הדפסה
ורוניקה מבריקה

מיון הצמחים בעידן הביולוגיה המולקולרית

כתבו עמרם אשל ודרור מלמד   11/11/2015

האמרה "משפחה לא בוחרים" מוכרת לכל אחד, אולם בשנים האחרונות נראה שהבוטנאים החליטו להתעלם ממנה ולהעביר צמחים ממשפחה למשפחה, לעתים תוך שינוים ניכרים מהסדר בו היינו מורגלים ואשר הופיע במגדירי הצמחים. עובדה זו מטרידה, מן הסתם, רבים והם שואלים את עצמם מדוע לשנות? מה לא היה בסדר בחלוקה שכולנו הכרנו מזה שנים רבות?

להלן יוסברו בקצרה העקרונות שבבסיס המיון של היצורים החיים על פני כדור הארץ והתמורות שחלו בתחום זה, תוך התמקדות במיון הצמחים. לאחר מבוא לעקרונות המיון יובא סדר המיון העדכני, תוך פירוט משפחות הצמחים הנהוגות כיום והשינויים הבולטים שחלו לאחרונה.

"וַיֹּאמֶר אֱלֹהִים: תַּדְשֵׁא הָאָרֶץ דֶּשֶׁא עֵשֶׂב מַזְרִיעַ זֶרַע, עֵץ פְּרִי עֹשֶׂה פְּרִי לְמִינוֹ, אֲשֶׁר זַרְעוֹ-בוֹ עַל-הָאָרֶץ; וַיְהִי-כֵן.
וַתּוֹצֵא הָאָרֶץ דֶּשֶׁא עֵשֶׂב מַזְרִיעַ זֶרַע לְמִינֵהוּ וְעֵץ עֹשֶׂה-פְּרִי אֲשֶׁר זַרְעוֹ-בוֹ לְמִינֵהוּ; וַיַּרְא אֱלֹהִים, כִּי-טוֹב"
(בראשית, א', י"א-י"ב).

...הפסוקים מספר בראשית, המובאים כאן, מציגים את נקודת המבט של הקדמונים בדבר הצמחים והיצורים החיים בכלל, שכל אחד מהם הוא מין בפני עצמו. כך הכירו אבותינו את החיטה, השעורה, התאנה, הגפן, הרימון וצמחים רבים אחרים וכמובן גם את הארי, הנמר, הדב, הכלב והיונה. הם גם חלקו את הצמחים לפי צורתם - התכונה הנקראת כיום "צורת החיים" - לעץ, שיח ועשב. נוספו גם צורות מיון נוספות לפי השימושים בצמחים - עצי-פרי ועצי-סרק ועוד צורות מיון דומות. כך התייחסו האנשים ליצורים החיים במשך מאות בשנים. השמות העממיים של הצמחים בשפות לועזיות עדיין משמרים זאת.

שיטת המיון המדעי המוכרת לנו כיום נכנסה לשימוש רק במאה ה-18. השיטה הוצעה ע"י חוקר שוודי בשם קרל פון לינה, המוכר גם בשמו הלטיני  Carolus Linnæus, שחי בין השנים 1707 - 1778. הוא העלה את הטענה שהיצורים החיים אינם אוסף של מינים שונים, אלא ניתן להבחין בכך שהם ערוכים באופן שיטתי. ספרו החשוב בנושא זה הוא "השיטה של הטבע" ((Systema Naturae והמדע שאת יסודותיו הניח נקרא לפיכך מדע הסיסטמטיקה. גדולתו של לינה היא בכך שלמרות שבתקופתו טרם נודעו עקרונות האבולוציה (שהוצעה ע"י דארווין כמאה שנים מאוחר יותר, באמצע המאה ה-19) ואף לא עקרונות התורשה והגנטיקה (שנתגלו ע"י גיאורג מנדל רק בסוף המאה ה-19), העקרונות שהציע תואמים בהחלט את התורות החשובות האלה.

