שאלה קצת מורכבת

[r o r o r o]

שאלה קצת מורכבת

כהדיוט חובב אבולוציה, יש נושא שהייתי שמח לקבל התייחסות לגביו מחברי הפורום. אינני יודע אפילו אם יש לו הגדרה או כינוי מדעי, ולכן אקרא לו "רב תיפקודיות", אומ"איברים מרובי תפקידים". להלן כמה דוגמאות מהגוף האנושי, אם כי אני בטוח שיש להן מקבילות גם אצל יצורים אחרים: - הואגינה: משמשת גם לתהליך ההפריה וגם להולדה, שתי פונקציות נבדלות המצריכות מכניקה שונה לחלוטין. - הפין: משמש להפריה ולהשתנה, שוב שתי פונקציות ללא כל קשר ביניהן. - הפה: אכילה ונשימה, שתי פעולות שממש לא רצוי לבלבל בינהן (הקדים קנה לוושט...) - האף: נשימה והרחה (כאן ההסבר ברור יחסית, הריח מועבר דרך האוויר ולכן הגיוני למקם את אברי החישה באזור כונסי האוויר). - האוזן: שמיעה ושיווי משקל (מה הקשר?) נראה שהאבולוציה חובבת רב-תיפקודיות, דבר שנעדר כמעט לחלוטין ממנגנונים מעשי ידי אדם (במכונית, כל רכיב מיועד בד"כ לתפקיד אחד ויחיד, לא?) האם מישהו יכול להרחיב? יש חומרים שניתן לקרוא בנושא זה? תודה

 

[רוקד עם שבלולים]

לא ממש הרחבה

רק הרהור או שניים: צריך לזכור שכל העסק התחיל מתא אחד שעשה הכל. העובדה שאנחנו רואים שצינור אחד משמש לשני תפקידים זה עוד פשוט יחסית למספר התפקידים שצינורות (ומקבילותיהם החד-תאיות) ביצעו בעבר האבולוציוני. אם אתה רוצה, אפשר לעשות תרגיל לשוני פשוט: במקום "הפריה והשתנה" נגיד "צינור פליטה" (בבע"ל רבים גם צואה יוצאת מאותו חור של הזרע והשתן). במקום אכילה ונשימה נגיד "צינור קליטה". במקום "שמיעה ושיווי-משקל" הקרא לזה "איבר איכון סביבתי". החלוקה שלנו לקטיגוריות היא שרירותית, והטבע לא מחוייב לה. אתה חושב בסגנון של "למקם איברים", אבל איברים לא מוקמו אלא התפתחו, ולכן יש רב-תפקודיות. דברים מעשה ידי-אדם, לעומת זאת, לעתים קרובות מתוכננים מראש ולכן לכל רכיב יש תפקיד אחד בלבד. מאותה סיבה הם גם הרבה פחות אלגנטיים ויעילים מגופים ומנגנונים טבעיים.

 

[Escherichia Coli]

שאלה פילוסופית משהו

תמיד ששואלים "למה" בהקשרים אבולוציוניים (ומדעיים בכלל) אני נלחץ. למה? כי "למה" זו שאלה שהתשובה אליה היא בד"כ סובייקטיבית.. האף יכול לשמש להרחה, אבל זה גם יכול לשמש ככלי נשק (לא יעיל במיוחד) כפות הידיים יכולות להיות "איברי עשיית הכלים" שלנו - אבל הן יכולות לשמש אותנו להליכה (אפילו שהן לא אופטימליות לזה) - השורה התחתונה היא - שהאבולוציה בסופו של דבר "משתמשת במה שיש" כדי להגיע לתוצאות הכי טובות שאפשר. עיקרון הברירה הטבעית קובע למעשה שצריך להגיע רק עד לנקודה שמאפשרת לאינדבואדלים להתרבות ולהוריש תכונות לצאצאים - ולא יותר מזה - ולכן - כל אחד שיעשה כמה שיותר דברים עם כמה שפחות איברים ירוויח מזה. זה ההגיון האבולוציוני היחיד. להגיד שיש מגמה? הדבר המלומד היחידי שאני יכול להזכיר כאן זה את הנטייה (יש חוק כזה, אבל שכחתי את שמו למרות שפרסמתי על זה פוסט בפורום זה) של אורגניזמים מרובי איברים בעלי תפקוד דומה להפוך לאורגניזמים מעוטי איברים שלכל איבר יש תפקוד אחד (או פחות תפקודים) ישנה מגמה באבולוציה (ואני הייתי רוצה אינפוט ממייק כאן אם יש תימוכן מעולם האלגוריתמים האבולוציונים) ל"הורדה במספר בתמורה לאוטפימיזציה בתפקוד" - אני ממליץ לך לקרוא את הספר Endless forms most beautiful של Sean B. Carroll על הנושא - הוא מדבר שם ספציפית על נושאים שחופפים את השאלה שלך - על איך האבולוציה בסופו של דבר מעצבת את התפקוד של איבר זה או אחר (או יותר נכון, כיצד האבולוציה של איבר מסוים גורמת לו בסופו של דבר להעשות יותר "ממוקד" מבחינת תפקוד)

 

[עירא אברמוב]

נשמע הגיוני...

