האם עשויה להתקיים ברירה בין קבוצות?

09/01/2006 ב- 18:34 | פורסם בהספרייה המדעית | סגור לתגובות על האם עשויה להתקיים ברירה בין קבוצות?

הוויכוח הגדול האם ברירה קבוצתית (Group selection) מתקיימת בטבע, עדיין לא פסק ומתחדש מפעם לפעם במלוא עוזו. עם זאת, מניסויים שבהם נעשה ניסיון לגרום לברירה בין קבוצות (Inter-Group selection), להבדיל מברירת קבוצות (Intra-Group selection), נתברר כי לברירה מסוג זה ישנה משמעות אבולוציונית בתנאים מסוימים. את הניסויים ערך מייקל ו'ייד במין של חיפושית קניבלית הקרויה שחרורית קמח אדומה (Tribolium castaneum). לגבי חיפושית זו, אין כמעט הבדל בין סביבתה הטבעית – שקי קמח סגורים במחסן, לבין סביבתה המלאכותית – מיכלי זכוכית סגורים במעבדה. לכן ניתן לקבוע כי מערך הניסויים אינו מרחיב או מצמצם את אפשרויות הבחירה של החיפושיות, ולכך ישנה חשיבות רבה ביחס לנכונות המסקנות שתתקבלנה מן התוצאות.

התכונה הנבררת במחקרו של ו'ייד היתה גודל האוכלוסייה. המחקר כלל ארבעה ניסויים, שבכל אחד מהם הופעל סוג ברירה שונה: ברירה קבוצתית חזקה, ברירה קבוצתית חלשה, ברירת פרטים וברירה אקראית. בניסויים כולם נבדקו שחרוריות שמקורן היה ממאגר גנטי אחד. הם נערכו במשולב במשך תשעה דורות רצופים, שבהם נוצרו פעם אחר פעם, 48 אוכלוסיות מייסדים המונות 16 פרטים כל אחת. גודל אוכלוסיה התחלתי שכזה מאפשר שונות גנטית (Genetic variability) בתוך הקבוצה (למרות רבייה פנים-קבוצתית), ובכך מונע מסחף גנטי אקראי לקבע את הרכב האוכלוסייה.

בכל ארבעת הניסויים פעלה בתוך כל אוכלוסיה גם ברירת פרטים להקטנת גודל האוכלוסייה, באמצעות מנגנונים של קניבליזם והגירה. על מנת לדמות מצב טבעי של הגירה נערכו הניסויים בשני מצבים: כשהאוכלוסיות היו מבודדות לחלוטין, וכשחלק מהאוכלוסייה היה מעורב באוכלוסיות אחרות. ביום ה-37 תם כל שלב של דור, ומאוכלוסיות-האם נוסדו אוכלוסיות מייסדים חדשות עבור השלב הבא. מועד החלוקה ביום ה-37 נקבע לשבוע שלאחר סיום ההתפתחות המינית של שחרורית הקמח, כאשר בטבע כבר סיימו הבוגרים להתרבות, והם מתפזרים ומקימים אוכלוסיות חדשות.

בניסוי הראשון (A) הופעלה ברירה קבוצתית חזקה להגדלת האוכלוסייה. בתום כל אחד מן השלבים, נבררו אוכלוסיות המייסדים החדשות רק מתוך האוכלוסיות מרובות הפרטים ביותר. בניסוי השני (B) הופעלה ברירה קבוצתית להקטנת גודל האוכלוסייה. בתום כל אחד מן השלבים, נבררו אוכלוסיות המייסדים החדשות רק מתוך אוכלוסיות-האם הקטנות ביותר. עוצמת הברירה הקבוצתית היתה חלשה, כיוון שאוכלוסיות-האם בניסוי זה היו בעלות מגוון רב יותר בתכונה הנבררת (קוטן הקבוצה) – בהשוואה לאוכלוסיות-האם מן הניסוי הראשון.

בניסוי השלישי (C) לא הופעלה ברירה קבוצתית. אוכלוסיות המייסדים החדשות נוסדו מאוכלוסיות-האם ללא קשר לגודלן. בדרך זו נמנעה גם השונות הגנטית במותאמותן (fitness) של האוכלוסיות הנבדקות. ללא שונות במותאמות הקבוצות, אין יכולה להתקיים ברירה בין קבוצות, ולפיכך, כל שינוי מורש בגודל האוכלוסייה יהא מיוחס רק לברירה פנים-קבוצתית, דהיינו לברירת פרטים בלבד (Individual selection). בניסוי הרביעי (D) נבחרו באופן אקראי כמה מאוכלוסיות-האם מהן תיווסדנה אוכלוסיות-בת חדשות. אחר כך נבדק אם במשך הדורות נוצר שינוי מורש בגודל האוכלוסייה.

כעבור תשעה דורות נאספו ונספרו הפרטים מן האוכלוסיות כולן, ונבדק אם הניסויים שהפעילו ברירה קבוצתית, הובילו לשינוי מורש בגודל האוכלוסייה, בהשוואה לניסוי השלישי שהפעיל רק ברירת פרטים ושימש כניסוי בקרה. מן התוצאות נתברר כי בתום הניסוי הראשון גדלה האוכלוסייה ביותר מ-100 פרטים בממוצע ביחס לניסוי הבקרה. משמעות הדבר היא שברירה בין קבוצות גברה על ברירת הפרטים שפעלה בתוך כל אוכלוסיה לשם הקטנתה. בתום הניסוי השני קטנה האוכלוסייה ב-60 פרטים בממוצע ביחס לניסוי הבקרה. משמעות הדבר היא שברירה בין קבוצות הגבירה את דלדול האוכלוסייה מעבר לתרומתה של ברירת הפרטים. משום כך, באוכלוסיות מן הניסוי הראשון נמצאו פי 40 יותר פרטים מאשר באוכלוסיות מן הניסוי השני.

גם הניסוי הרביעי, שבו ההבדלים בין האוכלוסיות התקבלו באופן אקראי ולא באמצעות ברירה קבוצתית, הניב שינוי אבולוציוני מובהק בגודל האוכלוסייה ביחס לניסוי הבקרה. גם לא ניכר הבדל משמעותי בתוצאות הללו ביחס לשני המצבים שנבדקו: כשהאוכלוסיות היו מבודדות או כשרבע מכל אוכלוסיה הורכב ממהגרים. משמעות הדבר היא שערבוב והגירה בין אוכלוסיות אינם מונעים ברירה קבוצתית.

ו'ייד הצליח להראות בניסוייו כי ברירה קבוצתית לגודל רב של אוכלוסיה עשויה להצליח, אף אם היא מנוגדת לברירה לגודל אוכלוסייה קטן, הנגרמת עקב ברירה ברמת הפרט. כפי הנראה, גודל האוכלוסייה משפיע על משך השרידות של שחרוריות הקמח, ולפיכך אולי הוא בעל חשיבות מנקודת מבט אבולוציונית.

לקריאה נוספת:

Michael Wade. 1976. Group selection among laboratory populations of Tribolium. Proceedings of the National Academy of Sciences 73, No. 12: 4604-4607

מודעות פרסומת

בלוג בוורדפרס.קום.
Entries וכן תגובות feeds.