....לפי שיטתו של לינה, התכונות החשובות, שלפיהן יש למיין את הצמחים, קשורות למבנה אברי הרבייה. אלה יכולים להיות נבגים, בטחבים ושרכים, אצטרובלים בחשופי-הזרע ופרחים, פירות וזרעים במכוסי-הזרע. עיקרון זה מבוסס על הגדרת המין הטבעי כקבוצת היצורים שיכולים להכליא ביניהם ולהעמיד צאצאים פוריים. על-מנת ששני פרטים יוכלו להעמיד צאצאים פוריים חייבת להיות התאמה במבנה ותפקוד אברי המין שלהם. התכונה הזאת היא ששומרת על-כך שכל מין מאופיין בתכונותיו המיוחדות, המבדילות אותו ממינים אחרים. לכן, מאז תקופתו של לינה ועד לשנים האחרונות שימשו מבנה הפרח או אברי הרבייה האחרים כקריטריונים עיקריים במיון הצמחים. אנו מכירים את המשפחות שנקראו בעבר לפי צורות הפרחים שלהם, כגון: הפרפרניים, המצליבים, או את המחלקות שהובחנו לפי מבנה הזרעים: הדו-פסיגיים והחד-פסיגיים.
...המהפכה הגדולה במדעי הביולוגיה כולם, שחלה עם פענוח הגנום של האדם ואחריו של יצורים רבים אחרים תרמה לכך רבות. כיום ידוע שהתכונות של כל פרט נקבעות לפי רצף הגנים המוכל ב-DNA שלו. מבנה רצפי ה-DNA מעיד גם על יחסי קרבה בין פרטים. לפיכך החלו החוקרים בשנים האחרונות להתייחס למבנה ה-DNA כקריטריון במיון היצורים החיים. לא ניכנס כאן לפרטים הטכניים, איזה חלק של ה-DNA משמש לשם כך ואיך עושים זאת. אך כדאי לדעת שברוב המקרים, המיון לפי קריטריונים מולקולאריים אלה תואם את המיון המסורתי שנקבע לפי השיטות שתוארו לעיל. עם זאת, יש מקרים לא מעטים בהם הכירו החוקרים בכך שהעדויות החדישות מצביעות על יחסי קירבה אחרים מאלו שנקבעו בעבר. מחקרים אלה הם שהביאו לכך שחלו שינויים בשיוך מינים לסוגים ובעיקר של סוגים למשפחות.
אולם הקרבה בין המינים מעניינת את הסיסטמטיקאים והטקסונומים - אותם מדענים העוסקים בשיום היצורים ובסידורם לסוגים, משפחות וקבוצות-על - לא רק על מנת למיינם לקבוצות דמיון. ישנה חשיבות רבה לסידורם על פי סדר ההתפתחות האבולוציוני והקשרים שבין קווי ההתפתחות השונים. לשם כך משמש מדע הפילוגנטיקה.
הפילוגנטיקה ,"שושלתיות", (Phylogenetics, מיוונית: phylon - "שבט", "גזע", genetikos - "מוצא", "לידה"), היא סידור האורגניזמים על פי מוצאם מאב קדמון משותף. הפילוגנטיקה מתארת את ההיררכיה שבה כל צורת חיים קשורה לצורת חיים אחרת במהלך האבולוציה. היא למעשה "עץ-המשפחה" של עולם האורגניזמים, או אם תרצו - "עץ החיים". לצערנו, אין בידינו "תורה למשה מסיני" כיצד נוצרו החיים ומה סדר התפתחות המינים על פני כדור הארץ. זוהי עבודה מתמדת של ממצאים, אנליזות, מחקרים והיסקים שמטרתה לסדר את עץ-החיים הזה קרוב ככל האפשר לאמת, כפי שאנו תופשים אותה מהתובנות הנרכשות במשך הזמן מחקר מאובנים, מהתבוננות מורפולוגית מעמיקה ביצור ובתכונותיו, מאנליזות מולקולריות של רצפיDNA  בגנום האורגניזמים השונים והשוואתם בין מינים שונים ועוד.
הפילוגנטיקה מתפתחת לענפים נוספים, ככל שמשתכללת ההבנה המדעית בתחומים השונים. למעוניינים, ניתן למצוא בסוף הרשימה סקירה קצרה על ענפי תורת המיון כפי שהם מתפתחים כיום.
במאמץ לעשות סדר ולגרום לאחידות בטקסונומיה הוקמו גופים בין-לאומיים של אנשי מקצוע, שתפקידם למיין, להחליט ולפרסם את המידע הטקסונומי העדכני. כך, למשל, הוקם "האיגוד הבינ"ל לטקסונומיה של צמחים" - IAPT (International Association for Plant Taxonomy, http://www.iapt-taxon.org/index_layer.php), המאגד בוטנאים וסיסטמטיקאים מרחבי העולם.

