האבולוציה החוזרת של אוכלי הנמלים

העולם שבו אנחנו חיים מעוצב במידה רבה על ידי פעילות האדם – מבניית ערים, דרך שטחים חקלאיים שמחליפים עוד ועוד שטחים של צמחייה טבעית, ועד זיהום האוויר והמים ושינוי האקלים. יש מדענים שאף הציעו לקרוא לעידן הנוכחי “אנתרופוקן”, כלומר עידן האדם.

במובן אחר, עם זאת, אנחנו חיים כבר עשרות מיליוני שנים בעידן החרקים החברתיים. הנמלים והטרמיטים, במיוחד, לא רק עיצבו את הסביבה הפיזית שלהם, אלא גם השפיעו רבות על האבולוציה של יצורים חיים אחרים.

קודם כול, יש ממש ממש הרבה מהם. אף שכל נמלה היא קטנה ביותר, מחקר מהמעבדה של פרופ’ רון מילוא במכון ויצמן מצא שיחד הן שוקלות הרבה יותר מכל יונקי הבר החיים כיום, מחדפים ועד פילים. המושבות הגדולות ביותר של החרקים החברתיים כוללות מאות אלפי פרטים ויותר, והתלים הגדולים שיוצרים הטרמיטים משנים פיזית את הסביבה שהם נמצאים בה.

לנוכחות רצינית כל כך יש השפעה על המערכת האקולוגית כולה. צמחים רבים מנהלים קשרי גומלין עם נמלים, שמספקות להם שמירה ומקבלות בתמורה מזון ומקום להקים בו את הקן. חרקים שונים וגם עכבישים מחקים נמלים, אם כדי לצוד אותן, להתגונן בעצמם מפני טורפים, או לנצל את הנמלים ולהטיל את ביציהם בקיניהם.

ומה לגבי יונקים? יותר ממאתיים מינים של יונקים אוכלים נמלים וטרמיטים, ביניהם השימפנזים שמשתמשים במקלות וגבעולי עשב כדי “לדוג” אותם מהקן. אך רק כעשרים מינים מתוכם אוכלים נמלים וטרמיטים באופן כמעט בלעדי, והתפריט הזה מגיע עם התאמות פיזיולוגיות שונות, מלשון ארוכה ועד לטפרים חזקים לחפירת הקן.

במאמר שפורסם לאחרונה, חוקרים מארצות הברית ומגרמניה התחקו אחרי השושלות של אותם מינים שאוכלים אך ורק, או כמעט אך ורק, נמלים וטרמיטים. הם גילו שאכילת נמלים – ביטוי שנשתמש בו כאן, לשם הנוחות, ככולל גם את הטרמיטים – התפתחה לפחות 12 פעמים שונות במחלקת היונקים במהלך האבולוציה. רק פעם אחת, ככל הנראה, התרחש התהליך ההפוך, ומין שניזון מנמלים חזר לאכול גם דברים אחרים. המעבר לאכילת נמלים התבצע ברובו ב-66 מיליוני השנים האחרונות, לאחר שהחרקים הללו החלו להתפשט על פני כדור הארץ ולהקים מושבות גדולות יותר ורבות יותר. המינים אוכלי הנמלים הגיעו מכל קבוצות היונקים, יונקי שלייה, יונקי כיס וגם יונקי ביב, אך כולם מראים תכונות פיזיולוגיות דומות מאוד, במופע מרשים של אבולוציה.

עליית הנמלים והטרמיטים

“אחד הדברים שהמעבדה שלי מתמקדת בהם הוא איך חרקים חברתיים כמו נמלים וטרמיטים עיצבו את ההיסטוריה של החיים על כדור הארץ”, אמר פיליפ ברדן (Barden), החוקר הבכיר החתום על המאמר, לאתר ScienceAlert. “נמלים במיוחד שינו את המסלול האבולוציוני של שושלות רבות של חרקים וצמחים, אבל השאלה שעדיין נשארה פתוחה היא עד כמה היונקים הושפעו מהעלייה המהירה של הנמלים והטרמיטים במהלך מאה מיליון השנים האחרונות.

