לפני יותר מ-50 שנה, חוקרים גילו שתרנגולות מתחילות ללמוד את קולות הקריאות של אמהותיהן עוד לפני הבקיעה. הממצאים, שפורסמו ב-Science ב-1967, הוכיחו שעוברי תרנגולות הקשיבו איכשהו לעולם החיצון, פירשו ואחסנו את המידע הזה. וזה לא רק עוברי תרנגולות. מגוון רחב של עוברי בעלי חיים קולטים קולות ורעידות חיצוניים כשהם בתוך הביצים או הרחם, על פי מאמר סקירה חדש.
יש בעלי חיים שמקשיבים ומגיבים לעולם שבחוץ כשהם עדיין רק עוברים, ומקבלים רמזים מהוריהם וגם מהסביבה שלהם שמנחים את התפתחותם. התופעה נקראת "תכנות התפתחותי אקוסטי", ולמרות שבעלי החיים המתפתחים אינם יודעים במודע שהם מקבלים את ההוראות הללו, זה לא מונע מגופם להגיב לקולות.
"הסיבה לכך היא שקול משפיע ישירות על ההתנהגות והפיזיולוגיה, ללא כל עיבוד מודע", אומרת מיילן מרייט (Mylene Mariette), מחברת המחקר הראשית ואקולוגית התנהגותית באוניברסיטת דיקין בגילונג, אוסטרליה. בעוד שחוקרים ראו דוגמאות של תכנות התפתחותי אקוסטי בעבר, זה המחקר הראשון שתיעד עד כמה הוא נפוץ בקרב בעלי חיים. "מה שהיה באמת מפתיע הוא עד כמה נפוץ [כשעוברים] משתמשים בקול", אומרת מרייט. "העוברים אינם מבודדים מהעולם החיצוני כפי שאנו נוטים לראות אותם."
המחקר החדש, שפורסם בכתב העת Trends in Ecology and Evolution, בוחן מחקרים מרחבי ממלכת החיות, מחרקים ועד דו-חיים ועד יונקים, שנראים כי קולטים קולות או רעידות "לפני הלידה" (הלידה או הבקיעה) ומגיבים בדרך כלשהי. תגובה נפוצה אחת לקול היא תיאום אסטרטגי, עיכוב או זירוז בקיעת ביצים, אומרת מרייט. "נראה שכל החיות שמטילות ביצים עושות את זה."
לדוגמה, חרק סטינק (Stink Bug) משתמש בקולות של אחיו הבוקעים מהביצים שלהם כדי לתאם בקיעה בו זמנית וצפרדעי עצים (Tree frog) בוקעות מוקדם בתגובה לקולות של טורף מתקרב. כאשר צרצרים הם נימפה (השלב שבין ביצה לבוגר), הנקבות יתפתחו מהר יותר אם הן ישמעו את "שירי" הרבייה של הזכרים - זה כדי שיוכלו לנצל את ההזדמנות להזדווג. נימפות זכרים, בינתיים, שומעים את השירים האלה ומפרשים אותם יותר כתחרות מינית - בתגובה, הם מאטים את ההתפתחות ומשקיעים יותר משאבים בהתרבות. אבל הדוגמה שגרמה למרייט להתעניין לראשונה בנושא הגיעה ממחקר שלה על חוחית זברה (Zebra finch). הציפורים הקטנות והחברתיות מותאמות לחיים בביתם המדברי במרכז אוסטרליה. כדי להתקרר בסביבתם החמה, החוחיות מתנשפות כמו כלבים, ומייצרות "קריאת חום" נשמעת - ככל שחם יותר, כך ההתנשפויות תכופות יותר.
במחקר, משנת 2016, מרייט מצאה שקריאות חום תכופות מהורים מאותתות לעוברי החוחית שהם עומדים להיכנס לעולם בזמן חם במיוחד. הביצים מודגרות בסביבה מבוקרת טמפרטורה מתחת לתחתית הגוף של הוריהן, ללא יכולת לזהות באופן עצמאי את הטמפרטורה החיצונית, ולכן קריאות החום מספקות מידע לא ידוע לגוזלים שלא בקעו. נראה כי נתונים חדשים מתורגמים לשינויים התפתחותיים ארוכי טווח; לגוזלי חוחית הזברה שבקעו לאחר חשיפה לקריאות חום היו תכונות שונות, כמו גדילה איטית יותר, שהפכו אותם למתאימים יותר לחיים בטמפרטורות גבוהות יותר.
המפתח לתרגום צליל לשינויים פיזיים טמון בגנים של העובר. "כל סוג של שינוי ביולוגי שמתמשך ומשנה את ההתפתחות כרוך בשינויים בביטוי הגנים", אומר דייוויד קלייטון (David Clayton), ביולוג מולקולרי ומדען מוח מאוניברסיטת קלמסון שחוקר שינויים בביטוי גנים בציפורים בוגרות.
שינויים אלה בביטוי הגנים ידועים גם כשינויים אפיגנטיים. בשינויים אפיגנטיים, קוד ה-DNA בפועל נשאר ללא שינוי, אך ההשפעות של הגנים הללו מוגברות או מושתקות על ידי שינוי המידה שבה ה-DNA הופך לחלבונים. החלבונים הם שמבצעים למעשה את תפקידי הגן, כך שאם המולקולות שמתרגמות DNA לחלבונים (עם כמה שלבים ביניהם) נעצרות, הגנים מופעלים או מכובים ביעילות.
השאלה כיצד עוברים יכולים לזהות קול מלכתחילה היא מסובכת יותר. החוקרים מציעים אפשרות אחת לבעלי חיים כמו יונקים וציפורים. למרות שהאוזניים והחלק במוח שמפרש צלילים אינם נוצרים במלואם בעובר, אזורי מוח מתפתחים אחרים, כמו האמיגדלה (המעורבת ברגש), יכולים לשחק תפקיד בזיהוי ופרשנות של קול לא מודע. אבל לא כל המוחות זהים. למוחות של חרקים, למשל, אין אמיגדלה והם בנויים בצורה שונה לחלוטין, אומר מארק האובר (Mark Hauber), אקולוג התנהגותי מאוניברסיטת אילינוי שחיבר מחקר סקירה בנושא ב-2018 שהתמקד רק בציפורים.
עבודה קודמת בתחום התמקדה בעיקר בציפורים ובבני אדם בגלל היכולת המשותפת ללמוד קריאות קוליות. אבל, אומר האובר, המחקר החדש הזה מדגים ש"השמיעה היא מה שחשוב יותר מאשר למידה". אם העובר יכול לזהות צליל, הוא יכול להגיב.
יכולת זו פירושה שעוברים יכולים ליצור אינטראקציה מתמדת עם סביבתם גם זמן קצר לאחר הטלת ביצים, מה שמאפשר להם להסתגל לשינויים מהירים ללא קשר פיזיולוגי להוריהם. "הם יכולים לקבל עדכון על הסביבה", אומרת מרייט, "בין אם זה גל חום או טורפים, זה נותן להם הרבה יותר מידע כדי להתאים את ההתפתחות שלהם לתנאים הספציפיים האלה".
עבור יונקים ובעלי חיים אחרים הנושאים את הצעירים שלהם בפנים, היכולת של העובר לפרש קול יכולה להשתלב עם רמזים פנימיים, כמו רמות הורמון הסטרס האימהי, כדי לקשר קול מסוים עם קונטקסט, אומרת מרייט. לדוגמה, אם גם חולדה בהריון וגם העובר בפנים שומעים משהו, ורמת הורמון הסטרס של החולדה ההריונית עולה, העובר עשוי להתחיל ללמוד שהקול מצביע על איום.
עם זאת, מעבר להתפתחות של חיה בודדת, עוברים המגיבים לרמזים קוליים יכולים לגרום למינים מסוימים - כמו חוחית הזברה - להיות מוכנים יותר להסתגל לשינויים סביבתיים מהירים כמו שינויי אקלים מהר יותר ממה שהעריכו בעבר, אומרת מרייט. זה עשוי גם להצביע על כך שזיהום קול עלול להזיק אפילו יותר ממה שחשבו בעבר. מחקר כבר הראה שזיהום קול כמו קולות תנועה פוגע בבעלי חיים בכך שהוא מגביר את הסטרס שלהם ומפריע ליכולת שלהם לתקשר כצעירים וכבוגרים, אבל תהליך ההפרעה הזה עשוי להתחיל אפילו מוקדם יותר - בביצה או ברחם.
לבסוף, המחקר החדש מציב אתגר לרעיונות ארוכי טווח בביולוגיה התפתחותית על טבע מול טיפוח. בעבר היה מקובל שבעלי חיים נולדים עם תכונות מולדות מסוימות, אומר וואנג-צ'ון ליו (Wang-chun Liu), מדען מוח מאוניברסיטת קולגייט. אבל אם בעלי חיים מתחילים להגיב לסביבתם כעוברים, אז מספר התנהגויות מולדות יכולות למעשה להיות תוצר של תנאים חיצוניים. "אם התוצאה הזו באמת עקבית, אני חושב שעשויה להיות לזה השפעה גדולה מאד על האופן שבו אנחנו חושבים על מהי התנהגות מולדת ומהי התנהגות נלמדת", אומר ליו.
ולמרות שמרייט מתמקדת פחות בשאלה הגדולה והמסתמנת מאשר בסיכוי לחקור יותר רמזים קוליים, היא כן אומרת, "כשאנחנו חושבים על כל המידע ש[עוברים] יכולים לקבל מצלילים, זה משנה די הרבה את נקודת המבט שלנו לגבי התפתחות עוברים".
מקורות:
