אבולוציה בשידור חי:
המעבר מהטלה להשרצה

יש לטאות שלא מסכימות להתאים את עצמן להגדרות.

בעלי החוליות מתחלקים, באופן גס, לשני סוגים: אלו שמטילים ביצים, ואלו שמשריצים או ממליטים ולדות חיים. ביצים עשויות להיות מופרות מחוץ לגוף הנקבה, כפי שקורה אצל דגים רבים, או בתוך הגוף, כמו אצל זוחלים, ציפורים ומינים אחרים של דגים. במקרים כאלו העוברים מתחילים את ההתפתחות שלהם בתוך גוף האם, אך במהרה יוצאים החוצה ומשלימים את התפתחותם בביצה, כשהם ניזונים מהחלמון שבה. במינים שמולידים ולדות חיים, הנקבות שומרות את העוברים ברחמן או בצינור הביצים שלהן, עד שהם מוכנים לצאת החוצה. בחלק מהמינים הם ניזונים מחלמון בלבד, כמו אצל מטילי הביצים, ואצל אחרים הם מקבלים גם מזון מהאם. יונקים כמעט תמיד ממליטים תמיד ולדות חיים- יוצאי הדופן היחידים הם יונקי הביב, הברווזן והקיפודן, שמטילים ביצים ולאחר מכן מניקים את הצאצאים שבוקעים מהם. אצל יונקי השלייה, כמו בני האדם, העובר ניזון ממזון שמועבר אליו מהאם, דרך השלייה. 

האב הקדום של כל בעלי החוליות, כך נראה, הטיל ביצים, אך במשך מאות מיליוני השנים האחרונות בעלי חוליות רבים עשו את המעבר מביצים לוולדות חיים: שינוי כזה התרחש שוב ושוב במהלך האבולוציה של קבוצות רבות, לפחות 150 פעמים, ויותר מ-120 פעם בקבוצה הכוללת את הלטאות והנחשים. אך יש גם לטאות שהחליטו לא להחליט, ומציגות את שני סוגי הרבייה בעת ובעונה אחת: באותו מין, חלק מהנקבות מטילות ביצים, ואחרות משריצות ולדות חיים. רק שלושה מיני לטאות מתנהגים בצורה מבלבלת כזו, ומחקר חדש בדק את הגנים של אחד מהם, כדי להבין טוב יותר את המעבר מהטלת ביצים לוולדות חיים. אותו מין, טוענים החוקרים, נמצא כרגע בעיצומו של מעבר כזה. 

רק שלושה מיני לטאות גם מטילים ביצים וגם משריצים. זה אחד מהם - חומט תלת אצבע | Wikipedia, Doug Beckers

למה לא גם וגם?

הלטאות הלא-החלטיות הן חומט תלת-אצבע מהמין סייפוס אקווליס (Saiphos equalis), החי באוסטרליה. אוכלוסיות שמתגוררות בצפון-מזרח היבשת משריצות ולדות חיים, היוצאים מצינור הביצים, שמשמש כמעין רחם, עטופים בקרום דק שכמעט מיד פוקע. לעומתן, אוכלוסיות דרומיות יותר, מאזור סידני, מטילות ביצים, אך הן עושות זאת בצורה שונה מרוב הלטאות מטילות הביצים. במרבית המקרים, עוברי חומטים משלימים כשליש מהתפתחותם בתוך צינור הביצים של אימם, ואת השאר בביצה כשהם כבר מחוץ לגוף האם. אצל החומטים האלו, ההתפתחות בביצים נמשכת כ-35 ימים או יותר, מההטלה עד לבקיעה. אצל אקווליס שמטילות ביצים, לעומת זאת, העוברים נשארים זמן רב הרבה יותר בתוך צינור הביצים ומשלימים שם את רוב התפתחותם. לכן לאחר ההטלה, לוקח לביצים רק כחמישה או שישה ימים בממוצע לבקוע. 

למרות ההבדלים  הגיאוגרפיים, שתי האוכלוסיות שייכות לאותו מין, ולעיתים ההבדל בין מטילות הביצים והמשריצות אינו כה ברור. לפני שנה נראה אפילו מקרה בו נקבה אחת הטילה שלוש ביצים ואז השריצה ולד חי מאותו שגר של הביצים. 