“אני גם פשוט ממש אוהב דובי נמלים ענקיים”.

העלייה המהירה שברדן מדבר עליה החלה לאחר פגיעת האסטרואיד וההכחדה ההמונית שהוא גרם לה, לפני כ-66 מיליוני שנים. אם מסתכלים במאובנים של חרקים מהתקופה הזו, למשל כאלו שהשתמרו בענבר, מוצאים שגם הנמלים וגם הטרמיטים מייצגים לא יותר מאחוז אחד מהחרקים. מאז, ובמיוחד במהלך 23 מיליון השנים האחרונות, השיעור שלהם מסך כל החרקים עלה בהתמדה. בחלק מהדגימות בתקופה זו הנמלים ייצגו כ-35 אחוזים מהחרקים המאובנים, וגם הטרמיטים זכו לייצוג מכובד הרבה יותר.

“זה לא ברור למה נמלים וטרמיטים החלו לשגשג בערך באותו זמן. חלק מהמחקרים מצביעים על עלייתם של הצמחים הפורחים, יחד עם תקופת התחממות לפני כ-55 מיליוני שנים”, אמר ברדן בהודעה לעיתונות. “מה שברור זה שעצם הנוכחות שלהם במספרים גדולים כל כך החלה שרשרת של שינויים אבולוציוניים, אצל צמחים ואצל בעלי חיים. בעוד שמינים רבים התפתחו כך שיהיו להם הגנות מפני החרקים האלו, אחרים נקטו בגישה ההפוכה – אם אתה לא יכול לנצח אותם, תאכל אותם”.

בעלי החיים שנקטו בגישה הזו, והחלו לאכול נמלים וטרמיטים בלבד, כוללים כמובן את דוב הנמלים הענק (Myrmecophaga tridactyla), וגם את הפנגולין הסיני (Manis pentadactyla), את השנבוב (Orycteropus afer), צבועון הרעמה (Proteles cristatus), וגם יונק הכיס נומבט (Myrmecobius fasciatus) ויונק הביב קיפודן נמלים אוסטרלי (Tachyglossus aculeatus). למרות שהם מגיעים מקבוצות שונות, וחלקם רחוקים מאוד אבולוציונית זה מזה, כולם פיתחו תכונות דומות כהתאמה לתפריט הייחודי.

התכנסות לפה מוארך

התופעה הזו, שבה בעלי חיים מקבוצות שונות מפתחים תכונות דומות במהלך האבולוציה כדרך להתמודד עם תנאי מחיה דומים, נקראת אבולוציה מתכנסת. כך למשל, הסנפירים של דג הסלמון ושל הדולפין דומים זה לזה למרות המרחק האבולוציוני ביניהם, ושניהם משמשים לשחייה במים. במקרה זה, ההתאמות לאכילת נמלים וטרמיטים הובילו שוב ושוב למערך של תכונות דומות, אצל בעלי חיים שהאב המשותף האחרון שלהם חי לפני יותר מ-150 מיליון שנים. “נראה שהנמלים הן ממש מהנדסות של אבולוציה מתכנסת”, סיכם ברדן.

חלק מההתאמות הן בדיוק מה שהיינו מצפים: לשון ארוכה ודביקה, פה צר ומוארך, טפרים או רגליים קדמיות חזקות לחפירה באדמה. לרבים מהמינים אוכלי הנמלים יש מעט מאוד שיניים, או שהם איבדו את שיניהם כליל. שיניים, מתברר, הן חיסרון כשאתה אוכל בעיקר נמלים וטרמיטים: לא רק שאין צורך ללעוס אותם, לעיסה עלולה לשחרר לפה חומרים רעילים או מזיקים, ולהאריך משמעותית את זמן האכילה. בנוסף, אכילת חרקים המסתובבים על האדמה גוררת גם הכנסה של חול ואבנים קטנות אל הפה, ואלו מזיקים לשיניים. החוקרים מציינים שאצל הדב השפתני (Melursus ursinus), אחד ממיני אוכלי הנמלים שכן יש לו שיניים, החיכוך עם חול וחצץ גורם לשחיקה מרובה של השיניים, שעלולה להזיק לבריאותו.

