באתרים ארכאולוגיים רבים. לאורך השנים, פה ושם עוד היו דיווחים על תצפיות במואה כביכול, אך אין לכך סימוכין מדעיים וודאיים.

Last of the moas

על כל פנים, האירופאים שהגיעו לניו-זילנד מתוודעים לקרוב משפחתו הקטן של המואה, הקיווי (Apteryx). זה האחרון, הוא עוף קטן בגודל של תרנגולת מבויתת וגם הוא אינו מעופף בשמיים. הקיווי ניחן בנוצות רכות שמזכירות פרווה והוא בעל שרידי כנפיים קטנטנים ומקור דק וארוך במיוחד. הקיווי הביישן משוטט ביערות בעיקר בלילות וניחן בחוש ריח מפותח ביחס לעופות אחרים. במרוצת השנים הפך הקיווי לסמל הלאומי של ניו-זילנד ולא אחת תושביה אף מכונים בשם זה. באופן טבעי, השייכות של המואה והקיווי לאותה משפחה והעובדה ששניהם אנדמיים לניו-זילנד הובילו מדענים להנחה שהם שארי הבשר הקרובים ביותר אחד של השני. אבל, הנה בא הטוויסט בעלילה, במחקר שנערך לאחרונה התברר שהקיווי קרוב יותר גנטית לעוף הפיל (Aepyornis maximus), עוף אנדמי לאי מדגסקר, השוכן במרחק של אלפי קילומטרים מניו-זילנד. עוף הפיל כפי שניתן ללמוד משמו היה עוף ענקי, המסיבי מכולם למעשה, הוא התנשא לרום של 3 מטרים ומשקלו הגיע כנראה ל- 450 ק"ג! למרבה הצער הוא הושמד כליל במאה ה-17 ושוב, ניחשתם נכון, לאדם היה חלק משמעותי בכך. יתר על כן, ופה העלילה קצת מסתבכת, מסתבר שהמואה הם קרוביו של הטינמו, עוף בעל יכולת תעופה חלשה השוכן בדרום אמריקה. אז מה קורה פה?

Aepyornis maximus
Aepyornis maximus

שני מאמרים שיצאו לאחרונה שופכים אור חדש על קשרי המשפחה בתוך העופות הפליאוגנטים (Palaeognathous) חסרי המעוף. למאמרים עצמם נגיע בהמשך, אך ראשית מי הם הפליאוגנטים? הפליאוגנטים הם אחת משתי על סדרות של עופות מודרניים, כאשר השנייה היא הניאוגנטים (Neognathous) הכוללת את כל שאר העופות הקיימים כיום. הפליאוגנטים, שמשמעות שמם היא לסתות עתיקות (מתייחס למעשה למבנה החך), כוללים את סדרת היענאיים (Struthioniformes) הקרויים באנגלית Ratite ואת סדרת הטינמאיים (Tinamiformes).

קבוצת הפליאוגנטים כוללת מספר מצומצם יחסית של מינים, מגוונים בגודלם אך דומים למדי מבחינה מורפולוגית. הדמיון, מתבטא בהתאמות לחיים על הקרקע כמו כנפיים קצרות או חסרות, מקור חזק, קצר ומשוטח, זנב קצר, ועצם חזה חסרת או קטנת קרין (רכס). הקרין משמש כנקודת אחיזה לשרירי התעופה וגודלו מלמד על רמת ההתפתחות של שרירים אלו. באופן מפתיע, הפליאוגנטים, שכאמור איבדו ברובם את יכולת התעופה, הם בעלי תפוצה גאוגרפית נרחבת ובין חברי הקבוצה מפרידים אוקיינוסים רחבי ידיים. כך למשל, ניתן למצוא באפריקה מין אחד של יען (Struthio camelus), בעוד ששלושת מיני הקזואר (Casuarius), והאמו (Dromaius novaehollandiae) שוכנים ביבשת אוסטרליה וקרבתה. תשעת מיני המואות שנכחדו וחמשת מיני הקיווי מזוהים עם ניו-זילנד, שני מיני הריאה (Rhea) מאכלסים את יבשת אמריקה הדרומית ביחד עם 47 מיני הטינמו (Tinamous) שהם בעלי יכולת תעופה חלשה. ואחרון חביב, עוף הפיל , הגדול מכולם (בסדרה היו כנראה שבעה מינים, המספר המדויק נתון לוויכוח) . נשאלת, אם כן, השאלה המסקרנת כיצד התפזרו להם הפליאוגנטים כבדי התנועה, ברחבי הגלובוס הדרומי?

