8 דקות
בואו נתחיל עם שאלה שמפתיעה הרבה אנשים: דג ים מטיל כמיליון ביצים בעונה אחת. נשר מטיל שתיים בלבד. ובסוף העונה, מספר הצאצאים השורדים של שניהם דומה. איך זה יכול להיות? התשובה מסתתרת בשתי אסטרטגיות שונות לחלוטין שהטבע פיתח לאורך מיליוני שנים. בשיעור הזה נגלה אותן, נבין כיצד תאי המין פועלים, נכיר את ההבדל בין הפריה חיצונית לפנימית, ונעקוב אחרי תופעת הגילגול המדהימה. כדאי להיות ממוקדים, כי הנושא הזה מגיע בבגרות בצורות רבות ומגוונות.
הבסיס של הכל הוא ההבחנה בין שני סוגי רביה. רביה זוויגית, שנקראת גם רביה זוגית, מערבת שני הורים. כל אחד מהם תורם תא מין אחד, ושני התאים מתאחדים בהפריה לתא אחד שממנו מתפתח הצאצא. הצאצא אינו זהה לאף אחד מהוריו, כי הוא קיבל תכונות משניהם. רביה אל-זוויגית שונה לחלוטין: בה משתתף רק הורה אחד, אין תאי מין, אין הפריה, והצאצא הוא עותק מדויק של ההורה בכל תכונותיו התורשתיות.
חשוב לדעת שרביה אל-זוויגית אינה שייכת רק ליצורים חד-תאיים כמו חיידקים. היא קיימת גם בבעלי חיים רב-תאיים. בהידרה, לדוגמה, בליטה קטנה גדלה על גוף ההורה, מתפתחת ומתנתקת כפרט חדש ועצמאי — תהליך שנקרא ניצנה. אצל כוכבי ים, חלק שנקטע יכול לגדול לפרט שלם בפני עצמו. ואצל תולעים מסוימות, הגוף מתחלק לשניים וכל חצי משלים את החסר. בכל המקרים האלה אין הפריה, ולכן הצאצא זהה לחלוטין להורה.
כל שיטה מגיעה עם יתרונות וחסרונות. הרביה האל-זוויגית מהירה, אינה דורשת בן זוג, ומתאימה במיוחד לסביבה יציבה שאינה משתנה. אבל יש בה חיסרון משמעותי: כל הצאצאים זהים. אם הסביבה משתנה בפתאומיות, או אם מחלה חדשה מגיעה, כולם חשופים באותה מידה ועלולים להיפגע יחד. הרביה הזוויגית, לעומתה, איטית יותר ודורשת שני פרטים שייפגשו. אבל היא יוצרת שונות: הצאצאים שונים זה מזה, ולכן כאשר הסביבה משתנה, חלקם עשויים להתאים לתנאים החדשים ולשרוד. זה בדיוק מה שמאפשר למינים להתמיד לאורך זמן.
עכשיו נתקרב לתאי המין עצמם. הביצית היא תא מין גדול ולא נייד. היא מכילה מלאי חומרי מזון שישמשו את העובר בשלבי ההתפתחות הראשונים. תא הזרע הוא קטן מאוד, נייד, ובעל שוטון המניע אותו. כמעט כולו חומר תורשתי. ההבדל בגודל בין שני התאים הוא עצום, ונקודה זו מובילה לאחת השגיאות הנפוצות ביותר בבגרות: הטענה שתאי הזרע, בגלל שהם קטנים, תורמים פחות תכונות לצאצא. זה שגוי לחלוטין. שני תאי המין תורמים לצאצא כמות שווה של חומר תורשתי. ההבדל בגודל נובע אך ורק ממלאי המזון שמאוחסן בביצית, ולא מכמות החומר התורשתי. כדאי לזכור את הנקודה הזו טוב טוב.
ההפריה היא הרגע שבו תא הזרע והביצית מתאחדים לתא אחד. מאותו רגע, התא המאוחד מתחיל להתחלק שוב ושוב ולהתפתח לעובר. סדר השלבים: שחרור תאי המין, תנועת תא הזרע לעבר הביצית, האיחוד ביניהם, ואז תחילת חלוקת התאים לעובר.
שאלה מרכזית בנושא ההפריה היא היכן היא מתרחשת. בהפריה חיצונית, הנקבה משחררת ביצים למים, הזכר משחרר עליהן תאי זרע, והמפגש מתרחש מחוץ לגוף. זה מאפיין דגים ודו-חיים. החיסרון הגדול: תאי הזרע והביצים מתייבשים באוויר, לכן הפריה חיצונית אפשרית רק בסביבה מימית. כמות גדולה מהביצים אינה מופרית כלל, ואלה שכן מופרות חשופות לטורפים. לכן מספר הביצים צריך להיות עצום כדי שמספיקים יישארו בחיים.