גם בתכנות, אם פונקציה מורכבת מדי מיד מפרקים אותה לפונקציות נפרדות כדי להקל על תחזוקת ודיבוג. במקרה של גוף של חיה, אם איבר בודד שנפגע משבית יותר מדי תפקודים, זה כמובן גורם שדופק את הפיטנס, ולכן מוטנטים שמחלקים את התפקיד או גורמים לתפקודים לא להפגע כולם בבת אחת, ישרדו יותר טוב. או שאולי זה הפוך? תפקודים שונים יתאחדו לאיבר אחד רק אם הם קרובים ו"משתלם" לאחד אותם, מבחינת פונקציונליות, מבנה תאי וכן הלאה? זה עדיין לא מסביר את הקרבה הפיסית של הגניטליה ופי הטבעת ברוב עולם היונקים, שעל זה אין סטנדאפיסט שלא יורד

 

[Wolverchenus]

האנלוגיה נכונה,

אבל צריך להזהר כשעושים אנלוגיות כאלה. בתכנות קורים הרבה דברים שלא קורים בגוף שלנו ולהפך.

 

[r o r o r o]

תודה והמשך

ראשית תודה לעונים, ואני הולך לחפש את הספר של קארול כבר השבוע. מאז שהעליתי את השאלה חשבתי על כך עוד קצת (ברמה הפילוסופית, כמובן - אין לי את הכלים לבחן את זה ברמה אחרת...) ונראה לי שלשאלה על מקורם של איברים מרובי-תפקידים יש "תמונת ראי" משלימה בדמות תפקודים מרובי -איברים: למה יש תפקידים בגוף שאותם ממלאים מספר איברים? כמובן שהדוגמה הברורה מאליה היא האיברים הזוגיים, שמאפשרים לנו לתפקד גם עם עין או כליה אחת. אבל יש עוד: נשימה, לדוגמה, מתבצעת באמצעות האף, הפה ואפילו העור. זה לא עניין של מה בכך, להתאים כל איבר כזה לתפקודו. נשאלת השאלה, אילו האבולוציה מייצגת מנגנון "חסכני" של השקעת מינימום משאבים כדי להגיע תוצאה מסוימת, למה להתפזר? האם העיקרון המנחה הוא שרידות, ז"א שבמקרה שהאף סתום נוכל להמשיך לנשום דרך הפה? למה אין מנגנון דומה ללב, שחשוב עוד יותר? אשמח למחשבותיכם בנושא.

 

[Wolverchenus]

אני רק רוצה שתהיה מודע מראש

שהספר הוא לא תמיד קריאה קלה. אבל אם לא תהיה מתוסכל ותפסח על הקטעים הקשים תגיע להרבה קטעים מאוד קריאים ומאוד מעניינים יש שם דברים נורא נורא מגניבים שהאמת שלא מדברים עליהם בכלל פה בפורום אולי כי evo-devo זה לא תחום שעבר מספיק פופולריזציה.

 

[Escherichia Coli]

אזהרה לגבי הספר - אני הזמנתי אותו

דרך אמאזון (הוא יפהפה באנגלית) אבל אני לא בטוח שיש אותו בארץ עדיין, זה ספר *מאוד* חדש (הוא אפילו לא נכתב עדיין! טוב, סתם) - אז אני בספק אם תרגמו אותו, ואני גם די בספק אם הביאו אותו לארץ, אבל אני אשמח להיות טועה במקרה זה. לגבי האיבריים הזוגיים - לבילטרליות (הסימטריה שגורמת לנו להיות "יצורים כפולי איברים") יש משמעות פרקטית מאוד גדולה בתור יצורים המצויים במרחב תלת מימדי הצופים לסכנות (ולמשאבים) מכל הכיוונים. בוא נגיד שאפילו ברמה הבסיסית ביותר, יצור סימטרי תמיד יגבור על יצור א-סימטרי (אם כל שאר המשתנים שווים) אגב כך, כפי שצוין בשרשור שהיה כאן בעבר על נושא זה - ישנם סוגים אחרים של סימטריות בטבע, כמו סימטריה רדיאלית, שעבורם המצב שונה. לגבי מה שאמרת על איברים מרובי תפקידים - האבולוציה פועלת על מה שיש - ובתקופה של אבותיהם של פרוקי הרגליים - היה מה שאני לא בטוח אם אכן קוראים לו (בספר של קארול יש פרק שמתעסק ספציפית בזה) polypods - כלומר - יצורים מרובי "רגליים" שכל pod עושה את אותו הדבר (או הדברים) ביעילות דומה. כאשר ה"תפקיד" נעשה specialized - אז יש הפרדה ברורה בין יכולתם של איברים לעשות את תפקידם המיוחד (זה פשוט אנרגטית יותר יקר אחרת) - לכן אתה לא מריח עם העיניים או רואה עם האף. אבל לתפקידים פשוטים יותר (שאינם כוללים הפעלת גדולה של אנרגיה ומכניקה עצבית מסובכת) - אין שום בעיה שתוכל, סתם לדוגמה, להקליד עם כפות הרגליים (או עם כל חלק אחר בגוף!) לגבי האף והפה - אני חושב שמשה כאן יוכל לספר לך יותר כי הוא ה"רופא" (הוא סטודנט לרפואה) של הפורום והוא יוכל להגיד לך יותר - מהידע המצומצם שלי בפיזיולוגיה של המין שלנו - אני יודע שהאף מאפשר לא רק מעבר של חמצן לריאות אלא גם סינון של חומרים מזיקים המצויים באוויר הנשאף (לעומת נשימה דרך הפה המאפשרת לכל חוליגן להכנס למערכת)