על פניו, פרחים נראים כמו מופע של הטבע בשיא תפארתו: בגווני לבן, צהוב, חום, סגול, כתום. אפשר לחשוב שלכל צבע יש סיבה מובחנת, כמו משיכת מאביקים או הרחקת טורפים. אפשר אף לשער שצבע הפרח מותאם לאור השמש ולתנאים של אותו האזור. אבל מתברר שלא תמיד עומד היגיון מאחורי הצבעים. לפעמים, פשוט אין סיבה.
כשהפרח בוחר צבע, מי באמת מחליט?
אז איך בכלל נוצרת השונות בצבעי פרחים, ולמה אותו מין מופיע בצבעים שונים? מתברר שההבדלים בצבע, בגודל או בצורה הם חלק ממה שמכונה בשפה המדעית שונות פנוטיפית. כלומר, אלה הם הבדלים חיצוניים (כמו צבע או גובה) בין פרטים שמשתייכים לאותו המין. לפעמים השונות הזו נוצרת כתוצאה ממוטציה או מביטוי של גנים ספציפיים, אבל זה לא בהכרח אומר שהיא אפקטיבית. כאן נכנסת לתמונה הברירה הטבעית – אותו מנגנון שמוביל להעדפה של תכונות שמסייעות לצמח (או לכל יצור חי אחר) לשרוד ולהתרבות. כשצבע מסוים של פרח מספק לו יתרון, כמו משיכת יותר מאביקים, הוא צפוי להיות דומיננטי יותר באוכלוסייה – משמע, אנחנו מצפים לראות יותר ממנו.
פרופ' יובל ספיר מאוניברסיטת תל אביב, שחוקר השפעות אקולוגיות על תהליכים אבולוציוניים ויציג את הנושא בוועידה השנתית ה-53 למדע ולסביבה שתיערך ב-9-8 ביולי באוניברסיטת תל אביב, מסביר: "מה שקורה בסלקציה כיוונית, אחת הצורות של הברירה הטבעית, זה שהשונות מצטמצמת. כלומר יש צבע אחד שהוא מועדף, כך שעם הדורות הצבע הזה ישתלט על האוכלוסייה".
אבל לא כל סוגי השונות בטבע נראים או מתנהגים אותו הדבר. שונות בדידה היא מצב שבו יש רק כמה אפשרויות ברורות ונפרדות - למשל פרח שיכול להיות אדום או לבן, כלומר הצבעים ברורים ואחידים, בלי גוונים ביניהם. שונות רציפה, לעומת זאת, מתאפיינת ברצף הדרגתי של מעבר בין שני צבעים או יותר, בלי קווים חדים שמפרידים ביניהם.
כך, למשל, בכלניות מופיעים צבעים שונים (אדום, לבן, סגול), אבל כל צבע מופיע כמופע חד וברור, בדומה לשונות בדידה. לעומת זאת, באירוס ירוחם אפשר למצוא פרחים בגוונים משתנים של סגול, חום, כתום ולבן, כך שאין הבדל חד בין צבע לצבע, אלא רצף שמשתנה בהדרגה. פרח אחד יכול להיות סגול-חום, אחר כתום-לבנבן וכן הלאה. "מה שמצאנו באירוס ירוחם זה משחק עם שלושה, אולי ארבעה גנים. הביטוי שלהם קובע את הריכוז היחסי של פיגמנטים שונים, ואז זה נותן קומבינציה כמעט אין סופית של שילובי צבעים", מסביר ספיר.
למה בכלל יש צבעים?
ברוב המקרים נועדו צבעי הפרחים למשוך מאביקים כמו דבורים, זבובים או פרפרים. צבע מסוים יכול להעניק לפרח יתרון, ואם הוא מוצלח במיוחד, הוא יהפוך לדומיננטי באוכלוסייה. אבל לפעמים זה פשוט לא קורה. "כשיש שונות רציפה, ההבדלים בין הצבעים לא מספיק מובחנים כדי שתהיה העדפה לצבע מסוים," אומר ספיר. "אז מאביקים יכולים, בחוסר ההעדפה שלהם, לשמר את השונות בצבעים".
במקרה של אירוס ירוחם, כאמור, מתקיימת שונות רציפה – הפרחים מופיעים במגוון צבעים המשתלבים בהדרגה זה בזה, בלי גבולות ברורים. מה שמעניין הוא שלא מדובר במקרה שבו השונות נשמרת כי כל צבע מקנה יתרון, אלא דווקא כי אין הבדל משמעותי מבחינת הצבעים עבור מאביקים. "יש תכונות שהשונות בהן ניטרלית, בלי סיבה", אומר ספיר. במילים אחרות, החרקים אינם מבחינים בין הגוונים ולכן אינם מעדיפים צבע אחד על פני האחר. "כל הגוונים מקבלים שירותי האבקה ולכן כולם מצליחים במידה דומה", הוא מסביר.
לא תמיד הברירה הטבעית שותקת. לפעמים היא דווקא כן מתערבת ומצליחה לשמור על מגוון הצבעים, כפי שרואים בצמח פשתה שעירה. "במרכז של הפרח, צינור הכותרת יכול להיות בצבע בהיר מאוד, כמעט לבן, או בצבע סגול כהה יחסית וורוד במרכז," אומר ספיר. מה שמחזיק את הופעתם של שני הצבעים האלה הוא לא פחות ולא יותר מזבוב. "בבוקר הזבובים באים לפרחים בשביל לשתות צוף – בעיקר לפרחים עם המרכז הכהה, ואחר הצהריים הם באים לפרחים בשביל לפגוש בני זוג – עם העדפה לפרחים שמרכזם בהיר." כך קורה שאותו המאביק מעניק יתרון שונה לכל צבע, בזמנים שונים של היום. "הם יוצרים סלקציה אחרת על כל צבע בזכות התנהגות שונה", הוא אומר.
מה צבעים יכולים ללמד אותנו על האבולוציה
בצבעי הכלניות כבר לא מדובר רק במאביקים, אלא גם באקלים, בקרקעות ובתנאים סביבתיים. ספיר מספר על פרויקט של מדעי אזרחי שבו מופו צבעי הכלניות באמצעות תצפיות ששלחו אנשים מכל רחבי ישראל. "כשהעלנו את כל התצפיות על המפה כנגד משתנים אקולוגיים, ראינו שיש כלניות אדומות שנמצאות בערך בכל מקום בארץ." אבל הצבעים האחרים – לבן, ורוד וסגול – התגלו רק באזורים מסוימים. "כלניות מגוונות צבע נמצאות רק כשיש מעל 450 מ"מ גשם." ולא רק הגשם קובע. "יש לנו עדות שזה גם קשור לכמות הסידן שבקרקע. במעל אחוז מסוים של סידן אפשר למצוא רק כלניות אדומות". במקרה הזה מדובר בברירה טבעית שפועלת מתוך התאמה לסביבה.
נראה כי מגוון הצבעים שאנחנו רואים בטבע נובע לעיתים ממנגנוני סלקציה ברורים, ובפעמים אחרות הוא פשוט קיים – בלי יתרון, בלי כוונה (לפחות לא כזו שהצליחו למצוא לה עדויות עד כה). אלא שזה דווקא מה שהופך את התופעה למעניינת כל כך. "צריך לזכור שבמדע נקודת ההתחלה שלנו היא תמיד השערת האפס, שבה הכול ניטרלי", אומר ספיר. לדבריו, כשאין ברירה טבעית, השונות פשוט נשארת. "במקרה כזה שבו השונות רציפה ושהמאביקים לא מבדילים בין הצבעים, אין סלקציה ולכן אין משהו שיקטין את השונות והיא נשמרת".
ההתבוננות בצבעי הפרחים פותחת חלון להבנת התהליך האבולוציוני כולו. מאחורי כל צבע, עומד סיפור: של גן, של מאביק, של התאמה או של אדישות טבעית. "אנחנו יכולים דרך זה להבין איך תכונות נוצרות, משתנות, מתקבעות או לא מתקבעות, ואיך התהליכים האלה מניעים את האבולוציה," הוא אומר. אם מרחיקים את המבט אף יותר, אפשר לחזות איך צבע מסוים יכול להפוך לדומיננטי כעבור כמה דורות קדימה. "אם נעשה זום אאוט אחרי הרבה מאוד דורות, והסלקציה תלך לאותו הכיוון, נקבל תכונה שמתקבעת באוכלוסייה. אפשר לעשות פרדיקציה [צפי] על מה יקרה." בסופו של דבר, מדובר בעולם שלם של תהליכים סמויים, לא תמיד עם כוונה, אבל תמיד עם תוצאה.
בואו לגלות עוד מחקרים פורצי דרך בוועידה השנתית ה-53 למדע ולסביבה, שתתקיים באוניברסיטת תל אביב ב-8–9 ביולי >> להרשמה לוועידה.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
