התבדלות בביולוגיה - מה זה? במקרים מסוימים, אוכלוסיות החיות בסביבות היקפיות שונות מבחינה אקולוגית עשויות להפגין הבדלים גנטיים משאר האוכלוסייה, במיוחד כאשר יש מגוון גבוה של מינים. סטייה גנטית היא תהליך ביולוגי שבו שתי אוכלוסיות או יותר ממין קדמון צוברות באופן עצמאי שינויים גנטיים (מוטציות) כדי לייצר צאצאים שניתנים לשרוד. הבדלים גנטיים בין אוכלוסיות שונות יכולים לכלול מוטציות שאינן משפיעות על הפנוטיפ, וכן להוביל לשינויים מורפולוגיים ופיזיולוגיים משמעותיים.
התבדלות גנטית
ברמת הגנטיקה המולקולרית, סטייה בביולוגיה היא השינויים הגנטיים המתרחשים כתוצאה מהתייחסות. עם זאת, החוקרים טוענים שזה לא סבירשתופעה כזו הייתה תוצאה של מוטציה דומיננטית חד פעמית ומשמעותית במקום גנטי. אם זה היה אפשרי, אז לא ניתן היה להעביר את המוטציות הללו לדורות הבאים. לכן, סביר יותר שהגרסה של בידוד רבייה רציף, שהיא תוצאה של מוטציות קטנות מרובות בתהליך האבולוציה.
התפתחויות שונות
לפי תורת האבולוציה, סטייה בביולוגיה היא תופעה יחסית שבה אוכלוסיות דומות בהתחלה צוברות הבדלים במהלך ההתפתחות האבולוציונית ובהדרגה נעשות ברורות יותר. תהליך זה ידוע גם בשם "התבדלות" ותואר ב-On the Origin of Species (1859). עוד לפני דרווין, קווים רבים של התבדלות מסוג המין המרכזי תוארו על ידי אלפרד ראסל וואלאס ב-1858. על פי התיאוריה האבולוציונית המסורתית, סטייה משרתת שתי מטרות עיקריות:
- זה מאפשר לסוג זה של אורגניזם לשרוד בצורה שונה על ידי ניצול נישות ביולוגיות חדשות.
- גידול זה בגיוון משפר את יכולת ההסתגלות של הדור הצעיר לבתי גידול מגוונים.
הנחות אלו הינן היפותטיות בלבד, מכיוון שקשה מאוד וכמעט בלתי אפשרי להוכיח אותן בניסוי.
התבדלות מולקולרית
מה זה במונחים של ביולוגיה מולקולרית? זהו שיעור הנוקלאוטידים הנבדלים זה מזה בשני מקטעים של DNA. גם האחוז עשוי להשתנות.חומצות אמינו בין שני פוליפפטידים. המונח "דיברגנציה" משמש בהקשר זה מכיוון שקיימת הנחה ששתי מולקולות הן צאצאים של מולקולת אב אחת. בתהליך האבולוציה יש לא רק התבדלות, אלא גם מיזוג של אירועים, כמו הכלאה והעברה אופקית. ואירועים כאלה מתרחשים הרבה יותר. המנגנונים המולקולריים של סטייה אבולוציונית של חומר גנטי כוללים החלפות נוקלאוטידים, מחיקות, הוספות, רקומבינציות כרומוזומליות, טרנספוזיציות והיפוכים, כפילויות, טרנספורמציות והעברת גנים אופקית. מספר החלפות הנוקלאוטידים הוא מדד פשוט ושימושי למידת הפער בין שני רצפים. למעשה, קיימות מספר שיטות זמינות להערכת מספר החלפות הנוקלאוטידים ולבניית עץ פילוגנטי המראה את הנתיב האבולוציוני של הסטייה.
אנלוגי של התכנסות
ההתבדלות בביולוגיה מקבילה להתכנסות אבולוציונית, שבמהלכה הפכו אורגניזמים עם אבות קדומים לא דומים בגלל הברירה הטבעית. למשל, זבובים וציפורים התפתחו להיות דומים, במובן זה שיש להם כנפיים והם יכולים לעוף, למרות שאבותיהם חסרי המעוף היו שונים לחלוטין. למעשה, שני אלה שייכים לסוגים ביולוגיים שונים. סטייה בביולוגיה היא אירוע אבולוציוני שבו שתי תכונות מורפולוגיות או מולקולריות נבעו מאב קדמון משותף. מאפיינים אלה היו זהים במקור, אבל הפכוהטרוגנית במהלך האבולוציה. במקרה של אי התאמה, חייבת להיות מידה מסוימת של דמיון בין שתי התכונות כדי להצביע על כך שהיה אב קדמון משותף. למען התקרבות, להיפך, חייב להיות חוסר דמיון מסוים, שכן תכונות מסוימות הושאלו מאבות קדמונים עצמאיים לחלוטין. לפיכך, קשה לקבוע את ההבדל בין סטייה להתכנסות.
