הסינתזה האבולוציונית המורחבת

הסינתזה האבולוציונית המורחבת (Extended Evolutionary Synthesis, ובקיצור EES) מורכבת מקבוצה של מושגים תאורטיים שנטען כי הם מקיפים יותר מהסינתזה האבולוציונית המודרנית המוקדמת יותר של ביולוגיה אבולוציונית שהתרחשה בין 1918 ל-1942. טענות לסינתזה אבולוציונית מורחבת נשמעו בשנות ה-50 על ידי וודינגטון (CH Waddington), בשנות ה-80 על ידי סטיבן ג'יי גולד וניילס אלדריג', על בסיס שיווי משקל מקוטע, וב-2007 על ידי מאסימו פיגליוצ'י וגרד ב' מילר.

הסינתזה האבולוציונית המורחבת בוחנת מחדש את החשיבות היחסית של גורמים שונים באבולוציה, בוחנת כמה הנחות של הסינתזה המוקדמת יותר, ומרחיבה אותה בגורמים סיבתיים נוספים. היא כוללת ברירה קבוצתית, תורשה אפיגנטית חוצה-דורות, בניית נישות, יכולת התפתחות ומספר מושגים מביולוגיה התפתחותית אבולוציונית.

לא כל הביולוגים הסכימו על הצורך או ההיקף של סינתזה מורחבת.Svensson, E.I. (2023). The Structure of Evolutionary Theory: Beyond Neo-Darwinism, Neo-Lamarckism and Biased Historical Narratives About the Modern Synthesis. In: Dickins, T.E., Dickins, B.J. (eds) Evolutionary Biology: Contemporary and Historical Reflections Upon Core Theory. Springer. pp. 173–217.  רבים שיתפו פעולה בסינתזה נוספת בביולוגיה התפתחותית אבולוציונית, המתרכזת בגנטיקה מולקולרית התפתחותית ובאבולוציה כדי להבין כיצד הברירה הטבעית פעלה על תהליכי התפתחות והומולוגיות עמוקות בין אורגניזמים ברמה של רצפים שמורים.

 הסינתזה המודרנית הקודמת 
ממוזער| כמה רעיונות עיקריים של אבולוציה התאחדו בגנטיקה של אוכלוסיות מתחילת המאה ה-20 ויצרו את הסינתזה האבולוציונית המודרנית, כולל שונות גנטית, ברירה טבעית ותורשה בחלקיקים (תורשה מנדליאנית). כך תמה דעיכת הדרוויניזם בתחילת המאה ה-20 ונדחקו תיאוריות אבולוציה לא-דרוויניות. עם זאת, לא אוחדו כל ענפי הביולוגיה, ונשמטו מדעים כמו ביולוגיה התפתחותית.
הסינתזה המודרנית הייתה הסינתזה המקובלת בתחילת המאה ה-20, ויישבה את תאוריית האבולוציה של צ'ארלס דרווין על ידי ברירה טבעית עם תורת הגנטיקה של גרגור מנדל במסגרת מתמטית משותפת. היא קבעה את האבולוציה כפרדיגמה המרכזית של הביולוגיה. רעיונות הברירה הטבעית של המאה ה-19 כפי שניסח דרווין ורעיונות חוקי התורשה של מנדל אוחדו על ידי חוקרים שכללו את רונלד פישר, ג'ון הלדיין וסיואל רייט, שלושת המייסדים של גנטיקה של אוכלוסיות בין 1918 ל-1932. "Paper read by J. Arthur Thomson on July 8, 1918 to the Royal Society of Edinburgh." ג'וליאן האקסלי הציג את הביטוי "סינתזה מודרנית" בספרו משנת 1942, אבולוציה: הסינתזה המודרנית.Karl P. Schmidt, Evolution the Modern Synthesis by Julian Huxley, Copeia, Vol. 1943, No. 4 (Dec. 31, 1943), pp. 262-263

 היסטוריה מוקדמת 
במהלך שנות ה-50, הביולוג האנגלי וודינגטון (C. H. Waddington) קרא לסינתזה מורחבת על סמך מחקריו על אפיגנטיקה והידמות (אסימילציה) גנטית.

