לאמארקיזם

לאמארקיזם היא תורה אבולוציונית שפותחה על ידי ז'אן-בטיסט דה לאמארק בראשית המאה ה-19. תאוריה זו, התפתחות המינים, קדמה לתורת האבולוציה של צ'ארלס דרווין, והוסברה בספרו שפורסם בשנת 1809 "פילוסופיה זואולוגית", בו שילב רעיונות קיימים של הורשת תכונות בתאוריה האבולוציונית שלו. סבו של צ'ארלס דרווין, ארסמוס דרווין כתב בשנים 1794–1796 בספרו "זואונימיה" על כך שהייתה התפתחות כלשהי ביצורים חיים ועל היכולת לפתח איברים חדשים ולהוריש את התכונות החדשות לצאצאים. לאמארק השתמש ברעיונות אלו לביסוס התאוריה האבולוציונית שלו, אשר עליה נבנתה התאוריה של צ'ארלס דרווין. מאז נדחק הלאמארקיזם לשוליים על ידי הדרוויניזם שהפך לתאוריה הנפוצה. למרות זאת, לאחרונה עולה שוב עניין בתאוריה של לאמארק, לאחר שנעשו מחקרים בתחום האפיגנטיקה המדברים על אפשרות של הורשת תכונות נרכשות. לפי לאמארק, ישנה בריאה עצמונית של אורגניזמים פשוטים, אשר מורכבותם הולכת וגדלה לכיוון השלמות לאורך זמן ובהתאם לשינויים סביבתיים. לסביבה יש השפעות חזקות על הצורה והאיברים של אורגניזם מסוים, כאשר השפעות אלו באות לידי ביטוי רק לאחר זמן רב. זה מתאפשר כיוון שקיים מנגנון של הורשת תכונות נרכשות. בכך לאמארק פוסל למעשה את רעיון ההכחדה; בעלי חיים לא נכחדים, אלא רק משנים את צורתם ומסתגלים לשינויים סביבתיים. לאמארק מתייחס למה שלטענתו הן שתי אמיתות. ראשית, צרכים חדשים מצריכים שימוש באיברים חדשים שיופיעו כתוצאה ממאמץ ורצון פנימי. שימוש ממושך באיבר יגדיל ויחזק אותו. שנית, חוסר שימוש באיבר מסוים ינוון אותו ועם הזמן גודלו יקטן עד שלבסוף ייעלם. שלושה עקרונות חשובים בלאמארקיזם: כל שינוי משמעותי וקבוע בסביבה של מין מסוים של בעל חיים יגרום לשינוי בצרכי אותו המין. כל שינוי בצרכים של בעל חיים מסוים מצריך שינוי בהרגליו על מנת לספק את הצרכים החדשים. כל צורך חדש, שמצריך שינוי בהרגלים דורש מבעל החיים להשתמש יותר או פחות באיבר מסוים, דבר המביא להתפתחות או ניוון האיבר בהתאמה. לחלופין, שינוי משמעותי וקבוע בסביבה עלול גם להוליד צורך בשימוש באיברים לא קיימים, מה שיכול להוביל לצמיחה של איברים אלו עם הזמן. לאמארק מסביר את העובדה שיש ריבוי גדול מאוד של מינים שונים בכך שהוא טוען כי תנאי הסביבה הם בעלי גיוון אינסופי, מה שמוביל לכך שבאזורים שונים בעלי חיים שהיו דומים בהתחלה, יסגלו לעצמם תכונות שונות בהתאם לתנאים השונים, ועם הזמן ישתנו בעצמם. כך לאמארק יוצא נגד הטענה הרווחת באותו זמן, כי בעלי החיים נוצרו בצורה מסוימת, לא עברו כל שינוי וכי האיברים קבעו את אופן השימוש בהם. Naturalists have remarked that the structure of animals is always in perfect adaptation of their functions, and have inferred that the shape and condition of their parts have determined the use of them. Now this is a mistake. לאמארק ביסס את התאוריה שלו על שני חוקים. החוק הראשון: In every animal which has not passed the limit of its development, a more frequent and continuous use of any organ gradually strengthens, develops and enlarges that organ, and gives it power proportional to the length of time it has been so used; while the