התבדלות בביולוגיה: תמונות
אבולוציה מגוונת (מלטינית divergentia - divergence), ככלל, היא תוצאה של דיפוזיה של אותו מין בסביבות שונות ומבודדות. ניתן לתת את הדוגמאות הבאות: לרוב היצורים על הפלנטה יש גפיים עליונות, לבני אדם ולפרימטים יש זרועות, לחולייתנים יש רגליים, לציפורים יש כנפיים, לדגים יש סנפירים וכו'. כל האיברים הללו משמשים אורגניזמים חיים בדרכים שונות, אך מקורם זהה. סטייה יכולה להתרחש בכל קבוצה של אורגניזמים קשורים. ככל שמספר ההבדלים הקיימים גדול יותר, כך גדל הפער. ויש הרבה מאוד דוגמאות כאלה בטבע, למשל, שועל. אם בית הגידול שלו הוא המדבר, אז המעיל של בעל חיים בצבע מסוים עוזר להסוות את עצמו מטורפים. השועל האדום חי ביערות, שם משולבים ה"מעיל האדום" עם הנוף המקומי. במדבר, החום מקשה על העברת החום, ולכן אוזני השועל התפתחו למידות גדולות, כך שהגוף נפטר מעודפי החום. הגורם המכריע בכך הוארק תנאים סביבתיים ודרישות הסתגלות שונות, לא הבדלים גנטיים. אם הם היו חיים באותה סביבה, סביר להניח שהם היו מתפתחים בצורה דומה. אבולוציה מגוונת היא אישור לקרבה גנטית.
התבדלות בטבע: דוגמאות
אבולוציה היא התהליך שבו אורגניזמים משתנים לאורך זמן. התכונה העיקרית היא שכל זה קורה לאט מאוד ולוקח אלפי או אפילו מיליוני שנים. שונות בביולוגיה - מה זה? חשבו, למשל, על שינוי בגוף האדם: מישהו גבוה, מישהו נמוך, חלקם בעלי שיער אדום, אחרים שחורים, חלקם בהירים, חלקם כהי עור. כמו בני אדם, גם לאורגניזמים חיים אחרים יש וריאציות רבות בתוך אותה אוכלוסייה.
ההתבדלות היא בביולוגיה (דוגמאות מראות זאת בבירור) תהליך הצטברות של טרנספורמציות גנים הנחוצות להישרדות. אפשר לתת דוגמה מהחיים האמיתיים. ישנם סוגים רבים של חוחיות באיי גלפגוס. כשצ'רלס דרווין ביקר במקומות האלה, הוא ציין שהחיות האלה אכן דומות, אבל עדיין יש להן כמה הבדלים מרכזיים. זהו הגודל והצורה של המקור שלהם. האב הקדמון המשותף שלהם עבר קרינה מסתגלת, ובכך תרם להתפתחותם של מינים חדשים. לדוגמה, באי אחד שבו היו זרעים בשפע, מקורי הציפורים היו המתאימים ביותר לאכילת סוג זה של מזון. באי אחר, מבנה המקור עזר לחיהלאכול חרקים. אחרי הכל, מינים חדשים רבים צצו, כל אחד עם המאפיינים הייחודיים שלו.
אבולוציה מתפצלת מתרחשת כאשר מדובר בהופעתו של מין ביולוגי חדש. ככלל, זה הכרחי על מנת להסתגל לתנאי סביבה שונים. דוגמה טובה היא כף הרגל האנושית, ששונה מאוד מרגל הקוף, למרות האב הקדמון הפרימטים המשותף שלהם. מין חדש (במקרה זה בני אדם) התפתח כי לא היה עוד צורך לטפס על עצים. דו-פדאליזם יצר את השינויים הדרושים בכף הרגל כדי לשפר מהירות, שיווי משקל ותנועה בטוחה על פני כדור הארץ. למרות שבני אדם וקופי אדם דומים מבחינה גנטית, הם פיתחו תכונות פיזיות שונות הנחוצות להישרדות.