ratite-map-bronx-zoo

במרוצת השנים הועלו מספר השערות לפתרון התעלומה של התפוצה המקוטעת. אחת האפשרויות, שהייתה מקובלת בעבר, היא שאביהם המשותף של הפליאוגנטים גם הוא היה חסר מעוף. מאחר והפליאוגנטים מאכלסים אזורים שהיו שייכים ליבשת הדרומית הקדומה גונדוואנה, המחשבה הייתה שמקור כולם בתפוצה יבשתית ותהליכים ויקריים. ויקריות (Vicarism) היא תהליך שבו מין מסוים מתפצל למספר מינים או תת מינים כתוצאה משינויים גאוגרפיים או אקלימיים. אם הסבר זה נכון היינו מצפים שראשוני הפליאוגנטים יהיו מתקופת הקרטיקון (לפני כ- 145-65 מליון שנה), טרם השלמת התפצלותה של יבשת גונדוואנה ליבשות משנה. הבעיה היא שהמאובנים הפליאוגנטיים המוקדמים ביותר שנמצאו מתוארכים לתקופות מאוחרות יותר והם לא מתאימים להסבר זה. יתר על כן, ממצאים גנטיים מצביעים על קרבה משפחתית דווקא בין מינים פליאוגנטים מרוחקים גאוגרפית והעץ הפילוגנטי לא "מסתדר" על פי התפוצה היבשתית.
אפשרות שניה היא שמקורם של הפליאוגנטים אינו במין קדום אחד אלא שיש להם מוצא שונה והם התפתחו בתהליך של אבולוציה מתכנסת. במילים אחרות, לחצי ברירה דומים וחזקים על מינים שאינם קרובי משפחה גרמו להיווצרות מראה דומה (כמו במקרה, למשל, של הקוליבריים והצופיות, שתי משפחות של ציפורים שדומות התנהגותית ומורפולוגית אך רחוקות מבחינה גנטית). הרעיון הזה לא עומד במבחן המציאות מאחר והבדיקות המולקולריות של רצפי הדנ"א מוכיחות חד משמעית שהפליאוגנטים הם קרובי משפחה ואינם שייכים למשפחה מודרנית אחרת של בעלי כנף.
אפשרות שלישית היא שהתפוצה הגאוגרפית של הפליאוגנטים היא תוצר של נדידה מאוחרת, לאחר שהיבשות הדרומיות התפצלו, מה שמעלה את השאלה המסקרנת כיצד הם הצליחו לחצות את האוקיינוסים? האפשרות שעופות חסרי יכולת תעופה הצליחו לעבור מרחקים עצומים כאלו באמצעות טרמפ על רפסודה טבעית כלשהי או שחייה נראית קלושה עד מגוחכת. על כל פנים, אין שום עדות ידועה לעוף חסר יכולת תעופה שהצליח לחצות את מרחבי האוקיינוס. הרבה יותר סביר להניח שהנדידה התרחשה באמצעות תעופה.