ב-1978, מייקל ג' ד' וייט כתב על הרחבה של הסינתזה המודרנית המבוססת על מחקרים חדשים בספציאציה. בשנות ה-80, האנטומולוג ריואיצ'י מטסודה טבע את המונח "פאן-סביבתיות" כסינתזה אבולוציונית מורחבת וראה בה מיזוג של דרוויניזם עם נאו-למרקיזם. הוא קבע שהטרוכרוניות היא מנגנון עיקרי לשינוי אבולוציוני ושניתן ליצור חידוש באבולוציה על ידי הידמות (אסימילציה) גנטית. סינתזה מורחבת הוצעה גם על ידי הזואולוג האוסטרי רופרט רידל, עם חקר יכולת ההתפתחות (evolvability).Wagner, Günter P; Laubichler; Manfred D. (2004). "Rupert Riedl and the Re-Synthesis of Evolutionary and Developmental Biology: Body Plans and Evolvability" . Journal of Experimental Zoology (Mol Dev Evol) 302B: 92-102.

גורדון ראטראי טיילור בספרו "תעלומת האבולוציה הגדולה" מ-1983 קרא לסינתזה מורחבת וציין שהסינתזה המודרנית היא רק תת-סעיף של הסבר מקיף יותר לאבולוציה ביולוגית שעדיין יש לגבש. בשנת 1985, הביולוג רוברט ג' ב' רייד (Reid) פרסם את "התיאוריה האבולוציונית: הסינתזה הבלתי גמורה", בו טען שהסינתזה המודרנית עם הדגש על הברירה הטבעית היא תמונה לא שלמה של האבולוציה, ואבולוציה מתהווה יכולה להסביר את מקור השונות הגנטית.

ב-1988, האתולוג ג'ון אנדלר (Endler) כתב על פיתוח סינתזה חדשה ודן בתהליכי אבולוציה שלדעתו הוזנחו.

בשנת 2000, רוברט ל' קרול קרא ל"סינתזה אבולוציונית מורחבת" עקב מחקר חדש בביולוגיה התפתחותית מולקולרית, סיסטמטיקה, גאולוגיה ותיעוד המאובנים.

 שיווי משקל מקוטע 
בשנות השמונים, הפליאונטולוגים האמריקאים סטיבן ג'יי גולד וניילס אלדריג' טענו לסינתזה מורחבת המבוססת על הרעיון שלהם של שיווי משקל מקוטע, תפקידה של ברירת המינים בעיצוב דפוסים אבולוציוניים בקנה מידה גדול וברירה טבעית שפועלת ברמות מרובות המשתרעות מגנים למין.Gould, Stephen Jay. (1980). Is a New and General Theory of Evolution Emerging? Paleobiology. Vol. 6, No. 1. pp. 119-130."A More Modern Synthesis". American Scientist.

 תרומות מהביולוגיה ההתפתחותית האבולוציונית 
חוקרים מתחום הביולוגיה ההתפתחותית האבולוציונית הציעו סינתזה נוספת. הם טוענים כי הסינתזות המודרניות והמורחבות צריכות להתרכז בעיקר בגנים ולהציע אינטגרציה של אמבריולוגיה עם גנטיקה מולקולרית ואבולוציה, במטרה להבין כיצד הברירה הטבעית פועלת על בקרת גנים והומולוגיות עמוקות בין אורגניזמים ברמה של גנים שמורים, גורמי שעתוק ומסלולי איתות. לעומת זאת, גדיל אחר של evo-devo (אבולוציה התפתחותית) בעקבות גישה אורגניזמית"The Origins of Form". Natural History. תורם לסינתזה המורחבת על ידי הדגשת הטיה התפתחותית באמצעות האצה והגבלה, יכולת התפתחות, והורשת צורה כגורמים ראשוניים באבולוציה של מבנים מורכבים וחידושים פנוטיפיים.