הקבוצה החשובה ביותר כיום בתחום הסיסטמטיקה של הצמחים מכוסי הזרע ("צמחי פרחים", angiosperm) היא APG - Angiosperm Phylogeny Group, שהוקמה בסוף שנות ה-90 וכללה 29 מדענים מובילים בתחומי הסיסטמטיקה והטקסונומיה, שתרומתם וקולם שווה בהחלטות המדעיות שנתקבלו.  היא פרסמה את הרשימות הטקסונומיות העדכניות שלה לראשונה בשנת 1998. אלה עודכנו בשנת 2003 (APGII) ולאחרונה בשנת 2009 (APGIII) והתקבלו כרשימות מובילות בקרב הקהילה המדעית. בכך הייתה הקבוצה פורצת דרך בסיסטמטיקה, שכן עד לעידן ה-APG היה מקובל כי מדענים בודדים היו מפרסמים את מחקריהם, על פי דעתם וכובד משקלם האישי ובאופן טבעי היו נתונים לביקורת קשה ולריבוי חילוקי דעות, בעוד השיטה החדשה מבוססת על העמקה של מספר רב של מדענים מובילי דעה בתחומם, שהתקבלה על דעת רוב העוסקים בתחום. מטרת הקבוצה הייתה לצמצם את מספר הסדרות של מכוסי הזרע (ב-APGIII כלולות 56 סדרות ו-450 משפחות). אבל תכנונים לחוד ומציאות לחוד - ויכוחים מדעיים לא שככו ולא ניתן לומר שעם עידן ה-APG  הכל מסכימים לחלוקה העדכנית. בקרוב אמורה להתפרסם גרסה חדשה - APGIV והוויכוחים בין המדענים ניטשים ומתגברים לקראת מועד צאתה לאור. אחת הסדרות הנתונות בוויכוח חריף היא הזיפנאים (Boraginales), שכיום אינה מוכרת בשיטות המיון ויש המעוניינים לכלול בה רק את משפחת הזיפניים. ויכוחים אלה מדגימים שלא מדובר כאן במדע מדויק ואובייקטיבי לחלוטין ועוד

...נכונות תהפוכות בסיסטמטיקה. אבל כך הרי הוא טבעו של כל מדע.
לרשות החוקר והחובב עומדות היום  מספר רשימות טקסונומיות מקוונות, העוסקות בפירוט מיני הצמחים, מיונם למינים מוסכמים ולשמות נרדפים של מינים, תוך אזכור הבוטנאים שתיארו אותם ומקורות בהן פורסם תיאור המין. רשימות אלה דינמיות ולעולם אינן מושלמות. כמו כן יש חילוקי דעות בין המדענים וכתוצאה מכך אי-אחידות בין חלק מהרשימות.  להלן, אחדות מהרשימות הטקסונומיות המובילות.
(שימו לב,  למי שייכות מיני הורוניקות??? - ניחשתם? למשפחת הלחכיים  !!!!

לקריאת כל המאמר  והשינויים שחלו במיון המשפחות


גינון חסכוני במים