שני מאמרים חדשים שיצאו לאחרונה גילו ממצאים חדשים ומרתקים שמחזקים משמעותית את ההבנה של אבולוציית הפליאוגנטים. במחקרים אלו מוצה דנ"א משרידים עתיקים של עוף הפיל והמואה (כשלעצמו, הישג טכנולוגי אדיר) והושווה לרצפי הדנ"א הידועים של שאר חברי קבוצת הפליאוגנטים. במחקרם של בייקר (Baker) ועמיתיו התברר, משונה ככל שזה ישמע, שהמואה מניו זילנד הם הקרובים ביותר לטינמו הדרום אמריקאי. אם זה כך, הרי שהאב הקדמון המשותף למינים אלו היה חייב להיות בעל כושר תעופה. רק כך ניתן להסביר את התפוצה הגאוגרפית מה גם שלא סביר להניח שהטינמו עבר "אבולוציה לאחור" ופיתח כושר תעופה מחדש.

במאמר שני, שיצא לאחרונה, מיטשל (Mitchell) ועמיתיו ריצפו את הדנ"א המיטוכונדריאלי של שני מיני עוף פיל נכחדים ממדגסקר וגילו שהקיווי הקטן מניו זילנד הוא שאר בשרם הקרוב ביותר בעוד שהיען, שכנם מאפריקה, מרוחק מהם מבחינה גנטית. גם במחקר זה הטינמו התגלה כקרוב ביותר למואה. החוקרים שוללים את התיאוריה של התמיינות ויקרית הנובעת מנדידת היבשות ותומכים גם הם ברעיון של תפוצה של עוף קדום מעופף ובהמשך התפתחות של ענקות ואובדן יכולת התעופה באבולוציה מתכנסת (ראו איור). צריך לזכור שלאחר היעלמם של הדינוזאורים לפני כ- 65 מיליון שנה נותרו רק הדינוזאורים המעופפים (קרי העופות). בתקופה זו לא היו למעשה טורפים גדולים שאיימו על העופות וכך יכלו ציפור הפיל, המואה, הקזואר, הריאה והיען לגדול לממדיהם המרשימים תוך "ויתור" על יכולת התעופה. ייתכן והקיווי והטינמו, קטני הממדים, נשארו כאלו עקב תחרות עם המואה והריאה המגודלים. וזהו, בינתיים, סוף הרשומה ועד שלא יוכח אחרת זהו הסיפור המשכנע ביותר שיש למדע לספר לנו על התפוצה של העופות הלא מעופפים.

פילוגנזה של הפליאוגנטים A. נדידת היבשות  B. על פי תפוצה יבשתית ויקרית C. על פי תוצאות המחקר המולקולרי
פילוגנזה של הפליאוגנטים
A. נדידת היבשות B. על פי תפוצה יבשתית ויקרית C. על פי תוצאות המחקר המולקולרי

מקורות:
יורם יום-טוב. ביולוגיה של חולייתנים יבשתיים במבט ישראלי. כרך ג' עופות. הוצאת האוניברסיטה הפתוחה (2014).

Allan J. Baker, Oliver Haddrath, John D. McPherson, and Alison Cloutier. Genomic support for a Moa–Tinamou clade and adaptive morphological convergence in flightless ratites. Molecular Biology and Evolution (2014) 31 (7): 1686-1696.

Kieren J. Mitchell1, Bastien Llamas, Julien Soubrier, Nicolas J. Rawlence, Trevor H. Worthy, Jamie Wood, Michael S. Y. Lee, Alan Cooper. Ancient DNA reveals elephant birds and kiwi are sister taxa and clarifies ratite bird evolution. Science (2014) 344: 898-900.

Morten llentoft ,Rasmus Heller, Charlotte L. Oskam, Eline D. Lorenzen, Marie L. Hale, M. Thomas P. Gilbert, Christopher Jacomb, Richard N. Holdaway, and Michael Bunce. Extinct New Zealand megafauna were not in decline before human colonization. PNAS (2014) 111: 4922-4927

2 תגובות בנושא “תעלומת העופות הלא מעופפים

  1. […] המגלנים לא יכלו לעוף – דבר שכשלעצמו אינו מפתיע במיוחד: עופות רבים איבדו את יכולתם לעוף במהלך האבולוציה, והדבר נפוץ במיוחד במינים שחיים באיים. […]

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s