permanent disuse of any organ imperceptibly weakens and deteriorates it, and progressively diminishes its functional capacity, until it finally disappears. החוק השני: All the aquisitions or losses wrought by nature on individuals, through the influence of the environment in which their race has long been placed, and hence, through the influence of the predominant use or permanent disuse of any organ; all these are preserved by reproduction of the new individuals which arise, provided that the acquired modifications are common to both sexes, or at least to the individuals which produce the young. החוק הראשון מדבר על כך שבעלי חיים מתפתחים כל הזמן לכיוון השלמות. כל בעל חיים שעדיין לא הגיע לשיא ההתפתחות שלו, מפתח או לחלופין מנוון איברים שונים לפי השימוש בהם. החוק השני מדבר על מנגנון הורשת תכונות נרכשות. תכונות שנרכשו כתוצאה מהשפעה סביבתית לאורך זמן, יועברו לצאצאים בתנאי שהתכונות מופיעות אצל שני ההורים. אחת הדוגמאות שלאמארק השתמש בה להסברת התאוריה שלו היא הג'ירפה. תחילה צוואר הג'ירפה היה קצר, אך שינויים בתנאי הסביבה הביאו לכך שהמזון היחיד שהג'ירפה יכולה הייתה להשיג היה גבוה על העצים. לצורך השגת המזון, על הג'ירפה היה למתוח את צווארה. כיוון ששינוי סביבתי זה נשאר קבוע, נשאר גם הצורך בצוואר ארוך יותר להשגת המזון. כתוצאה מכך, עם הדורות נולדו צאצאים שצווארם ארוך יותר ויותר עד הופעת הג'ירפה כפי שמכירים אותה כיום. כלב. אין שום ספק שהמינים השונים של הכלבים הגיעו מגזע אחד שככל הנראה דומה לזאב שאותו אנחנו מכירים. כל מיני הכלבים שניתן לראות היום, אינם בנמצא בטבע. עם ביות בעלי החיים, הזאב הגיע למקומות שונים בעולם, בהם הוא חי בתנאים שונים שלא היה מורגל אליהם ולא היה מגיע אליהם בדרך הטבע. אחרי שהיו נתונים לשינויים סביבתיים, נצטרכו לשנות את הרגליהם על מנת לשרוד. היו גם מקומות בהם שינויים התנהגותיים והרגלים נכפו על אותם זאבים מבויתים. עקב כל השינויים הללו, באזורים שונים בעולם התפתח הזאב המבוית לכל המינים השונים שאותם אנחנו מכירים כיום. אובלנה. לווייתנים ממין זה בולעים את טרפם באופן ישיר ולכן הם חסרי שיניים. תלמידו של לאמארק, ז'פרי (Geoffroy), גילה שיניים חבויות בלסת של עובר ממין לוויתן זה. גם בציפורים ממין מסוים נתגלו סימנים לכך שפעם היו שיניים במקורן. זה מעיד על כך, לשיטתם, ששינויים סביבתיים גרמו לשינוי בהרגלים של בעלי חיים אלה. חפרפרת. עיניים הן איבר שקיים אצל רוב בעלי החיים, ובמיוחד אצל בעלי החוליות. החפרפרת, שכמעט ואין לה צורך באיבר זה היות שהיא חיה מתחת לאדמה, היא בעלת עיניים קטנות ומכוסות קרום. עובדה זו גם היא מעידה על כך ששימוש מועט באיבר מסוים יגרום להתנוונותו והקטנתו. הנחת ההשתנות של בעלי החיים זכתה להתנגדות רבה מצד הכנסייה, שכן המשמעות של תאוריה זו היא שהמינים שאנו רואים היום אינם אותם מינים שברא האל, אלא למעשה גרסה משופרת שלהם, ובכך התאוריה כופרת ברעיון מושלמות היצירה של האל. אמונתו של לאמארק בכך שאף האדם הוא יצור המתפתח עם השנים ולא הגיע לשיא שלמותו, העצימה את ההתנגדות לעבודתו מצד הכנסייה ומדענים בני תקופתו שהושפעו