אוספי הטבע הלאומיים

פרוקי רגליים, קבוצה הכוללת חרקים, סרטנים, עכבישנים ונדלים, מייצגים את מערכת בעלי החיים המגוונת ביותר על פני כדור הארץ. כל קבוצה בתוך פרוקי רגליים מוגדרת על-ידי סידור ייחודי של טאגמטה: לדוגמה, לחרקים שלוש חטיבות (ראש, חזה, ובטן) בעוד שאצל עכבישים יש רק שתי חטיבות (ראשחזה ובטן). למרות שדגמי הגוף הללו מוכרים וידועים, הדרך שבה הם התפתחו אבולוציונית הייתה תעלומה במשך זמן רב.

המחקר של פרופ' צ'יפמן וחובריו, שראה אור בכתב העת המדעי Proceedings of the Royal Society B, מציע מודל התפתחותי חדש שמשרטט את המקור האבולוציוני של דגמי הגוף הללו כתולדה של תהליכים מובחנים אשר מתרחשים בעת ההתפתחות של העובר. בהסתמך על ביולוגיה התפתחותית השוואתית, מחקר עוברי קלאסי, ומידע מתוך הרקוד של פרוקי רגליים מאובנים, המחקר מזהה שלושה אזורים התפתחותיים קדמוניים מהם התפתחו כל הטאגמטה של פרוקי הרגליים. הללו כוללים סט סגמנטים קדמי ייחודי, אזור של מרכז הגוף שנוצר בתוך שדה התפתחותי שקיים מראש, ואזור אחורי אשר נוצר ברצף מתוך שטח צמיחה מיוחד.

לא זו בלבד שהמודל החדש קורא תיגר על הבחנות מסורתיות בין התפתחות קצרת-נבט (short-germ) וארוכת-נבט (long-germ) - מונחים המתייחסים לכמות הסגמנטים שמוגדרים בשלב מוקדם של חיי העובר - אלא שהוא אף ממסגר מחדש את תפקידם של גורמי בקרה גנטיים ידועים היטב כגון Hox genes בהגדרת זהות הסגמנט והטאגמה.

בקושרו מנגנונים התפתחותיים אל ההיסטוריה של פרוקי רגליים מאובנים, המחקר מציע הסבר נרחב למגוון העצום של צורות גוף בפרוקי רגליים בני זמננו ובכלל. הוא מספק מסגרת בהירה ומאוחדת להבנה כיצד עלו לאורך האבולוציה דגמי גוף כה מורכבים ומגוונים.

פרופ' צ'יפמן מדגיש ש"התובנות הללו מעלות שאלות וכיווני מחקר חדשים, במיוחד לזיהוי של המנועים הגנטיים והמלקולריים של יצירת טאגמה במינים שונים".

המחקר הוא פרי עבודה של מעל עשור במעבדתו של פרופ' צ'יפמן על דגמי התפתחות בפרוקי רגליים שונים. הוא מייצג סינתזה של הרבה מאד נקודות מידע אשר חוברות על מנת להראות תמונה רחבה. המחקר גם מדגיש את החשיבות של גישות רב-תחומיות - גישור של ביולוגיה התפתחותית, פליאונטולוגיה, ותיאוריה אבולוציונית - על מנת לחשוף את הדגמים העמוקים שעיצבו את הקבוצה המגוונת ביותר של יצורים בעולם החי.

המאמר מופיע באתר של המוציא לאור: https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2024.2950

צילומים: לאה חננשווילי

בשנים האחרונות, הודות לשימוש בכלים גנומיים נמצא כי כיבוש היבשה על ידי עכבישנים מורכב יותר מהפרדיגמה המקובלת של כיבוש יחיד של היבשה על ידי עכבישנים, והתרחש ככל הנראה מספר פעמים במהלך האבולוציה של קבוצה חשובה זו. ממצאים כמו הכפלה מלאה של גנום של עכבישים, עקרבישים, עקרבים וזוט-עקרבים, ופרסום של פילוגנזה מולקולרית לכל סדרות העכבישנים המוכרות, מאפשרים להבין טוב יותר את האבולוציה של ארס ומשי במחלקה עשירה במינים זו.

למעבר למחקר - לחץ כאן

במחקר, בהובלתם של מאיר פינקל (עבודת השדה) ואפרת גביש-רגב (עבודת המעבדה), שותפים חוקרות וחוקרים ממעבדת העכבישנים של אוספי הטבע הלאומיים של האוניברסיטה העברית, וחוקר מהאוניברסיטה לרפואה וטרינרית של בודפשט, הונגריה. בארץ התפרסמו כבר לפני כשלושים שנה עבודות שנעשו בכרמל, בעיקר בנחל אורן, שמצאו הבדלים משמעותיים בין המִפנים של ערוצי נחלים, ופרופ' אביתר (אייבי) נבו (אוניברסיטת חיפה) הטביע אז את המושג "קניון האבולוציה" - משום שניתן לנתח ולפענח תהליכים אבולוציוניים של היווצרות הבדלים מקומיים דרמטיים בצומח ובחי בהשפעת ההבדלים המקומיים בקרינת השמש וכנגזרת בלחות הקרקע, בין שני צידי הנחל. המִפנה הצפוני (כלומר, המדרון הדרומי, שפניו לכיוון צפון) נהנה מתנאים פחות יובשניים בזכות עוצמה פחותה של קרינת שמש וטמפרטורה ממוצעת מתונה יותר, בהשוואה למִפנה הדרומי (המדרון הצפוני, שפניו לכיוון דרום) שהוא צחיח יותר בשל קרינת שמש עזה יותר וטמפרטורה ממוצעת גבוהה יותר. אתר המחקר של נחל כזיב תחתון מכונה "קניון אבולוציה 2", ונעשו בו מחקרים לפני 20 שנה, והוא מדגים מגמות דומות למה שידוע מנחל אורן.

המחקר מדווח על הממצאים של עבודת שדה בת שנתיים (2021-2019), במהלכה בוצעו לכידות רצופות במשך 24 חודשים, באמצעות מלכודות נפילה, במאמץ דיגום דומה בין המִפנה הדרומי הצחיח למחצה ומאופיין בצומח של בתה ושיחייה לבין המִפנה הצפוני המאופיין ביער דרום ים-תיכוני בו גובה העצים הוא 10-7 מטרים (עם קרקעית יער כמעט ללא צמחיה). הם ניתחו את הממצאים שנאספו מ-70 מלכודות שנפרסו בשני המִפנים ובעמק הצר שביניהם, אשר כללו כ- 1,750 עכבישנים שנלכדו, וזיהו בתוך הללו 111 טקסונים שונים - 98 עכבישנים שונים שזוהו ברמת המין, 2 מיני עכבישנים חדשים למדע שתוארו על ידיהם, ו-11 עכבישנים שונים שלא זוהו עדיין לרמת המין.

המינים החדשים שתוארו הם קפצן שקיבל את שם המין הספציפי מהמילה נחל:

Habrocestum nahalit Szűts & Gavish-Regev, 2024

Etymology. The specific epithet is a noun in apposition (nahal means stream (wadi) in Hebrew).

ונמלן מהסוג לכסנה שקיבל שם מלא תקווה לשלום באזורנו:

Lachesana salam Hammouri, Ganem & Gavish-Regev, 2024

Etymology. The words “salam” in Arabic and “shalom” in Hebrew mean peace. The species epithet “salam” is intended to describe the authors’ hopes for peace in the region.

זוהו הבדלים משמעותיים לא רק בין מִפנים, אלא גם בהעדפה של מינים שונים מאותו סוג, בתי גידול שונים באתר המחקר (תחת עצים, שיחים או שטח פתוח). מדובר במידע אקולוגי חדש ביחס למוכר מאיסופים ספוראדיים יחסית שנעשו בעבר בגליל. החוקרים סבורים שההבדלים בהרכב חברות העכבישנים בין המִפנים נובעים מן ההבדלים במשטר האקלימי ובעיקר קרינת השמש, וכמובן ההבדלים בחברות הצומח המוכתבות על ידי תנאי האקלים ומשפיעים אף הם על חברות העכבישנים. כמו כן, הם מדגישים את החשיבות של דיגום לאורך כל השנה, בכל עונות השנה, על מנת להבין לעומק ולרוחב את הרכב חברות העכבישנים ואת אורחות חייהם. המחקר תורם רבות להבנה של תהליכים אשר משפיעים על תפוצה מרחבית ומגוון מינים של עכבישנים. מחקר של השפעת תנאי מיקרו-אקלים על חברות עכבישנים באתר טבעי ללא השפעת אדם, הוא רפרנס חיוני להבנת השפעות פעולות האדם על הרכב ומגוון מינים.

קישור לאתר של כתב העת ולמאמר: https://www.mdpi.com/1424-2818/16/9/540