החוקרים בדקו אילו חלבונים הלטאות האלו מייצרות, והשוו אותן ללטאות אחרות, שמטילות ביצים באופן טיפוסי יותר, כלומר לא מאוחר כמו נקבות החומט מהמין אקווליס. הגֵנים של כל יצור חי קובעים אילו חלבונים הוא יכול לייצר, אך בתא מסוים ובזמן מסוים רק חלק קטן מהגנים מתבטאים, כלומר נוצרים חלבונים לפי ההוראות שהם כוללים. בעוד הגנים של הלטאות מהמין אקווליס דומים מאוד לגנים של מינים קרובים, ייתכן שיש הבדלים ניכרים בביטוי הגנים, ואת זה החוקרים ניסו לבדוק.

גם אלו שמטילות ביצים, עושות את זה באופן שונה מרוב החומטים. נקבת חומט תלת אצבע עם ביצים | Stephanie Liang

מקום טוב באמצע

כשבחנו את  ביטוי הגנים אצל נקבות חומט מטילות ביצים ממינים אחרים, החוקרים מצאו שלא היה הבדל ניכר בין נקבה עם ביצים בגופה, כלומר ממש לפני ההטלה, לבין נקבה שלא הזדווגה ולא עמדה להטיל ביצים. נראה שהיות שהביצים נשארו בצינור הביצים רק זמן קצר מאוד, הנקבות לא היו צריכות שום התאמות מיוחדות בשביל לדאוג לעוברים, וסביבת צינור הביצים שלהן לא השתנתה בצורה ניכרת.

אצל נקבות אקווליס שהשריצו ולדות חיים, לעומת זאת, היה שונה לחלוטין. החוקרים מצאו כמעט 3,000 גנים שהביטוי שלהם  היה שונה בין נקבות עם עוברים בגופן וכאלו שלא. בין הגנים האלו היו למשל כאלו שמעורבים בהעברת חמצן ובפינוי של פחמן דו-חמצני. כאשר עוברים מתפתחים בביצים מחוץ לגוף האם, חמצן נכנס דרך הקליפה ופחמן דו-חמצני יוצא החוצה. אבל כשהם בתוך הגוף, האם צריכה לשחק תפקיד פעיל יותר, ולדאוג לכך שהעוברים יקבלו מספיק חמצן ושהפחמן הדו חמצני שהם פולטים לא יצטבר לרמה גבוהה מדי, שעלולה להזיק להם.

ההפתעה חיכתה לחוקרים כאשר הם בדקו את ביטוי הגנים אצל נקבות אקוויליס המטילות ביצים. התברר שביטוי הגנים אצלן היה דומה הרבה יותר לבנות מינן המשריצות ולדות חיים, מאשר לנקבות ממינים אחרים המטילות ביצים כמוהן. נראה כי בגלל שבמין הזה העוברים נשארים זמן רב במיוחד בתוך הגוף לפני הטלת הביצים, הנקבות צריכות להתאים את סביבת צינור הביצים, שגם אצלן משמש כמעין רחם למשך חלק מההתפתחות העוברית. לפי המחקר, הן עושות זאת בצורה דומה מאוד לצורה שבה הנקבות המשריצות ולדות חיים מתאימות את צינור הביצים שלהן. 

"הממצאים שלנו מראים שהטלת הביצים המאוחרת בחומט תלת-אצבע היא שלב ביניים אבולוציוני בין הטלת ביצים 'אמיתית' והשרצת ולדות חיים", כתבו החוקרים באתר The Conversation. נקבות האקווליס שמטילות ביצים כבר עשו חלק גדול מהדרך האבולוציונית שמובילה להשרצה – לא מכיוון שזו שהן מנסות להגיע לשם, שהרי לאבולוציה אין מטרה ויעד, אלא משום ששמירת הביצים בתוך הגוף לאורך זמן דורשת התאמות דומות לאלו של השרצת ולדות חיים. כך האקווליס מטילות הביצים יצרו, ללא כוונה תחילה, אוכלוסייה שבה יכלו להתפתח בקלות יחסית נקבות שמשריצות ולדות חיים. 

המעבר מביצים לוולדות חיים התרחש, כאמור, פעמים רבות בהיסטוריה של בעלי החוליות. נראה שאותו תהליך מתרחש ממש עכשיו אצל הלטאות הקטנות, ונותן לנו הזדמנות לחקור וללמוד בדיוק כיצד השינוי מתבצע.