 במאה ה-21 
שמאל|ממוזער| מאסימו פיגליוצ'י, ממובילי הסינתזה האבולוציונית המורחבת, 2007
את הרעיון של סינתזה אבולוציונית מורחבת קידמו בשנת 2007 מאסימו פיגליוצ'י, וגרד מילר (Gerd B. Müller), בספרם (2010) "אבולוציה: הסינתזה המורחבת" (Evolution: The Extended Synthesis), שהיה נקודת פתיחה למחקר בתחום. הספר כולל:
 תפקידן של תצורות קודמות, מבנים גנומיים ותכונות אחרות באורגניזם ביצירת וריאציות אבולוציוניות.
 כיצד הגדלת הממדיות של אפשרויות כשירות (Fitness landscape) משפיעה על השקפתנו על הספציאציה.
 תפקידה של ברירה קבוצתית במעברים האבולוציוניים העיקריים.
 סוגים חדשים של תורשה, כולל תורשה תרבותית ואפיגנטית.
 האופן שבו התפתחות האורגניזמים והפלסטיות ההתפתחותית שלהם מתעל מסלולים אבולוציוניים ומייצר חידוש פנוטיפי.
 כיצד אורגניזמים משנים את סביבותיהם באמצעות בניית נישה.

לטענת תומכי הסינתזה, תהליכים כגון יכולת התפתחות, גמישות פנוטיפית, אבולוציה מרושתת, העברה גנטית אופקית, סימביוגנזה, הודרו או זכו להתעלמות בסינתזה המודרנית.Gontier, Nathalie. (2015). Reticulate Evolution Everywhere. In Reticulate Evolution: Symbiogenesis, Lateral Gene Transfer, Hybridization and Infectious Heredity. Springer. pp. 1-40.  המטרה של הסינתזה המורחבת של פיגליוצ'י ומילר היא לקדם את האבולוציה מעבר לגישה הממוקדת בגנים של גנטיקה של אוכלוסיות כדי לשקול גישות יותר ממוקדות באורגניזם ובאקולוגיה. רבים מהסיבות הללו נחשבות כיום לסיבות אבולוציוניות משניות, ותומכי הסינתזה המורחבת רוצים שהן ייחשבו לסיבות אבולוציוניות ממדרגה ראשונה.

מייקל ר' רוז וטוד אוקלי קידמו סינתזה פוסט-מודרנית. הם העירו כי "עכשיו ברור שיצורים חיים מגיעים לרוב לדרגה של מורכבות גנומית הרבה מעבר למודלים פשוטים כמו הגנום של "ספריית הגנים" של הסינתזה המודרנית". הביולוג יוג'ין קונין הציע שההדרגתיות של הסינתזה המודרנית אינה בת קיימא שכן שכפול גנים, העברת גנים אופקית ואנדוסימביוזה ממלאים תפקיד מרכזי באבולוציה. קונין העיר כי "אין לראות את ההתפתחויות החדשות בביולוגיה אבולוציונית כהפרכה של דרווין. להפך, הן מרחיבות את השבילים שדרווין פתח לפני 150 שנה וחושפות את הפוריות יוצאת הדופן של חשיבתו".

ארלין שטולצפוס ועמיתיה דוגלים בהטיה מוטציונית והתפתחותית בהכנסת וריאציה כמקור חשוב להתמצאות או כיוון בשינוי אבולוציוני. הם טוענים שהטיה בהכנסת וריאציה לא הוכרה רשמית לאורך המאה ה-20, בשל השפעת הנאו-דרוויניזם על החשיבה על סיבתיות.