מרעיונות הכנסייה. מנגנון ההתפתחות אצל דרווין ולאמארק שונה בכמה נקודות: אצל לאמארק יש יד מכוונת את ההתפתחות של הפרט לכיוון המושלמות, בעוד אצל דרווין התפתחות השינויים אצל הפרט היא מקרית לחלוטין. לאמארק פסל את רעיון ההכחדה לחלוטין, מאחר שכל מין מתפתח לכיוון מושלמות, אין אפשרות שפתאום הוא לא יהיה מותאם יותר ויכחד. מקור המאובנים הוא באבות קדמונים של בעלי חיים שקיימים היום. רעיון ההיכחדות והברירה הטבעית הוא לב התאוריה של דרווין, מכיוון שזהו למעשה המנגנון הגורם לאבולוציה. דרווין האמין שהסביבה משתנה, ותוך כדי פוגעת בכשירות של המינים לשרוד (שכן ההתאמות שביצור אינן מתאימות לתנאים החדשים). מאחר שהשינויים במינים הם אקראיים, לא כל שינוי הוא חיובי, ובהתאם חלק מהפרטים והמינים שיהיו פחות מותאמים לסביבה, לא ישרדו ויכחדו. בדוגמה של התפתחות הצוואר הארוך בג'ירפה – לפי דרווין לא רלוונטית השאלה אם התפתח בג'ירפה (הפרט) צוואר ארוך (הבדל ראשון), שכן התפתחות זו אינה עוברת בתורשה לצאצאים (הבדל שני). אבל, לאותה ג'ירפה ייוולדו צאצאים שלחלקם יהיה צוואר ארוך ולחלקם צוואר יחסית קצר (הבדל ראשון). לבעלי הצוואר הארוך יהיה יותר קל להשיג אוכל, ובהתאם לכך תגדל הסבירות שהם ישרדו לאורך זמן רב יותר. כך הם יוכלו להביא לעולם צאצאים רבים יותר, אשר בשכיחות גבוהה יותר יהיו גם הם בעלי צוואר ארוך. לאחר כמה דורות כאלו, לג'ירפות כמין, ולא כפרטים בודדים, יהיה צוואר ארוך יותר (הבדל שלישי). הלאמארקיזם מדבר על כך שכל המינים מתפתחים עם הזמן והופכים ליותר מורכבים עד שיגיעו לשלמות. ישנן תופעות שתאוריה זו מתקשה להסביר. דוגמה אחת היא החתולים החנוטים במצרים. חתולים אלה נחנטו לפני אלפי שנים, אך מאז ועד היום לא ניתן לראות כל שינוי, מלבד שינויים מזעריים בצבעים, בסוגי פרווה. עובדה זו מובילה לבעיה שהמושג "מין" הוא מעורפל. בעבר ניתן היה לטעון שחתול סיאמי למשל וחתול פרסי הם שני מינים שונים של חתולים, היות שהתפישה אז הייתה שונה. כיום ההגדרה המקובלת בקרב ביולוגים למין היא לפי שיטתו של ארנסט מאייר, שאומרת השתייכות של בעלי חיים לאותו מין מוגדרת על ידי היכולת שלהם לקיים קשרי רבייה ולהביא צאצאים פוריים. לפי הגדרה זו, זני החתולים השונים הם לא מינים שונים שהתפתחו ממין אחד. כך גם הכלבים. ההבדלים בין סוגי הכלבים השונים הם זניחים, היות שהמבנה שלהם נשאר דומה מאוד, כזה שמאפשר רבייה. בעיה נוספת בתיאורית הלאמארקיזם היא שאין צורות ביניים בשכבות המאובנים. לפי הלאמארקיזם, מינים מתפתחים מצורה פשוטה למורכבת לאורך זמן ממושך בהתאם לשינויים סביבתיים וצרכים משתנים. בהתאם לכך, ניתן היה לצפות שיימצאו שרידים ומאובנים רבים המעידים על שינויים אלה, אם רק מפאת כמות המינים השונים הקיימים כיום. עם זאת, רק מעט מאובנים נמצאו, ואין זה מספיק על מנת להוכיח שהיו קיימות צורות ביניים. בנוסף על ההוכחות בתחום הביולוגיה התפתחותית שלבדיקתן יש צורך בטכנולוגיה מתקדמת, יש עדיין תופעות רבות שהלאמארקיזם אינו יכול להסביר ואף עומדות בסתירה לתאוריה. לדוגמה: לאב נימול, לפי הלאמארקיזם, אמורים להיוולד בסבירות גבוהה יותר ילדים בלי עורלה או לפחות בעלי עורלה מוחלשת, מאחר שלא נעשה בה שימוש בדור הקודם. דבר זה אינו קורה בפועל: עמים