אין למעלה או למטה בחלל, ובכל זאת בהופעות כמו מסע בין כוכבים, אוניות מכוונות תמיד באותה צורה: צד ימין למעלה. זה טרופי מיותר מדעי שהפך לבדיחה רצה בקרב חובבי מדע בדיוני.
אולם כאן על פני כדור הארץ, הדגים נקלעים למצב דומה להפליא. כאשר דג גולש דרך עולמו חסר המשקל, התלת מימדי, ומימיו, הוא כמעט תמיד נשאר בצד ימין למעלה. השאלה - הן עבור ספינות כוכבים והן עבור דגים - היא הסיבה?
זו שאלה שקל יותר לענות עליה על חלליות בדיוניות מאשר דגים מהחיים האמיתיים.
בסרטים או בטלוויזיה, הבמאים מראים ספינות כמו שהם נוהגים מכיוון שזה הופך את הסצינה למובנת יותר עבור הצופים, יצורים המורגלים בעולם הכביד. "יש לנו רעיון קבוע שהכל צריך להיות בסדר, " אומר פרנק פיש, מורפולוג תפקודי מאוניברסיטת ווסט צ'סטר בפנסילבניה. אבל מה עם דגים? זה חידה.
"אני לא יכול להיכנס למוחו של דג - למרות שמי - ולקבוע מדוע הוא יעשה זאת במיוחד, " אומר פיש.
העמקת התעלומה היא שמדענים יודעים כמה סיבות לכך שדג ישחה בכל אוריינטציה מסוימת - ובכל זאת יש להם עדיפות. בניגוד לבעלי חיים יבשתיים, דגים אינם דוחפים כנגד האדמה לנוע. ותוך כדי תנועה, הדגים אינם מתייעלים יותר בכיוון אחד מאשר אחר. יתרה מזאת, מרבית הדגים הם בעלי הכבד הגבוה ביותר, אומר ברוק פלמנג, שלומד ביו-מכניקה של דגים במכון הטכנולוגי של ניו ג'רזי. כמו ילד שמתאזן על כדור חוף בבריכה, כוח המשיכה רוצה שהם יתהפכו. אז למה הם לא?
ההסבר המוביל הוא שדגים החלו את החיים ממש בצד, מבחינה אבולוציונית, ולכן לרובם מעולם לא הייתה סיבה לשנות. "רק בינינו, כן, הם מעולם לא טרחו", אומר מילטון לאב, זואולוג ימי פנסיוני למחצה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה.
האוריינטציה המועדפת על דגים "חוזרת לאותם צעדים מוקדמים מאוד של בניית צד שמאל וצד ימין, קצה ראש [וגם] קצה זנב", אומר פיטר וויינרייט, החוקר מורפולוגיה והתנהגות דגים באוניברסיטת קליפורניה, דייוויס. .
ישנן שתי קבוצות של בעלי חיים שיש להן צד שמאל וימין ברורים, אומר וויינרייט. הקבוצה הראשונה, פרוטוסטומיה, כוללת את רוב חסרי החוליות, כמו חרקים ורכיכות. בשלב מוקדם בהתפתחות, כעוברים, חיות אלה מפתחות חלל שהולך והופך להיות הפה. בקבוצה השנייה, deuterostomia, הכולל חוליות כמו דגים ובני אדם, עוברים מתפתחים בצורה שונה. במקרה זה, הדיכאון הראשון שנוצר הופך להיות פי הטבעת.
הבדל ראשוני קל זה אומר ששתי הקבוצות מתפתחות בכיוונים הפוכים. ההיפוך קובע איזה צד של החיה הופך לחלקו העליון (הגבי) ואיזו הופך לתחתיתו (הגחון), כמו גם לאן חוט העצב פועל, אומרת לורן סאלן, החוקרת את האבולוציה המוקדמת של החוליות באוניברסיטת פנסילבניה.