בהפריה פנימית, הזכר מעביר תאי זרע לגוף הנקבה, והמפגש מתרחש בתוכו. זה מאפיין חרקים, זוחלים, עופות ויונקים. ההפריה הפנימית אינה תלויה בנוכחות מים, בטוחה הרבה יותר, ולכן מספר הביצים יכול להיות קטן בהרבה.
נקודה שמבלבלת רבים היא ההבחנה בין מקום ההפריה למקום ההתפתחות. הדוגמה הכי טובה לכך היא התרנגולת. אצל התרנגולת ההפריה פנימית, כלומר תא הזרע והביצית נפגשים בתוך גוף הנקבה. אבל העובר מתפתח מחוץ לגוף, בתוך הביצה שהוטלה. חשוב להבין: הביצה שרוכשים בסופרמרקט לא עברה הפריה, ולכן לעולם לא תתפתח לאפרוח, גם אם נשים אותה בחממה.
אצל עופות וזוחלים, הביצה שבה העובר מתפתח כוללת שלושה חלקים עיקריים: החלמון שמספק מזון לעובר, החלבון שמספק מים ומגן עליו, והקליפה שמונעת ייבוש ופגיעה ומאפשרת מעבר אוויר. מכיוון שמלאי המזון מוגבל מראש, מספר הביצים קטן יחסית.
אצל יונקים, העובר מתפתח ברחם האם. הוא מקבל חמצן ומזון ברציפות דרך השליה וחבל הטבור, ודרך אותם ערוצים מוסרת גם פסולת העובר. ההספקה מתמדת ואין מלאי מוגבל, ולכן מספר הצאצאים קטן עוד יותר וההשקעה בכל צאצא גדולה. ויש חריג מפתיע: ברווזן וקיפוד הנמלים מטילים ביצים, אבל מניקים את צאצאיהם בחלב. הם יונקים לכל דבר, בעלי פרווה ודם חם. הדוגמה הזו מלמדת שאין כלל שמתאים לכולם, והטבע תמיד מוצא יוצאים מן הכלל.
נעבור לנושא אחרון שנמצא הרבה בבגרות: הגילגול, שנקרא בשמו המדעי מטמורפוזה. חלק מבעלי החיים אינם גדלים בהדרגה, אלא עוברים שינוי צורה עמוק. קיימות שתי צורות של גילגול.
גילגול מלא, כמו אצל הפרפר, כולל 4 שלבים: ביצה, זחל שכל תפקידו לאכול ולגדול, גולם שבתוכו הגוף נבנה מחדש, ובגור בעל כנפיים שתפקידו העיקרי רביה ופיזור. נקודה חשובה ביחס לגולם: הוא אינו שלב של שינה. בתוך הגולם מתפרק כמעט כל גוף הזחל, ואיברי הבגור נבנים מחדש לחלוטין. זהו אחד השינויים העמוקים ביותר שקיימים בעולם החי.
גילגול חסר, כמו אצל החגב, אינו כולל שלב גולם. ישנן ביצה, נימפה ובגור. הנימפה דומה לבגור אבל קטנה ממנו וחסרת כנפיים מפותחות. היא מגדילה ומשלימה את כנפיה בהדרגה, דרך כמה שלבי השלת שלד חוץ. המונח "גילגול חסר" אינו אומר שהחרק לא מגיע לבגרות, אלא רק שאין שלב גולם.
ויתרון מרכזי של הגילגול כולו טמון בכך שהצעיר והבגור חיים בסביבות שונות ואוכלים מזון שונה. הראשן של הצפרדע חי במים ואוכל אצות. הצפרדע הבוגרת חיה ביבשה ואוכלת חרקים. הזחל של הפרפר אוכל עלים; הפרפר הבגור שותה צוף. משום כך הם אינם מתחרים זה בזה על מזון או מרחב, ושני השלבים יכולים לשגשג באותו הזמן.
כדאי לזכור שאין כלל נוקשה אחד שמסביר את כל עולם החי. הטבע מלא בגמישות, בחריגים ובאסטרטגיות שונות שפותחו בנסיבות שונות. ההבנה של הגיון כל אסטרטגיה, ולא רק שינון שמות, היא מה שיסייע להצליח בבגרות ולחשוב כמו ביולוגים אמיתיים.