 אבולוציה ממוקדת אורגניזם 
הביולוגים המוקדמים של התנועה האורגניסטית השפיעו על הסינתזה האבולוציונית המורחבת המודרנית. מחקר עדכני קרא להרחיב את מסגרת ההתייחסות של גנטיקה של אוכלוסיות בביולוגיה האבולוציונית על ידי נקודת מבט ממוקדת יותר באורגניזם.Baedke, J., Fábregas-Tejeda, A. (2023). The Organism in Evolutionary Explanation: From Early Twentieth Century to the Extended Evolutionary Synthesis. In: Dickins, T.E., Dickins, B.J. (eds) Evolutionary Biology: Contemporary and Historical Reflections Upon Core Theory. Springer. pp. 121–150.  הגישה הזו תוארה כ"אבולוציה ממוקדת אורגניזם" שמסתכלת מעבר לגנום על הדרכים שבהן אורגניזמים בודדים משתתפים באבולוציה שלהם."What Is Organism-Centered Evolution?". templeton.org. Retrieved 4 November 2023."Extended Evolutionary Synthesis: A review of the latest scientific research". templeton.org. Retrieved 4 November 2023. פיליפ בול כתב סקירת מחקר על אבולוציה ממוקדת אורגניזם."Organisms as Agents of Evolution: New Research Review". templeton.org. Retrieved 4 November 2023."Organisms as Agents of Evolution". templeton.org. Retrieved 4 November 2023.

רוי דיוגו (Rui Diogo) הציע עדכון של התיאוריה האבולוציונית, שאותה כינה ONCE, ראשי תיבות של "אבולוציה אורגנית, לא אופטימלית מרוסנת" (ONCE: Organic Nonoptimal Constrained Evolution). לפי ONCE, האבולוציה מונעת בעיקר על ידי בחירות התנהגותיות והתמדה של האורגניזמים עצמם, בעוד שהברירה הטבעית משחקת תפקיד משני."Evolution Driven by Organismal Behavior". extendedevolutionarysynthesis.com. Retrieved 10 November 2023. ONCE מביא דוגמאות לסיבתיות הדדית בין אורגניזם לסביבה, אפקט בולדווין (Baldwin effect), ברירה אורגנית, הטיה התפתחותית ובניית נישה.

 תחזיות 
הסינתזה המורחבת מאופיינת במערך תחזיות נוסף, שונות מתאוריית הסינתזה המודרנית הסטנדרטית:

 שינוי בפנוטיפ יכול להקדים שינוי בגנוטיפ
 שינויים בפנוטיפ הם בעיקר חיוביים ולא נייטרליים (ראו: תיאוריה נייטרלית של אבולוציה מולקולרית, neutral theory of molecular evolution)
 שינויים בפנוטיפ נגרמים באורגניזמים רבים ולא באורגניזם אחד
 שינוי מהפכני בפנוטיפ יכול להתרחש באמצעות מוטציה, וריאציה קלה או אירועי סף
 אבולוציה חוזרת באוכלוסיות מבודדות יכולה להיות על ידי אבולוציה מתכנסת או הטיה התפתחותית
 הסתגלות יכולה להיגרם על ידי ברירה טבעית, אינדוקציה סביבתית, תורשה לא גנטית, למידה והעברה תרבותית (ראו אפקט בולדווין, מם, תורשה אפיגנטית חוצה דורות, תורשה אקולוגית, תורשה לא מנדלית)
 אבולוציה מהירה יכולה לנבוע מאינדוקציה סימולטנית, ברירה טבעית ודינמיקה התפתחותית
 המגוון הביולוגי יכול להיות מושפע מתכונות של מערכות התפתחותיות כמו הבדלים בהתפתחות
 וריאציה תורשתית מכוונת לווריאציות שהן אדפטיביות ומשולבות עם הפנוטיפ
 בניית נישה מוטה לשינויים סביבתיים המתאימים לפנוטיפ של בעל הגנים המקוריים או של צאצאיו, ומשפרים את כושרם
 ברירת שארים
 ברירה קבוצתית (ברירה מרובת רמות)
 ארגון עצמי
 סימביוגנזהGontier, Nathalie. (2016). History of Symbiogenesis. In Richard M Kliman. Encyclopedia of Evolutionary Biology. Elsevier Science. pp. 261-271. 

 ניסויים לבדיקת התיאוריה 
משנת 2016 עד 2019 התקיים פרויקט "מבחן הסינתזה האבולוציונית המורחבת" שנתמך במענק 7.5 מיליון דולר מקרן ג'ון טמפלטון, בסיוע מוסדות ובהם אוניברסיטת קלארק, אוניברסיטת אינדיאנה, אוניברסיטת לונד, אוניברסיטת סטנפורד, אוניברסיטת סאות'המפטון ואוניברסיטת סנט אנדרוז.

פרסומי הפרויקט כוללים למעלה מ-200 מאמרים, גיליון מיוחד ואנתולוגיה על סיבתיות אבולוציונית. בשנת 2019 פורסם דו"ח סופי של הקונסורציום, שכותרתו - "מעמידים את הסינתזה האבולוציונית המורחבת במבחן, 2019-2016" (2016–2019, Putting the Extended Evolutionary Synthesis to the Test)."Putting the Extended Evolutionary Synthesis to the Test. extendedevolutionarysynthesis.com. Retrieved 22 August 2022.

בראש הפרויקט עמדו קווין ללנד מאוניברסיטת סנט אנדרוז וטוביאס אולר מאוניברסיטת לונד. לפי ללנד, הסינתזה במורחבת "מסתכמת בהכרה שבנוסף לברירה, לסחף, למוטציה ולתהליכים אבולוציוניים מבוססים אחרים, גורמים אחרים, במיוחד השפעות התפתחותיות, מעצבים את התהליך האבולוציוני בדרכים חשובות"."Empowering the Extended Evolutionary Synthesis". The Evolution Institute.

 מעמד התיאוריה 
יש ביולוגים שחולקים על הצורך בסינתזה מורחבת. הם טוענים שהסינתזה המודרנית מסוגלת להסביר באופן מלא את התצפיות החדשות. אחרים מבקרים את הסינתזה המורחבת על כך שאינה רדיקלית מספיק. התומכים חושבים שתפיסות האבולוציה שבליבת הסינתזה המודרנית צרות מדי ושגם כאשר הסינתזה המודרנית מאפשרת את הרעיונות שבסינתזה המורחבת, השימוש בסינתזה המודרנית משפיע על האופן שבו ביולוגים חושבים על אבולוציה. לדוגמה, דניס נובל אומר ששימוש במונחים וקטגוריות של הסינתזה המודרנית מעוות את תמונת הביולוגיה שגילו הניסויים המודרניים. לפיכך, התומכים טוענים שהסינתזה המורחבת נחוצה כדי להרחיב את התפיסות והמסגרת של האופן שבו נחשבת האבולוציה בכל הדיסציפלינות הביולוגיות. בשנת 2022 פרסמה קרן ג'ון טמפלטון סקירה של ספרות עדכנית.

 לקריאה נוספת 
 הגנה על הסינתזה המורחבת 




 Gilbert, Scott F. (2000). "A New Evolutionary Synthesis". In Developmental Biology, 6th edition. Sinauer. 



 Lange, Axel (2023) Extending the Evolutionary Synthesis. Darwin's Legacy Redesigned. CRC Press. DOI https://doi.org/10.1201/9781003341413.
 Lodé, Thierry (2013). Manifeste pour une écologie évolutive, Darwin et après. Eds Odile Jacob, Paris.
 Messerly, J.G. (1992). Piaget's conception of evolution: Beyond Darwin and Lamarck. Lanham, MD: Rowman & Littlefield. 


 Postdarwinism: "The New Synthesis". A review of Ecological Developmental Biology: Integrating Epigenetics, Medicine, and Evolution, by Scott F. Gilbert and David Epel (Sinauer, 2009).
 "Post-modern synthesis?" A review of Developmental Plasticity and Evolution by Mary Jane West-Eberhard (Oxford University Press, 2003).



 ביקורת על הסינתזה המורחבת 


 Dickens, Thomas; Rahman, Qazi. (2012). "The extended evolutionary synthesis and the role of soft inheritance in evolution". Proceedings of the Royal Society: B biological sciences, 279 (1740). pp. 2913–2921.








 קישורים חיצוניים 
 סינתזה אבולוציונית מורחבת
בוב גרנט, האם תורת האבולוציה צריכה להתפתח?, 1 בינואר 2010]

 הערות שוליים 

קטגוריה:היסטוריה של הביולוגיה
קטגוריה:אבולוציה