ברוב חסרי החוליות חוט העצב זורם במורד הבטן. עצבים מתקשים מעט להתחבר לעיניים ולמוח, הגביים יותר, מכיוון שלחסרי חוליות חסרים לעיתים קרובות חלקים קשים בגופם כדי להפריע, אומר סלן.
לעומת זאת, אפילו לחוליות החוליות הפרימיטיביות ביותר יש רקמות קשות, כמו עצמות, המהוות חסמים פנימיים בגוף. כתוצאה מכך, תוכנית גופם הרבה פחות מסתגלת. חוט העצב פועל לאורך גב בעל החיים ומוחו מתפתח בצד הגבי שלו כדי לקשר לעצבים. מכיוון שהעיניים נמצאות בגולגולת שליד המוח, הן גם בסופו של דבר. כאשר חלקו העליון של הגוף אינו זמין, הבטן והפה מסתיימים בתחתית.
סאלן אינו בטוח מה הוביל לשינוי, אך הוא השפיע מאוד על התפתחות החולייתנים. "זה היפוך מטבעות מוקדם שהפך לאילוץ מרכזי בצורת הדגים, " אומר סלן.
השאלה אם כן, מדוע דגים נשארו בצד הגבי? התשובה נעוצה ביסודות הבסיסיים של תורת האבולוציה: אם תכונה חדשה אינה מספקת יתרון מובהק, הדברים נוטים להישאר זהים.
מדענים הקניטו חלק מהטבות לשחייה בצד העליון. לדוגמה, כוח המשיכה יעזור להעביר דם מהמוח בחזרה ללב, אומר פלמנג. דגים נהנים גם מכך שהעיניים שלהם מעל פיהם, אומרת אהבה, מכיוון שהיא מרחיקה את אותם איברים רגישים ממזון ופסולת, ומחפשת טורפים. אפילו הכבדות העליונה שלהם מעניקה לדגים כמה יתרונות: זה מגדיל את יכולת התמרון שלהם, אומר פלמנג.
וכמה דגים למדו לשחות הפוך, בעוד שאחרים מפלרטטים עם הרעיון.
ווינרייט אומר כי רבים מהדגים החיים בקרבת מבנים כמו שוניות או מזחים ימצאו את בטנם על קירות אנכיים או אפילו תקרות. הדגים נוחים לשחות בדרך זו בסמוך למבנים, אך הם יפנו במהירות לצד ימין כאשר הם ישחו משם.
קבוצה של שפמנון אפריקני אימצה את החיים באופן הפוך לחלוטין. התנהגותם היא תוצאה של דג השוכן בתחתית ההסתגלות לנצל מים עשירים בחמצן בסמוך לפני השטח. פה שפמנון נמצא בחלק התחתון שלו, ולכן ככל הנראה היה זה הקל ביותר עבור הדגים פשוט להתהפך ולהתייחס לראש המים כמו שהיה פעם לטיפול בתחתית, אומרת לורן צ'פמן, החוקרת את הנשמת הדגים באוניברסיטת מקגיל במונטריאול., קוויבק. "לפמנון הפוך, פני המים הם רק מצע נוסף", היא אומרת.
אבל ברוב המוחלט של המקרים, אומרת לאב, "אין יתרון סלקטיבי עבור רוב הדגים להיות הפוכים."
התשובה, כפי שאומרת וויינרייט, היא סבירה שעבור מרבית הדגים, מעבר פשוט לא שווה את זה. בשלב זה, להיות זקוף הוא מחווט. במילים פשוטות, דגים "אולי לא רוצים להיות הפוכים", אומר פלמנג.
במילים אחרות, הם רגילים לזה וזה עובד. כמו לצפות בספינות כוכבים המתרוצצות לאורך הגלקסיה, מצד ימין למעלה.
סיפורים קשורים ממגזין Hakai:
- טכניקות זווית מכוונות לדגים עם "אישים" שונים
- לאן הדגים הולכים בסערה?
- דגים בתצורה