רבים נוהגים למול את עורלות בניהם זה שנים רבות, ולמרות זאת גם בני עמים אלו נולדים עם עורלה, שאינה שונה מעורלה של בני עמים שהמילה אינה נהוגה אצלם. כך גם קיים הבדל בין עיוורון מלידה או עיוורון כתוצאה מפגיעה בבגרות (בתאונה לדוגמה) בשכיחות של התופעה אצל הצאצאים. לעיוור מלידה יש סיכוי גבוה להוליד צאצא עיוור, ואילו לעיוור שאיבד את ראייתו בתאונה יש סיכוי זהה לזה של כלל האוכלוסייה. התאוריה של לאמארק מתקשה לתת לעובדה שלמרות שעיוור מפגיעה (לא מלידה) אינו משתמש בעיניים שלו, אין לכך השפעה על התנוונות הראיה אצל הצאצאים שלו. ז'ורז' קיוויה (Georges Cuvier) היה אחד ממתנגדיו המרכזיים של לאמארק ושל הלאמארקיזם. קיוויה התנגד לרעיון הטרנסמוטציה (התפתחות המינים) של לאמארק, וטען כי המינים לא משתנים וכי קיימת הכחדה. קיוויה הגה את רעיון "הקורלציה של החלקים" לפיו, לכל איבר בגוף יש תפקיד, וכל חלק הוא חיוני להמשך תפקודו של השלם. חלקי הגוף פועלים בתיאום מושלם ופגיעה באחד תביא לחוסר תפקוד. עיקרון זה הוא מנוגד ללאמארקיזם אשר טוען כי ישנם איברים המסוגלים להשתנות בהתאם לשינויים בתנאים, ואף להיעלם כליל בעקבות חוסר שימוש. קיוויה היה חוקר יסודי יותר מלאמארק והתמקד בפרטים קטנים במקום בתאוריות גדולות. הוא היה חוקר נחשב יותר בתחום המדע היות שחקר יונקים, בניגוד ללאמארק שחקר צמחים ולאחר מכן חרקים. עובדות אלה ונוספות הביאו לכך שתאוריית הלאמארקיזם נתפסה בזלזול וחוסר הבנה. הלאמארקיזם כשל ויצר התנגדויות ממספר סיבות. סיבה אחת היא שלאמארק יצר לעצמו שם של חוקר הממהר להניח הנחות, וכמי שבונה תאוריות גדולות המתפרסות על תחומים רבים. באותה תקופה החשיבות של תצפיות מדוקדקות הייתה גבוהה, ועל כן תאוריה שהובאה על ידי חוקר שנחשב כמניח הנחות ולא מקצועי מספיק, לא יכולה הייתה להתקבל כתאוריה רצינית. התנסחויותיו כאשר ניסה להסביר תופעות מסוימות עוררו לעג לעיתים קרובות, עקב העובדה שהיו רחוקות מלהיות מדעיות, וכללו בתוכן התייחסויות לרצונן האישי של בעלי החיים; למשל ניסיונו להסביר מדוע ציפורים מסוימות שהיו שוקעות בבוץ פיתחו רגליים ארוכות: We find in the same way that the bird of the waterside which does not like swimming, and yet is in need of going to the water's edge to secure its prey, is continually liable to sink in the mud. Now this bird tries to act in such a way that its body should not be immersed in the liquid, and hence makes its best efforts to stretch and lengthen its legs… סיבה נוספת לחוסר ההצלחה של התאוריה היא העובדה שלאמארק לא היה חזק מבחינה פוליטית ולכן לא יכול היה ליצור סביבו חבורה של תומכים, כמו שבשלב מאוחר יותר עשה צ'ארלס דרווין. חוקרים נחשבים יותר, בעלי השפעה פוליטית גדולה יותר זלזלו בלאמארקיזם וכך הורידו את חשיבותו בעיני הקהילה המדעית. אף דרווין, שבמידה מסוימת התבסס על חלק מטענותיו של לאמארק ניסה להרחיק את עצמו מהלאמארקיזם מחשש שיעורר זלזול בעצמו ובתאוריה שלו. מתנגדיו המשיכו לטעון שללאמארק אין מספיק ראיות והוכחות שיתמכו בתאוריה שלו. הוא לא עשה מספיק תצפיות והתבסס על מספר קטן של מקרים שמהם הסיק תאוריות גדולות שמבחינתו היו יכולות לשנות את כל ההבנה של