עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה
ספרית מעריב


תקציר
תפיסת האבולוציה של דארווין, התובנה הביולוגית המכרעת של גדול הביולוגים, נשענת על שתי הנחות בדבר טבעה של התורשה: דומים מולידים את דומיהם ואפשרות קיומה של שונות.



חידת התורשה ומושג הגן : תורשה וצ'רלס דארווין
מחבר: קולין טאג'


ג'ון מיינארד סמית הביע פעם את דעתו לאמור שגם אילולא כתב דארווין את מוצא המינים, היינו מכבדים את זכרו כ"גדול חוקרי הטבע המעשיים".

מכמה בחינות אפשר לומר איפוא על דארווין, בלי הפרזה, שהוא היה גדול הביולוגים בכל הזמנים. ודאי שהוא לא היה הראשון שהעלה את רעיון האבולוציה של יצורים חיים1, כלומר, התפתחותם מצורה לצורה, בניגוד לרעיון הגורס כי הם פשוט הופיעו בצורתם הנוכחית; אבל הוא היה הראשון שתיאר מנגנון סביר במלוא מובן המלה, שבאמצעותו הם השתנו כפי שהשתנו במרוצת הדורות. המנגנון שדארווין הציע לצורך זה היה הברירה הטבעית.

היו בהשערת דארווין בדבר אבולוציה באמצעות ברירה טבעית שני מרכיבים עיקריים. ראשית, הוא שאב רעיון מתחזיותיו של הכומר האנגלי תומס מלתוס - שטען, על סף המאה התשע-עשרה, כי נגזר על האוכלוסייה האנושית לגדול בקצב מהיר מכפי יכולתה לייצר עוד מזון, ולפיכך נגזר עליה, במוקדם או במאוחר, להיקלע לצרות צרורות. דארווין החיל את העיקרון הזה על כל היצורים החיים. כולם, הבחין - אפילו אלה מהם המתרבים לאטם, כמו הפילים - בהכרח מולידים יותר צאצאים מכפי שמסוגלת הסביבה לפרנס. לכן, בטובתם או שלא בטובתם, נגזר על כל היצורים להיקלע לתחרות עם דומיהם. ואכן, יש לציין כי בתפיסתו של דארווין, התחרות העיקרית מתנהלת לא בין סוס הבר לבין הזאב הטורף אותו, אלא בין שני סוסי בר המנסים שניהם להינצל מאותו הזאב: הקלים יזכו במירוץ.2 יש לכך השלכות מעניינות מאוד, רבות ושונות, כפי שנראה בהמשך הדברים.

שנית, דארווין הבין כי בכל דור נתון, יש שוני בין הפרטים בתוך מין אחד. כל סוס בר דומה מאוד לכל סוס בר אחר, בן אותו גיל וזוויג - אבל אין הם זהים בדיוק זה לזה. מקצת סוסי הבר, ריצתם תהיה קלה יותר מריצת האחרים. ואכן, הקלים הם שיינצלו.

שני הגורמים הללו - התחרות הבלתי-נמנעת, והשונות - הובילו את דארווין לרעיון שנקרא בפיו "מוצא עם שינויים". אלמלא היתה שונות, לא היתה כל עלייה במהירות הסוסים מדור לדור - אלא שעלייה כזו הסתמנה בוודאות ברשומות המאובנים. אילו רצו כל סוסי הבר באותה המהירות, היתה השאלה איזה מהם ייפול טרף לזאב שאלה של מזל ותו לא. לעומת זאת, לולא היו זאבים (או אריות, או דובים, או מה שתרצו) שירדפו אחר הסוסים, לא היתה שום סיבה מיוחדת לשרידתם של המהירים על חשבון האטיים. מכאן שהתחרות בין הסוסים אינה מוליכה לדילול פשוט - סילוק אקראי של אחדים, כדרך שנהגו צבאות רומא העתיקה לחסל כמה חיילים "כדי לעודד את השאר". התחרות מבטיחה כי אלה שהסתגלו לנסיבות על הצד הטוב ביותר – הרברט ספנסר, חסידו של דארווין, כינה אותם "המתאימים ביותר"3 - הם יהיו השורדים, ומכאן שסיכוייהם של אלה להעמיד צאצאים יהיו הטובים ביותר.

שימו נא לב, תפיסת האבולוציה של דארווין, התובנה הביולוגית המכרעת של גדול הביולוגים, נשענת על שתי הנחות בדבר טבעה של התורשה - ומשום כך כל הדברים הללו נוגעים לענייננו. ראשית, היא מניחה כי דומים מולידים את דומיהם: לסוסים מהירים יש סיכוי טוב יותר להביא לעולם סוסים מהירים, מאשר לסוסים אטיים. אלמלא כן - אילו הולידו כל הסוסים מבחר אקראי של סוסים חדשים - לא היתה הברירה הטבעית פועלת כלל, שכן כלל הסוסים שיבואו לעולם בדור הבא יהיו דומים לכלל הסוסים של הדור הקודם, ואין זה משנה אילו סוסים שרדו טוב מאחרים בדור הקודם. ואכן, זוהי תצפית שאין עליה עוררין: יש במשפחות קווי דמיון (ודארווין היה מיודד עם הרבה משביחי בהמות משק וצמחים, והשתייך בעצמו למשפחה מורחבת ענקית).

שנית, ולעומת זאת, מערכת תורשה המסוגלת לקיים את מנגנון הברירה הטבעית תצטרך לאפשר את קיומה של שונות. שוב, זוהי תצפית מקובלת. אחים דומים זה לזה יותר מכפי שהם דומים לאנשים אחרים שנבחרו באקראי, אבל אחים אינם זהים לעולם זה לזה, אלא אם הם תאומים זהים (וגם אז מתפתח ביניהם שוני, בגלל תהפוכות החיים).

דארווין היה הוגה דעות יסודי ביותר, ודאגן גדול (לא היה דאגן גדול ממנו...) הוא סיפק את ההסבר שקיבל עליו לספק: מנגנון סביר של אבולוציה. אבל כדי להניח לחלוטין את דעתו שלו (ואף את דעת מבקריו, שרבים מהם היו חריפים ושנונים), ביקש גם לתאר מנגנון תורשה שיוכל לשמש כתשתית, הלכה למעשה, למנגנון הברירה הטבעית שלו: מנגנון שיבטיח כי "דומים יולידו את דומיהם", אבל גם יפיק לפחות מידה צנועה של שונות מדי דור. בזאת לא הצליח. כפי שקונן בקטע עגמומי אחד של מוצא המינים:

...איש אינו יכול לומר מדוע אותו ייחוד בפרטים שונים... לפעמים עובר בירושה ולפעמים איני עובר; מדוע הילד חוזר לעתים לתכונות ידועות של סבו, או של אחד מאבותיו בדור רחוק יותר; מדוע ייחוד עובר לעתים תכופות מזוויג אחד לשני הזוויגים, או לזוויג אחד בלבד, והוא בדרך-כלל, אך לא תמיד, הזוויג הנכון.

בינתיים, כמובן, נמצאו מנגנוני התורשה. כפי שיוסבר עוד מעט בפרק זה, הם פשוטים מאוד בעיקרון - פשוטים עד כדי כך שהביולוגים השתוממו על דארווין שלא גילה אותם בעצמו. אחדים מהם אף הרחיקו לכת ורמזו שדארווין לא היה פיקח במיוחד, למען האמת.

אבל המפקפקים בתבונתו של דארווין מפגינים בעצמם טיפשות כבירה, לא השוביניזם שלי כאנגלי הוא המניע אותי להגן על דארווין כגדול גאוני הביולוגיה. נוכל להשיב בפשטות שאיש מבני דורו של דארווין, והיו בהם אישים שהאינטלקט שלהם אינו מוטל בספק (תומס הקסלי הוא השם העולה מיד על הדעת), לא השכיל אף הוא להציג מנגנון תורשה סביר.

למעשה, אם נשקול את הדברים באופן אובייקטיבי, "אי-הצלחתו" של דארווין לספק מנגנון תורשה סביר, היתה אופיינית לגמרי להיסטוריה של המדע בכלל. רק חלק זעיר של החשיבה המדעית מוליך לתובנה. השאר מוביל למבואות סתומים, ומרגע שנקלע מדען למבוי סתום, קשה לו עד מאוד לשוב ולהיחלץ ממנו. בדרך-כלל נחלצים המדענים מן המבוי הסתום שאליו נקלעו הודות לעמיתיהם, הצופים בבעיה מנקודת ראות אחרת.

דארווין, דומני, פשוט היה הוגה דעות מן הסוג הלא-מתאים לגילוי המנגנון האמיתי של התורשה. הוא הגה את חזון האבולוציה הנרחב והמפואר שלו מתוך התבוננות באלפי מקרים שונים, באלפי מינים שונים: חיפושיות, פרושים, בלוטי-ים, סחלבים, בני אדם; במלים אחרות, היו לו עיניים של חוקר טבע מעולה מאין כמוהו. רק ראייה כה מקפת היתה מסוגלת להציע מנגנון משכנע, שיש בכוחו לחול על כל המינים כאחד.

אבל כשמתחילים להתבונן בפרטי התורשה בקנה מידה מרהיב שכזה, מיד משתררת אנדרלמוסיה. כפי שעוד נראה - והדברים ידועים היטב – אפילו מנגנוני תורשה פשוטים מאוד עשויים לחולל דפוסים מורכבים של תכונות מורשות. מלבד זאת, ישנם מנגנונים שלמרות פשטותם העקרונית, אינם פשוטים כלל ועיקר בפרטיהם, ואלה מחוללים דפוסים מורכבים לאין שיעור של תכונות מורשות. הוסיפו על כל אלה את בעיית השינוי האקראי הפתאומי, שמקורו לעתים במוטציה גנטית (אם נקדים את המאוחר), ולעתים בגנים "נסוגים" המודיעים על נוכחותם רק פה ושם, ולעתים מקורו בתאונות או במחלות ברחם (ובימי דארווין לא היה קל להבדיל בין תאונות כאלה לבין שינויים גנטיים אמיתיים). כל תכונה שהפרט נולד עמה היא מעצם הגדרתה "מולדת", אבל תכונות מולדות (כגון מחלות מולדות) עשויות לנבוע מגנים מסוימים, או מתאונות ברחם, או למשל מאורגניזמים של מחלה המצויים בגוף האם. וגם התכונות הקרויות בצדק "תורשתיות", אין הכרח להניח שמקורן גנטי דווקא: לדוגמה, עגבת עשויה לעבור מדור לדור. בקיצור, כל שושלת תורשתית מפיקה מפעם לפעם "חריגים", או "מפלצות" - יצורים יוצאי-דופן בעליל. כללו של דבר, אין שום אפשרות להבחין בדפוס מגובש של תורשה על-ידי סקירה מקפת של החיים בכללותם, כדרכו של חוקר הטבע. קל מאוד איפוא להסביר את נהמת הלב העגומה של דארווין, כפי שבאה לכלל ביטוי בקטע זה של מוצא המינים.

אבל אם היה בדארווין מום אינטלקטואלי אמיתי, התבטא המום הזה באי-יכולתו לטפל כראוי במספרים. הוא העריץ אנשים שהיתה להם היכולת הזאת, כמו דודנו, חלוץ הסטטיסטיקה פרנסיס גולטון. הוא הודה בפה מלא בחשיבותה של המתימטיקה בניתוח מדוקדק. אבל ניסוייו שלו, אף שהיו יפים בקפדנותם וכוללניים להפליא, נטו בעיקר לצד האיכותי: "זה מה שקורה, וזה, וזה." לא היה בהם ניתוח סטטיסטי. כפי שיתברר בהמשך הספר הזה, אי-אפשר לערוך מחקר גנטי רציני - למען האמת, אי-אפשר להבחין בדפוסי תורשה כלל ועיקר - בלי סטטיסטיקה (אם כי הקורא לא ימצא מתימטיקה בספר הזה, בעיקר משום שהמחבר נבער בתורת השימוש במספרים ממש כמו דארווין, פחות או יותר). נקודה חשובה אחת היא שהניתוח הסטטיסטי מסתמך על מדגמים גדולים; פשוט אי-אפשר לראות דפוסים במדגמים קטנים (ואם הם מתגלים בכל זאת, הרי זה בזכות המזל לבדו). אילו היו לדארווין כמה מאות ילדים במקום רק עשרה בערך, וכמה נשים במקום אחת ויחידה, וכמה אלפי דודנים במקום כמה עשרות, אזי אפשר שהיה עולה בידו להקיש, לדוגמה, "מדוע אותו ייחוד בפרטים שונים... לפעמים עובר בירושה ולפעמים אינו עובר". אבל תצפיות באנשים שנתקל בהם באקראי במהלך חייו, אף שמספרם הגיע למאות, לא היו מסוגלות באמת לחשוף דפוסים סדירים.

למעשה, דארווין השתעשע בשני רעיונות מסוימים על התורשה, ושניהם נוגעים לענייננו. ראשית, במשך כל חייו הוא התעסק בווריאציות על רעיונותיו של הביולוג הצרפתי בן ראשית המאה התשע-עשרה, ז'אן-באסיסט למארק.

למארק טען כי צאצאים יורשים תכונות ש"נרכשו" על-ידי הוריהם. נניח, לדוגמה, שלג'ירפים הראשונים היו צווארים קצרים. נניח עוד שאותם ג'ירפים קדומים בילו את ימיהם במתיחת צוואריהם כדי להגיע לעלים גבוהים יותר. כתוצאה מכל המאמצים הללו, אמר למארק, הצאצאים היו נולדים עם צווארים קצת יותר ארוכים מאלה של הוריהם. וגם הם יתמתחו, כך שלצאצאיהם יהיו איפוא צווארים עוד יותר ארוכים, וכן הלאה.

מי שחיסל את המנגנון הזה לבסוף, בשלהי המאה התשע-עשרה, היה הביולוג הגרמני אאוגוסט וייסמן. הוא טען שמידע המצוי בתאי הגוף (כגון תאי השרירים בצוואר הג'ירף) אינו מועבר לגמטות (הביצים או תאי הזרע), כך שפעילות ההורים אינה יכולה להשפיע במישרין על התורשה. אף-על-פי-כן, השערתו של למארק לא היתה מטופשת, רחוק מזה, והלעג שהיה מנת חלקו בימי חייו נבע מתוך דעות קדומות ובערות. במדע, אין בושה בטעות, אלא רק באי-יושר, בדוגמטיות ובחשיבה מטושטשת.

מלבד זאת, יש היבט לתורת למארק העשוי להתגלות כרלוונטי מאוד בימינו. בסופו של דבר, אנו יכולים לומר - על סמך תורת הברירה הטבעית של דארווין - כי הג'ירפים לא רכשו את צווארם הארוך משום שהוריהם מתחו את צוואריהם שלהם; פשוט, הברירה הטבעית העדיפה את אותם ג'ירפים מסוימים שהיו להם במקרה צווארים ארוכים יותר.

אהא, נוכל לשאול, אבל מדוע העדיפה הברירה הטבעית צוואר ארוך אצל הג'ירף? מדוע לא העדיפה צוואר ארוך לאוקפי, או לשנבוב? התשובה היא זו- מפני שהג'ירפים הקדומים אכן ניזונו מעליהם של עצים גבוהים, שלא כמו האוקפים או השנבובים. במלים אחרות, מתיחת הצוואר של הג'ירפים הקדומים לא הביאה במישרין לצאצאים עם צווארים ארוכים. אבל רק משום שהיתה לג'ירפים הקדומים נטייה למצוא את מזונם במרומי העצים, העדיפה הברירה הטבעית צווארים ארוכים מלכתחילה. במלים אחרות, יש ויש לבעלי-חיים מידת-מה של "שליטה" (לא-מודעת) על האבולוציה שלהם, אף-על-פי שהברירה הטבעית היא המנגנון המכריע בסופו של דבר. לכל הפחות, הם נוטים (אמנם לא במודע) להציב את עצמם במצב שבו הברירה הטבעית מעדיפה תכונה זו ולא אחרת.

אולם דארווין (רק כדי להבהיר היטב את הנקודה) לא נתלה בלמארק להסברת השינוי האבולוציוני: "הברירה הטבעית" שלו, ככלל, היא חלופה ל"תורשת התכונות הנרכשות" של למארק. עם זאת, הוא השתעשע ברעיון שמנגנון התורשה שהציע למארק עשוי להיות נכון, ויש ביכולתו לספק תשתית לתיאוריית האבולוציה מכוח הברירה הטבעית, לא פחות מכפי שסיפק אותה לתיאוריית האבולוציה של למארק עצמו. ואכן, אחרי שפרסם דארווין את מוצא המינים, חיבר מסה ארוכה שטענה כי תאי הגוף (כגון תאי הצוואר של הג'ירף) אכן יוצרים "גמולות" או "פרופגולות" המכילות, לטענתו, סיכומים של מידע על התאים עצמם; ואותם סיכומים מועברים לאיברי הרבייה, וכך נעשים חלק מהמידע התורשתי. הוא כינה את המנגנון שהציע בשם "פנגנזה", וזה עמד בניגוד מוחלט, כמובן, לרעיונותיו של וייסמן, שהתפרסמו כעבור עשרים שנה בערך.

דארווין ביקש תמיד את חוות דעתם של ידידיו, ושאל את תומס הקסלי לדעתו על הפנגנזה. הקסלי "הרכיב את משקפיו החדים ביותר וחבש את מצנפת המחשבות המשובחת ביותר" שלו, והשיב בכישרון דיפלומטי מופלא: "מישהו שיחטט בניירותיך בעוד חמישים שנה ימצא פנגנזה ויאמר, 'ראו כיצד הפליא האיש לחזות את התיאוריות המודרניות שלנו, ואותו כסיל הקסלי מנע ממנו לפרסמן.'"4 אבל הקסלי, כפי שידע דארווין היטב, היה כסיל פיקח באמת ובתמים, והוא שמר את רעיונו המקורי אך התמוה לעצמו.

כללית - הפרטים אינם מעלים ואינם מורידים - דארווין שיער שתכונות ההורים משתלבות בצאצא (פחות או יותר) מכוחו של מיזוג, כעין בחישה של סוגי דיו שונים. אין ספק שהוא ידע כי אין זה הסבר המניח את הדעת. בסופו של דבר, פרחים אדומים שהוכלאו עם פרחים לבנים אמנם עשויים להוליד פרחים ורודים (כפי שעוד נראה), אבל ההכלאה עשויה, באותה מידה עצמה, להוליד צאצאים שכולם אדומים, או כולם לבנים, או גם כאלה וגם כאלה.

עם זאת ישנה הסתייגות גורפת יותר, כפי שציין ב-1867 פרופסור להנדסה מאוניברסיטת גלזגו, פלימינג ג'נקין. כי דארווין, במוצא המינים, לא ביקש להסביר אך ורק את השינוי האבולוציוני. הוא התיימר - כפי שבישרה כותרת ספרו החשוב מאין כמוהו - להסביר את מוצאם של המינים. הרעיון העיקרי במושג המין (לפחות בימיו של דארווין) היה שוני איכותי בין מין למשנהו. המין החדש צריך להיות מסוגל להתנער מתכונותיהם של אלה שקדמו לו. אבל ג'נקין - ויש להתעלם מהגזענות שבדבריו, כי זו היתה טיפוסית לזמנו - הציע תרחיש שאינו מאפשר, ככל הנראה, שינוי קיצוני שכזה. אדם לבן, אמר, אם נקלע לאי שכל תושביו שחורים, הדעת נותנת שיוכתר למלך עליהם. אם כך יהיה, הוא יזכה בהצלחה ברבייה שאין למעלה ממנה. הצלחה זו ברבייה תהיה אמת-מידה ל"התאמתו", באותה סביבה מסוימת; לכן חייבת הברירה הטבעית להעדיף את הלבן שנעשה אל-למחצה באי של שחורים, כפי שחזה דארווין.

ועם זאת, אמר ג'נקין, אותו לבן מצליח היפותטי "אינו יכול להלבין אומה של כושים".5 קיצורו של דבר, אותה תורשה "ממזגת" שדיבר עליה דארווין לא תוכל כנראה ליצור שינוי מוחלט מהסוג שחזה דארווין – שינוי שאכן יוכל להוליך להופעתו של מין חדש.

כללו של דבר, דארווין הציג תיאוריה שחוללה מהפכה בביולוגיה, ואף שינתה את מהלך הפילוסופיה המודרנית, יותר מכפי ששינה אותו כל הוגה דעות אחר בשלוש-מאות השנים האחרונות.6 אבל המנגנון שהציע אינו מסוגל לפעול, אם אין תהליך התורשה פועל בדרך מסוימת ומיוחדת: דרך היוצרת שונות מדור לדור, בעודה מכבדת את התנאי הכללי, "דומים מולידים את דומיהם"; ודרך המאפשרת לתכונות שאבד עליהן הכלח להסתלק מן העולם סופית ולחלוטין. אבל מה יכול להיות טיבו של המנגנון הזה - את זאת לא הצליח דארווין לחזות.

וכאן אנו מוצאים את צחוק הגורל, צחוק שכמה וכמה פנים לו. ראשית, מנגנון התורשה שביקש דארווין ונזקק לו, כבר עובד ופורסם בימי חייו - למען האמת, רק שנים אחדות אחרי הופעת מוצא המינים - על-ידי נזיר-מדען בחבל הארץ שנקרא אז מורביה. שנית, הקהילה המדעית בכללותה התעלמה מן התובנה החודרת הזו, ולמעשה שכחה אותה כליל, עד שנתגלתה מחדש בתחילת המאה העשרים. ושלישית, כאשר התגלה מחדש מנגנון התורשה החיוני כל-כך לבסוף, הוא לא זוהה בתחילה כמפתח לתורת דארווין, כאמצעי שמכוחו פועלת הברירה הטבעית הלכה למעשה. אדרבה, היו ביולוגים שטענו, במשך עשרות שנים אחר-כך, כי אם מנגנון התורשה החדש שנתגלה נכון, אזי הברירה הטבעית אינה נכונה, בהכרח.

אבל אני מקדים את המאוחר. הנזיר שסיפק את המנגנון החיוני שנזקק לו דארווין היה גרגור מנדל.

לפריטים נוספים מתוך הפרק:

חידת התורשה ומושג הגן
חידת התורשה ומושג הגן : תורשה וצ'רלס דארווין (פריט זה)
חידת התורשה ומושג הגן : גרגור מנדל
חידת התורשה ומושג הגן : הגנטיקה ה"קלאסית" במאה העשרים: מדריך בזק
חידת התורשה ומושג הגן : ניאו-דארוויניזם: מערך החשיבה המודרני
חידת התורשה ומושג הגן : מושג המין
חידת התורשה ומושג הגן : זהה אבל שונה
חידת התורשה ומושג הגן : פולימורפיות
חידת התורשה ומושג הגן : הערות שוליים מודרניות למערך החשיבה הניאו-דארוויניסטי

1. ב"יצורים חיים", בהקשר זה (ובהקשרים דומים להלן), הכוונה הן לבעלי-חיים הן לצמחים. [המתרגם]
2. הפסוק המקורי, קהלת ט' י"א, אומר בדיוק את ההפך: "שבתי וראה תחת-השמש כי לא לקלים המרוץ ולא לגבורים המלחמה". וכפי שנראה בפרק 3, גם זה רלוונטי - כי המקריות ממלאת אף היא תפקיד נכבד מאוד באבולוציה.
3. המלה המקורית היא fittest. יש המתרגמים אותה לעברית כ"כשירים ביותר", אולם הרעיון המרכזי הוא התאמה, לאו דווקא כשירות, ולכן בחרתי, כאן ולהלן, להשתמש במלה "מתאימים". [המתרגם]
4. Adrian Desmond and James Moore, Darwin, (New York, Warner Books, 1992), p. 532
5.Derek Gjertson, Science and Philosophy, (London, Penguin Books, 1989),p.37
6. לדיון מלא בנקודה זו, ראו:
Ernst Mayr, Toward a New Philosophy of Biology, (Cambridge,Mass., Harvard University Press, 1988)

ביבליוגרפיה:
כותר: חידת התורשה ומושג הגן : תורשה וצ'רלס דארווין
שם  הספר: מהנדס הגן : גנים וגנטיקה : ממושג התורשה עד ליצירת חיים
מחבר: טאג', קולין
תאריך: 1996
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. מאנגלית: עמנואל לוטם.
הערות לפריט זה:

1. המאמר הוא חלק מפרק 1 בספר.


הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית