תיאוריה פופולרית הופרכה: מדענים מזהים נהגים בלתי צפויים מאחורי צווארן הארוך של ג'ירפות

מחקר של פן סטייט מצביע על כך שצווארן הארוך של הג'ירפות, החיוניים לגישה לעלים עמוקים, עשוי להניע את האבולוציה שלהן, ולהדגיש את הצורך במאמצי שימור.

למה לג'ירפות יש צוואר ארוך? מחקר חדש של ביולוגים מפן סטייט בוחן את ההתפתחות האבולוציונית של תכונה ייחודית זו, ומספק תובנות חדשות לשאלה קלאסית. בעוד שהתיאוריה הרווחת מייחסת את הצוואר הארוך לתחרות גברית, החוקרים הבחינו שלנקבות יש למעשה צוואר ארוך יחסית לזכרים. זה מצביע על כך שהדרישות התזונתיות הגבוהות של נקבות עשויות להיות גורם מפתח בהתפתחות הצוואר הארוך של הג'ירפה.

המחקר, שחקר את פרופורציות הגוף של ג'ירפות בר וגם של ג'ירפות בשבי, מתואר במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת ביולוגיה של יונקים. הממצאים, אמר הצוות, מצביעים על כך שאורך הצוואר עשוי להיות תוצאה של נקבות מחפשות מזון עמוק לתוך עצים אחר עלים שקשה להגיע אליהם.

תיאוריות ותצפיות אבולוציוניות

בתיאוריות האבולוציה הקלאסיות שלהם, גם ז'אן בפטיסט למארק וגם צ'רלס דרווין הציעו שצווארן הארוך של הג'ירפות התפתח כדי לעזור להן להגיע לעלים גבוה בעץ, ולהימנע מתחרות עם אוכלי עשב אחרים. עם זאת, השערה עדכנית יותר המכונה "צוואר למין" מציעה שההתפתחות של צווארים ארוכים נבעה מתחרות בין זכרים, אשר מניפים את צווארם ​​זה לתוך זה כדי להגדיר דומיננטיות, הנקראת צווארון. כלומר, זכרים בעלי צוואר ארוך יותר עשויים היו להצליח יותר בתחרות, מה שהוביל להתרבות והעברת הגנים שלהם לצאצאים.

"השערת צוואר למין חזתה שלזכרים יהיה צוואר ארוך יותר מאשר לנקבות", אמרו דאג קייבנר, דורותי פוהר האק וג'יי לויד האק יו"ר נכבד לגנטיקה אבולוציונית ופרופסור לביולוגיה בפן סטייט והמחברים הראשיים של המחקר. "וטכנית יש להם צוואר ארוך יותר, אבל כל מה שקשור לזכרים ארוך יותר; הם גדולים ב-30% עד 40% מהנקבות. במחקר זה, ניתחנו תמונות של מאות ג'ירפות מסאי פראיות ושבויות כדי לחקור את פרופורציות הגוף היחסיות של כל אחת מהן. מִין וכיצד הם עשויים להשתנות ככל שג'ירפות גדלות ומתבגרות."

החוקרים אספו אלפי תמונות של ג'ירפות מסאי שבויות ממאגרי התמונות הנגישים לציבור Flickr ו- SmugMug וכן תמונות של חיות פרא בוגרות שצילמו בעשור האחרון. מכיוון שקשה לקבוע מדידות מוחלטות כמו גובה כללי מתצלום ללא נקודת התייחסות באורך ידוע, החוקרים במקום זאת התמקדו במדידות ביחס זה לזה, או בפרופורציות גוף – למשל, אורך הצוואר ביחס לכל הגובה של החיה. הם הגבילו את הניתוח שלהם לתמונות שעומדות בקריטריונים מחמירים, כמו שימוש רק בתמונות של ג'ירפות בניצב למצלמה, כך שיוכלו לבצע באופן עקבי מגוון מדידות.

"אנו יכולים לזהות ג'ירפות בודדות לפי תבנית הנקודה הייחודית שלהן", אמר קייבנר. "בזכות איגוד גני החיות ואקווריומים, יש לנו גם את אילן היוחסין המלא, או אילן היוחסין, של כל ג'ירפות המסאי בצפון אמריקה בגני חיות ובפארקי חיות בר, כמו גם את תאריכי הלידה והיסטוריית העברות שלהן. לכן, על ידי בחינת מידע זה בזהירות, כאשר התמונה צולמה והגיל המשוער של החיה, נוכל לזהות את הפרט הספציפי כמעט בכל תמונה של ג'ירפה בשבי. מידע זה היה קריטי להבנה מתי ג'ירפות זכרים ונקבות מתחילות להפגין הבדלי גודל והאם הן גדלות בצורה שונה".

ממצאים על צמיחה ובגרות

בלידה, לג'ירפות ולנקבות יש אותן פרופורציות גוף. החוקרים מצאו שלמרות שגברים בדרך כלל גדלים מהר יותר בשנה הראשונה, פרופורציות הגוף אינן שונות באופן משמעותי עד שהם מתחילים לחקור בגרות מינית בסביבות גיל שלוש. מכיוון שפרופורציות הגוף משתנות בשלב מוקדם בחיים, הצוות הגביל את המחקר על חיות בר – שגילן ברובו לא ידוע – למבוגרים בוגרים.

בג'ירפות בוגרות, החוקרים מצאו שלנקבות יש צוואר וגזע ארוכים יותר באופן פרופורציונלי – או החלק העיקרי של גופן, שאינו כולל רגליים או צוואר וראש. לזכרים בוגרים, לעומת זאת, יש רגליים קדמיות ארוכות יותר וצוואר רחב יותר. דפוס זה היה זהה גם בג'ירפות בשבי וגם בג'ירפות בר.

"במקום להשתרע כדי לאכול עלים על הענפים הגבוהים ביותר, אתה רואה לעתים קרובות ג'ירפות – במיוחד נקבות – מגיעות עמוק לתוך העצים", אמר קייבנר. "ג'ירפות הן אכלניות בררניות – הן אוכלות את העלים של מיני עצים בודדים בלבד, וצוואר ארוך יותר מאפשר להן להגיע עמוק יותר לתוך העצים כדי לקבל את העלים שאף אחד אחר לא יכול. ברגע שהנקבות מגיעות לגיל ארבע או חמש, הן כמעט תמיד בהריון ומניקות, אז אנחנו חושבים שהדרישות התזונתיות המוגברות של הנקבות הניעו את התפתחות הצוואר הארוך של הג'ירפות".

החוקרים ציינו כי הברירה המינית – או תחרות בין זכרים או העדפה בין נקבות לבני זוג גדולים יותר – הייתה אחראית ככל הנראה להבדל הגודל הכולל בין זכרים בנקבות, כפי שקורה ביונקים גדולים אחרים בעלי פרסות שהם פוליגינים – כאשר זכר אחד מזדווג עם נקבות רבות. הם מצביעים על כך שבעקבות התפתחות הצוואר הארוך, ייתכן שהברירה המינית – כולל דחיפת גוף גברית והתנהגויות חילופי צוואר – תרמה לצוואר הרחב של הגברים. בנוסף, הרגליים הקדמיות הארוכות יותר של זכרים עשויות לסייע בהזדווגות, שלדברי החוקרים היא עניין קצר ומאתגר שנצפה רק לעתים רחוקות.

"מעניין שג'ירפות הן אחת מבעלי החיים הבודדים שאת גובהם אנו מודדים עד לחלק העליון של הראש – כמו בני אדם – ולא עד לקמלם – החלק הגבוה ביותר של הגב, כמו בסוסים ובעלי חיים אחרים", אמר קייבנר. "לנקבה יש שלד צירי ארוך יותר באופן פרופורציונלי – צוואר וגזע ארוכים יותר – והמראה משופע יותר, בעוד הזכרים אנכיים יותר."

צוות המחקר משתמש גם בגנטיקה כדי לזהות מערכות יחסים בקבוצות של ג'ירפות בר כדי להבין טוב יותר אילו זכרים מצליחים להתרבות. המטרה היא לשפוך אור נוסף על בחירת בני זוג וברירה מינית, וכן להנחות מאמצי שימור למין זה בסכנת הכחדה.

"אם חיפוש אחר מזון מניעה את התכונה האיקונית הזו כפי שאנו חושדים, זה באמת מדגיש את החשיבות של שימור בית הגידול ההולך ופוחת שלהן", אמר קייבנר. "אוכלוסיית הג'ירפות המסאיות ירדה במהירות ב-30 השנים האחרונות, בין השאר בגלל אובדן בתי גידול וצייד, וזה קריטי שנבין את ההיבטים המרכזיים של האקולוגיה והגנטיקה שלהן על מנת לתכנן את אסטרטגיות השימור היעילות ביותר להצלת הפאר הללו. בעלי חיים."

בנוסף לקייונר, צוות המחקר בפן סטייט כולל את מוניקה בונד, שלוחה אקדמית לביולוגיה; Lan Wu-Cavener, שלוחה אקדמית לביולוגיה; ג'ורג' לוהאי, חוקר פוסט-דוקטורט בזמן המחקר שנמצא כעת בקרן גרומטי; מיה קייבנר, סטודנטית לתואר שני בזמן המחקר; Xiaoyi Hou, סטודנט לתואר שני בתכנית הביולוגי המולקולרית, הסלולרית והאינטגרטיבית; דיוויד פירס, סטודנט לתואר ראשון בזמן המחקר; ודרק לי, שלוחה אקדמית לביולוגיה.

מימון מפן סטייט, מכון פן סטייט האק למדעי החיים ומכון הטבע הפראי תמכו במחקר זה.