העולם. חוסר בממצאים גאולוגיים הייתה בעיה נוספת שמתנגדיו טענו שמפריך את התאוריה שלו. במאה ה-21 חלה התחדשות בעניין בתחום אחד של תאוריית הלאמארקיזם; הורשת תכונות נרכשות. מחקרים בתחום האפיגנטיקה טוענים שישנה אפשרות שתכונות התנהגותיות נרכשות יכולות להיות מועברות בתורשה. מחקר אחד מדבר על תרנגולות; גידול תרנגולות בתנאי לחץ הוביל להולדת צאצאים עם התנהגויות חדשות שמותאמות לתפקד בתנאים של מחסור במזון למשל. ההנחה היא שגנים מסוימים עלולים להיות מושפעים מהתנהגות מסוימת ותכונה זו תועבר לצאצאים על מנת להגביר את היכולת שלהם לשרוד במצבים קשים. מחקר אחד בחן האם גישה מוגבלת למקורות מזון ומים אצל תרנגולות תשפיע על התנהגותן ותביא לשינויים גנטיים, והאם שינויים אלה יועברו בהורשה לצאצאיהן של התרנגולות. התנהגויות שונות יכולות להתבטא בשינויים באופן החיפוש אחר האוכל למשל – התמקדות במקומות מוכרים שבהם נמצא המזון במקום חיפוש אחר מקורות מזון חדשים. התרנגולת היא חיה שקל לחקור כיוון שבעזרת אינקובציה ניתן להפריד לחלוטין את הביצים והצאצאים מההורים וכך למנוע מצב של למידת התנהגות מההורים. הניסוי הראה כי תכונות מסוימות והתנהגויות חדשות של תרנגולות אכן הועברו בצורה מסוימת לצאצאים, אף שלא היה שום מגע ביניהם והצאצאים לא היו באותם מצבי לחץ שהיו הוריהם (כך שהתנהגות שנצפתה בהורים לא אמורה להיות קיימת אצל הצאצאים). Our Findings … showed modification in their foraging behavior which is in line with what could be expected from and adaptive perspective. Furthermore, offspring of the UL birds showed a similar response to that of their parents, in spite of themselves never being exposed to the treatment. מחקר זה הוא רק דוגמה אחת להתעניינות המחודשת בהורשת התכונות הנרכשות. מחקרים נוספים מתנהלים כל הזמן. מחקר אחר מראה כי הרגלי אכילה אצל זכרי עכברוש (שגורמים להשמנה אך לא נובעים מגנים) משפיעים על נטיות להשמנה בצאצאים ממין נקבה. אפיגנטיקה טרופים ליסנקו ריצ'רד דוקינס, השען העיוור, הוצאת זמורה ביתן, תל אביב, 1986 (1993), ISBN 0-393-31570-3. פרק 10: "אילן החיים האמיתי האחד והיחיד" יותם פלדמן, פרופ' חוה יבלונקה הולכת הרבה מעבר לגנים כדי להסביר את האבולוציה, באתר הארץ, 19 במרץ 2009 לאמארקיזם, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) הורשת תכונות נרכשות, דף שער בספרייה הלאומית Lemarck, J. B. Zoological Philosophy, Trans. Hugh Elliot, (Chicago, Chicago University Press) pp. 107-120 שם. שם. Sapp, Jan. Genesis, the Evolution of Biology, (New York:2003), p.10 שם Sapp, p.8 Daniel Nätt, Niclas Lindqvist, Henrik Stranneheim, Joakim Lundeberg, Peter A. Torjesen, Per Jensen, Inheritance of Acquired Behaviour Adaptations and Brain Gene Expression in Chickens, PLOS ONE 4, 2009-07-28, עמ' e6405 doi: 10.1371/journal.pone.0006405 Sheau-Fang Ng, Ruby C. Y. Lin, D. Ross Laybutt, Romain Barres, Julie A. Owens, Margaret J. Morris, Chronic high-fat diet in fathers programs β-cell dysfunction in female rat offspring, Nature 467, 2010-10, עמ' 963–966 doi: 10.1038/nature09491