Tag Archives: אבולוציה

דו-פרצופיות מינית בצמחים בהשוואה לסימני מין משניים בחיות

אבי שמידע   – המחלקה לאבולוציה ואקולוגיה והמרכז לרציונליות, האוניברסיטה העברית ירושלים    avi.shmida@gmail.com

לעומת בעלי חיים, שם נפוצה תופעת דו-פרצופיות מינית בין זכרים ונקבות, קיימים חילוקי דעות האם דו-פרצופיות קיימת גם בצמחים. זו יכולה להתפתח בצמחים דו-ביתיים כמו חרוב, תמר ודפנה. דו-פרצופיות זוויגית היא התופעה בה קיימים הבדלים מורפולוגיים ברורים בין הזכרים לנקבות כאשר "כלל הטבע" הוא שכמעט תמיד הזכרים הם היפים יותר בעלי צבעי ראווה בולטים וניגודיים. במאמר זה אנו מנסים לתאר את הדגמים הנפוצים בטבע בנושא דו-פרצופיות מינית, במיוחד בצמחים. לעניות דעת המחבר תופעה זו נדירה מאוד בצמחים כיוון שהצמחים חסרי יכולת ראייה.

ריבס המדבר – צמח המשקה את עצמו

שמחה לב-ידון, החוג לביולוגיה וסביבה, אוניברסיטת חיפה אורנים,  levyadun@research.haifa.ac.il
גדי קציר, החוג לביולוגיה וסביבה, אוניברסיטת חיפה אורנים, gkatzir@research.haifa.ac.il
גידי נאמן, החוג לביולוגיה וסביבה, אוניברסיטת חיפה אורנים, gneeman@gmail.com 

ריבס המדבר (Rheum palaestinum) ממשפחת הארכוביתיים, הוא צמח נדיר, רב-שנתי, הגדל בהר הנגב ובירדן, במקומות המקבלים כ-75 מ"מ גשם בשנה. לאחר רדת הגשמים, הוא מצמיח אחד עד ארבעה עלים היוצרים שושנת-עלים צמודת-קרקע, ששטחה יכול להגיע עד למטר מרובע אחד. העלים הגדולים אינם שטוחים, אלא יש להם מבנה תלת-מימדי הדומה למפת תבליט של אזור הררי תלול, כשעורקי העלה יוצרים ואדיות עמוקים. עלים אלה שונים מאוד מהעלים הקטנים המאפיינים את מרבית צמחי המדבר. עובדה זו מעלה את השאלה האם יתכן שהעלים הגדולים מקנים לצמח יתרון למרות שהוא גדל במדבר? ואם כן מה הוא הגורם להתפתחותם האבולוציונית באמצעות הברירה הטבעית?  אנו מעלים כאן את ההשערה שהעלים הגדולים מנקזים מי גשם אל עבר בסיסם, שם הם מחלחלים לקרקע בסמוך לשורש האנכי של הצמח. לבחינת השערה זו, עקבנו אחר הגידול של העלים, מדדנו את שטח ההרטבה מסביב לשורש לאחר גשמים בשדה ולאחר השקייה ניסויית המדמה גשם. מנתונים אלה ומכמות המשקעים השבועית הממוצעת, פיתחנו מודל בו חישבנו את כמות מי הגשם הנאספת על-ידי הצמח. התוצאות מראות כי גם לאחר גשמים קלים מאוד, שבקושי מרטיבים את הקרקע במדבר, טיפות הגשם היורדות על העלים מתכדרות, זורמות לאורך עורקי העלים השקועים אל בסיסם, ומשם הן זורמות לקרקע ומשקות את הקרקע מסביב לשורש האנכי. על פי החישובים, צמח ריבס ממוצע יכול לאסוף כ-4,100 סמ"ק מים בשנה ממוצעת, וכך הוא נהנה ממשטר מים כאילו היה גדל במקום המקבל כ-427 מ"מ גשם בשנה, כמות האופיינית לאקלים ים-תיכוני. זה המקרה הראשון שבו מתואר צמח המנקז מי גשם ומשקה את עצמו, וכך יוצר לעצמו "נאת מדבר" פרטית.

מדוע יחס הזוויגים השכיח בטבע ברוב האורגניזמים הוא 50:50?

" וּמִכָּל-הָחַי מִכָּל-בָּשָׂר שְׁנַיִם מִכֹּל תָּבִיא אֶל-הַתֵּבָה לְהַחֲיֹת אִתָּךְ:  זָכָר וּנְקֵבָה יִהְיוּ" (בראשית ה',פסוק יט)

אבי שמידע המחלקה לאבולוציה, סיסטמטיקה והתנהגות והמרכז לרציונליות, האוניברסיטה העברית ירושלים, גבעת רם .avi.shmida@gmail.com
עמוס קריינרבית-ספר התיכון "גלילי" כפר-סבא  ועמית במחלקה לפיזיקה מכון וויצמן למדע – amos.kreiner@gmail.com
חמוטל קריינר המעבדה לקוגניציה לשונית, מדעי ההתנהגות, המרכז האקדמי רופין  –  hamutalk@ruppin.ac.

מכיוון שבכל מחזור רבייה של אוכלוסייה בטבע כל נקבה מתרבה רק פעם אחת ואילו כל זכר יכול להפרות נקבות רבות, נראה שהמצב היעיל הוא מעט זכרים והרבה נקבות בכל אוכלוסייה. אולם בניגוד לכך, יחס הזוויגים באוכלוסיות של האדם ושל מרבית המינים בטבע הוא 50:50, כלומר מספר שווה של זכרים ונקבות. במאמר זה אנו מסבירים, באמצעות דוגמאות מספריות, מדוע יש מספר שווה של זכרים ונקבות -מצב הנראה לכאורה כלא מיטבי וכשווי-משקל בלתי-יעיל עבור אוכלוסיות של מינים ביולוגיים בטבע. ההסבר מתבסס על העיקרון הדרווינסטי של הברירה הטבעית, על עיקרון הרציונליות של תורת-המשחקים ועל תורות כלכליות. באמצעות כלל ההשקעה השווה, הנגזר מהתיאוריה על ההקצאה הזוויגית של צ'רנוב, אנו נחשפים לעקרון פישר על יחס הזוויגים המיושם לדוגמאות רבות בטבע. המאמר מוליך אותנו מהסבר של יחס הזוויגים, הנראה לכאורה קל להבנה, להסבר שלתופעות מפתיעות בטבע כגון: יחס זוויגים גמיש בצמחים, שכיחות לא הגיונית של זכרים בטבע ובזבוז עצום של גרגירי אבקה בצמחים מואבקי רוח.