הסדרי נגישות
עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה
ספרית מעריב


תקציר
המאמר מנסה לספק הסבר אפשרי לכיליון הגדול מתקופת הפרם. בשלהי תקופת הפרם התרחש מאורע יחיד במינו: כל היבשות התכנסו יחדיו ויצרו על-יבשת אחת הקרויה פאנגיאה. מסתבר, כי התוצאות של ההתכנסות הזאת הן שחוללו את הכיליון הגדול של תקופת הפרם.



מתכונות והטעמות בתולדות החיים : המוות הגדול
מחבר: סטיבן ג'יי גולד


לפני כ-225 מיליוני שנים, בשלהי תקופת הפרם, גוועו לא פחות ממחצית המשפחות של האורגניזמים הימיים בתוך תקופה קצרה בת כמה מיליוני שנים - פרק-זמן עצום על-פי מרבית אמות המידה, אבל רק רגע חולף לדידו של הגיאולוג. עם הקורבנות של הכיליון העצום הזה נמנו כל הטרילוביטים ששרדו עד אז, כל האלמוגים הקדמוניים, כל האמוניטים, זולת שושלת אחת, ורוב החיטחביים, הזרוערגליים וחבצלות-הים.

המוות הגדול הזה היה המאורע הכביר ביותר בתוך שורה של כליונות המוניים שהתחוללו במרוצת אבולוציית החיים במשך 600 מיליון השנה האחרונות. הכיליון הגדול של הקרטיקון, לפני כ-70 מיליון שנה, תופס את המקום השני. כיליון זה, האחרון, השמיד 25 אחוזים מכל המשפחות, טיהר את כדור-הארץ מן הדינוזאורים ושארי בשרם - חיות-היבשה ששלטו בו עד אז - והכשיר אגב כך את הבמה לשלטונם של היונקים ולאבולוציה של האדם ברבות הימים.

שום בעיה פאליאונטולוגית לא משכה תשומת-לב ולא הסבה תסכול יותר מן החיפוש אחר מחולליהם של הכליונות הללו. הקטלוג של הצעות הביאור השונות יכול למלא מדריך טלפון במאנהטן ויש בו כל הגורשמים שאפשר להעלות על הדעת: בניית הרים בהיקף ככל-עולמי, שינויים במפלס הים, גריעת מלח מהאוקיאנוסים, סופרנובות, חדירות גבוהות של קרינה קוסמית, מגיפות אוניוורסאליות, שינויי אקלים פתאומיים וכן הלאה. הבעיה חרגה מן התחומים הצרים של המדע ועוררה את עניינו של הציבור הרחב. זכורני היטב כיצד נתקלתי בה לראשונה בעודי ילד בן חמש: הדינוזאורים בסרטו של דיסני פאנטאסיה מתנשפים וגונחים על-פני נוף צחיח, בדרכם אל מותם, והכול לצלילי פולחן האביב של סטראווינסקי.

הכיליון מתקופת פרם מגמד את כל הכליונות האחרים, ובתור שכזה הוא משמש זה מכבר כמוקד ראשי לחקירה. אילו יכולנו להסביר את המוות הזה, הגדול מכולם, כי אז אולי היינו מחזיקים במפתח להבנת הכליונות ההמוניים בכללותם.

בעשר השנים האחרונות חברו יחדיו חידושים חשובים - הן בגיאולוגיה הן בביולוגיה האבולוציונית - כדי לספק הסבר אפשרי. הפתרון הזה התפתח בצורה כה הדרגתית עד שיש פאליאונטולוגים שטרם התחוור להם שבעייתם העתיקה והעמוקה ביותר אכן נפתרה.

עד לפני עשר שנים מקובל היה על הגיאולוגים שהיבשות נוצרו במקומותיהן הנוכחיים. אפשר שגושי יבשה גדולים עלו וירדו ואפשר שיבשות "גדלו" על ידי סיפוח רכסי הרים שהתרוממו לאורך גבולותיהן, אך היבשות לא נדדו על-פני כדור-הארץ - מקומותיהן היו קבועים לכאורה מאז ומעולם. בראשית המאה הזאת הוצעה אמנם תיאוריה חליפה של נדידת-יבשות, אך כמעט כל המלומדים דחו אותה - בהעדר מנגנון להעתקתן של יבשות ממקום למקום.

מחקרים שנערכו בשנים האחרונות בקרקעית האוקיאנוס הבהירו את דבר קיומו של מנגנון המשתלב בתיאוריה של מבנה הלוחות. שטח-הפנים של כדור-הארץ מחולק למספר קטן של לוחות, התחומים ברכסים ובאזורי גריעה. ברכסים הללו נוצרת קרקעית אוקיאנוס חדשה בתהליך שיש בו גם כדי להרחיק חלקים ישנים יותר של הלוחות.