מעבר לכך, “יש גם שינויים פחות ברורים מאליהם”, מציין תומס וידה (Vida), שהוביל את המחקר, בריאיון ל-ScienceAlert. “למשל טמפרטורת גוף נמוכה/קצב נמוך של חילוף חומרים, והתאמות של האנזימים לעיכול כיטין. שני הדברים הם התאמות לאכילה של מזון נפוץ, אבל עם ערך קלורי נמוך”.

היות שלנמלה אחת או טרמיט אחד יש ערך קלורי נמוך כל כך, אוכלי הנמלים צריכים לאכול הרבה, הרבה מהם. “אחד הדברים שמשותפים לכמעט כל אוכלי הנמלים הוא תיאבון בלתי נדלה – נמלים וטרמיטים מכילים כל כך מעט אנרגיה שאפילו חיה קטנה כמו הנומבט צריכה לאכול בערך 20 אלף טרמיטים ביום, בעוד צבועון הרעמה יכול לאסוף עד 300 אלף מהם בלילה אחד”, אמר וידה בהודעה לעיתונות.

המחקר החדש הראה שבעלי חיים שאוכלים אך ורק נמלים וטרמיטים הופיעו רק במהלך עשרות מיליוני השנים האחרונות, ואפשר להבין למה: רק אז הפכו החרקים החברתיים לנפוצים מספיק, ובעלי מושבות גדולות מספיק, כדי שאותם בעלי חיים יוכלו לאכול את הכמויות הגדולות שהם צריכים בשביל לשרוד.

התמחות שקשה לחזור ממנה

החוקרים בחנו את השושלות של אוכלי הנמלים כדי לראות מה אכלו לפני שעברו לאכילת נמלים וטרמיטים, וכמה פעמים המעבר הזה התרחש. הם מצאו 12 מעברים כאלו, וברוב הפעמים, המעבר היה מאכילת חרקים באופן כללי לאכילה של נמלים וטרמיטים בלבד. אבל היו גם כמה פעמים שבהן אוכלי בשר עברו לאכילת נמלים.

“זו הייתה הפתעה”, אמר ברדן. “לעשות את הקפיצה מאכילה של בעלי חוליות לתפריט של אלפי חרקים קטנטנים כל יום, זה שינוי גדול”. לא היו אוכלי עשב שהפכו לאוכלי נמלים, ובאופן יותר מפתיע, גם לא אוכלי כול. 

החוקרים זיהו רק מקרה אחד שבו יונק שהתמחה באכילת נמלים עבר במהלך האבולוציה לתזונה מגוונת יותר. המעבר הזה התרחש אצל יונקים קטנים החיים באפריקה, בעלי השם המוזר ארכף עגול אוזן (Macroscelides, אבל הם מוכרים יותר גם בשם חדפי פיל). בשושלת שלהם היה אוכל נמלים, אך צאצאיו הם אוכלי כול.

מדוע לא היו עוד מעברים מאכילת נמלים לתפריט שונה? “בצורה מסוימת, נראה שהתמחות בנמלים ובטרמיטים דוחקת את המין לפינה”, אמר ברדן. ההתאמות שנדרשות להתמחות שכזו, מאיבוד השיניים ועד השינויים באנזימי העיכול, מקשים על אכילה של מזון אחר. 

“ההיסטוריה של החיים בכדור הארץ מלאה בקרוס-אוברים”, סיכם ברדן בריאיון ל-ScienceAlert. “אפילו שושלות שמרוחקות זו מזו מאוד – האב המשותף האחרון של חרקים חברתיים ושל יונקים חי לפני יותר מ-500 מיליון שנים – מנהלים אינטראקציות בדרכים שיכולות להוביל להתמחויות מדהימות תוך כמה עשרות מיליוני שנים. כיום, כשאנחנו משנים במהירות את כוכב הלכת שלנו, חשוב לזכור שאובדן של מין אחד יכול לגרור הרבה השלכות לא צפויות”.