היבשות נחות על הלוחות באורח סביל ונעות יחד אתם; הן אינן "חורשות" בתוך קרקעית אוקיאנוס מוצקה כפי שהציעו תיאוריות קודמות. תנועת היבשות אינה אפוא אלא תוצאה אחת של מבנה-הלוחות. התוצאות החשובות האחרות הן רעשי-אדמה בגבולות שבין הלוחות (כמו למשל בשבר סאן-אנדריאס החוצה את סאן-פראנציסקו) ויצירת שרשרות-הרים באזורי ההתנגשות בין שני לוחות נושאי יבשות (ולמשל, הרי ההימאלאיה נוצרו כאשר ה"רפסודה" ההודית התנגשה עם אסיה).

כאשר אנו משחזרים את ההיסטוריה של התזוזות היבשתיות, מתברר לנו כי בשלהי תקופת הפרם התרחש מאורע יחיד במינו: כל היבשות התכנסו יחדיו ויצרו על-יבשת אחת הקרויה פאנגיאה. ומסתבר, בכל הפשטות שבדבר, כי התוצאות של ההתכנסות הזאת הן שחוללו את הכיליון הגדול של תקופת הפרם.

אבל מה הן התוצאות הללו ומה מקורן? אין ספק שהיתוך כזה של מקטעים צריך לחולל מערך רחב של תוצאות, החל בשינויים במזג-האוויר ובזרמי האוקיאנוס וכלה בפעולת-גומלין של מערכות אקולוגיות שהיו מבודדות לפני כן. כאן עלינו לפנות אל חידושיה של הביולוגיה האבולוציונית - אל האקולוגיה התיאורטית ואל הבנתנו החדשה את הרבגוניות של צורות החיים.

מקץ עשרות שנים של מחקר תיאורי בעיקרו ולא-תיאורטי ברובו, קיבל מדע האקולוגיה תנופה חדשה בזכות גישות כמותיות שביקשו לכונן תיאוריה כללית של ההתגוונות האורגאנית. לפיכך נקל לנו להבין בצורה טובה יותר את ההשפעות של גורמים סביבתיים שונים על השפע והתפוצה של החיים. מחקרים רבים מורים כיום כי ההתגוונות - מספר המינים השונים הקיימים בשטח נתון - מושפעת במידה מרובה, ואולי אפילו נתונה לפיקוח נרחב, על-ידי כמות השטח המתאים להתיישבות. למשל, אם נמנה את מספר מיני הנמלים היושבות בכל אי בקבוצת איים, הנבדלים זה מזה רק בגודלם (ודומים, פרט לזאת, בתכונות כמו אקלים, צמחייה, ומרחק מהיבשת), יתברר לנו כי ככל שהאי גדול יותר כן יגדל, בדרך-כלל, מספר המינים.

מרחק רב מפריד בין הנמלים של האיים הטרופיים ובין צורות החיים הימיות של תקופת הפרם. אף-על-פי-כן יש לנו נימוק טוב לשער כי לשטח עצמו נועד תפקיד חשוב בכיליון הגדול. אם נוכל להעריך את ההתגוונות האורגאנית ואת השטח בתקופות שונות במשך הפרם (בעת שהיבשות הלכו והתכנסו), כי אז נוכל לבחון את ההשערה הטוענת כי השטח המצטמצם אכן חולל את הכיליון.

ראוי להקדים ולהבהיר שני דברים בנוגע לכיליון של תקופת הפרם ולתיעוד המאובנים בכללותו. ראשית, הכיליון של הפרם פקד בראש ובראשונה אורגאניזמים ימיים. הצמחים ובעלי-החיים היבשתיים המעטים שהתקיימו לעת ההיא לא סבלו מהפרעה חזקה. שנית, תיעוד המאובנים נוטה מאוד לשמר יצורי-ים במים רדודים; אין לנו כמעט שום מאובנים של אורגאניזמים ששכנו במעמקי האוקיאנוס. מכאן אפוא שאם יש ברצוננו לבחון את התיאוריה שהשטח המצטמצם מילא תפקיד ראשון במעלה בכיליון של תקופת הפרם, עלינו לבדוק את השטח שהיה מכוסה אז בימים רדודים.

נוכל לזהות, בדרך כמותית, שתי סיבות לכך שהתכנסות היבשות הפחיתה בשיעור קיצוני את שטח הימים הרדודים. הסיבה הראשונה היא גיאומטריה בסיסית: אם כל מאסה יבשתית נפרדת, מהתקופה שלפני הפרם, היתה מוקפת כליל בימים רדודים, ברי שאיחודן היה מחסל את כל השטחים הרדודים לאורך התפרים. עשה ריבוע אחד מארבעה ביסקוויטים ותגלה כי ההיקף הכללי יצטמצם כדי מחציתו. הסיבה השנייה מבוססת על המכאניקה של מבנה הלוחות. כאשר רכסים אוקיאניים מייצרים באופן פעיל קרקעית-ים חדשה, המתפשטת כלפי חוץ, הרכסים עצמם ניצבים גבוה מעל לחלקים העמוקים ביותר של האוקיאנוס. בכך יש כדי להוציא מים מאגני האוקיאנוס, להעלות את מפלס הים בעולם כולו, ולגרום להצפה של חלק מהיבשות במים העודפים. היפוכו של דבר כאשר ההתפשטות מתמעטת או נעצרת. לעת כזאת, הרכסים מתחילים להתמוטט ומפלס הים יורד.

כאשר התנגשו היבשות בשלהי הפרם, "ננעלו" הלוחות שנשאו אותם יחדיו. כך נבלמה התפשטות חדשה. רכסי האוקיאנוס שקעו, והימים הרדודים נסוגו מהיבשות. הצמצום הקיצוני של הימים הרדודים לא היה תולדה של עצם הירידה במפלס הים, אלא של שינוי המבנה של קרקעית-הים שעל-פניה התחוללה הירידה. קרקעית האוקיאנוס לא צללה בשיעור אחיד מקו החוף אל מעמקי האוקיאנוס. היבשות של ימינו תחומות על-פי-רוב במדף יבשתי רחב מאוד, שעל-פניו פרוש ים רדוד בדרך קבע. בצד הים של המדף היבשתי מצוי מדרון יבשתי תלול בהרבה מן המדף. אילו ירד מפלס הים די הצורך לחשוף את כל המדף היבשתי, היו מרבית הימים הרדודים של העולם נעלמים כליל. ייתכן מאוד שדבר כזה בדיוק התרחש בשלהי תקופת הפרם.

תומאס שוף מאוניוורסיטת שיקאגו בחן לאחרונה השערה זו של כיליון בגין הצמצום בשטח. הוא חקר את התפוצה של מים רדודים וסלעים יבשתיים כדי להקיש ממנה על הגבולות היבשתיים והיקף הימים הרדודים במועדים שונים במשך הפרם, ככל שהיבשות הלכו והתכנסו. אחר-כך, בסקר ממצה של הספרות הפאליאונטולוגית, מנה שוף את הסוגים השונים של האורגאניזמים שחיו במשך כל אחד מזמני הפרם הללו. דניאל סימברלוף מן האוניוורסיטה של מדינת פלורידה בא בעקבותיו והראה שהנתונים האלה עולים בקנה אחד עם המשוואה המתימטית הסטאנדארטית, המקשרת את מספרי המינים עם השטח. יתר-על-כן, שוף הראה כי הכיליון לא השפיע על קבוצות שונות באורח דיפרנציאלי; תוצאותיו התפשטו בצורה אחידה על-פני כל התושבים של המים הרדודים. לשון אחר, איננו צריכים לחפש גורם ייחודי הנקשר לתכונות מיוחדות של קבוצות מעטות של בעלי-חיים. ההשפעה היתה כללית. משנעלמו הימים הרדודים, שוב לא נותר מרחב למערכות האקולוגיות העשירות של עתות הפרם הראשונות לקיים את כל בניהן. הכיס נעשה קטן, ומחצית האגוזים נידונו להשלכה.

הפתרון המלא אינו מצטמצם בשטח לבדו. מאורע כביר כמו ההיתוך של על-יבשת אחת חולל מן הסתם תוצאות נוספות, הרות-אסון לשיווי-המשקל העדין של המערכת האקולוגית שנוצרה בימי הפרם הראשונים. אך שוף וסימברלוף מספקים לנו ראיות משכנעות לתפקיד החשוב שנודע לגורם היסודי של המרחב.

יש מן הסיפוק בכך שהפתרון לאחת הבעיות הקשות ביותר של הפאליאונטולוגיה צמח כתוצר לוואי של חידושים מסעירים בשני תחומים קרובים - אקולוגיה וגיאולוגיה. כאשר אין מצליחים לפתור בעיה במשך מאה שנים, אין זה סביר שהיא תיכנע בסופו של דבר בפני נתונים נוספים שנאספו בשיטה הישנה ועל-פי העקרונות הישנים. האקולוגיה התיאורטית מתירה לנו לשאול את השאלות הנכונות, ומבנה הלוחות מספק לנו את כדור-הארץ הנכון להציבן על-פניו.

קראו עוד:

מתכונות והטעמות בתולדות החיים : הפנטאגון של החיים
מתכונות והטעמות בתולדות החיים : גיבור חד-תאי אלמוני
מתכונות והטעמות בתולדות החיים : האם המפץ הקאמבריוני הוא תרמית סיגמואידית?
מתכונות והטעמות בתולדות החיים : המוות הגדול (פריט זה)

ביבליוגרפיה:
כותר: מתכונות והטעמות בתולדות החיים : המוות הגדול
שם  הספר: מאז היות דארווין
מחבר: גולד, סטיבן ג'יי
תאריך: 1995
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. מאנגלית: ד"ר נעמי כרמל.
הערות לפריט זה: 1. המאמר הוא פרק 16 בספר.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית