התרחבות מהירה באמצע הקרטיקון של דיונונים וחילזונות־ברטניים קודמה לקרינתן לנישות חופיות

מדוע היסטוריית הדיונונים חשובה

דיונונים וחילזונות־ברטניים הם בין הציידים הקריאטיביים של הים, מפורסמים ביכולתם לשנות צבע ובאינטליגנציה המרשימה שלהם. עם זאת, ההיסטוריה המשפחתית שלהם נותרה גם כן מטושטשת במידה מסוימת. מחקר זה מנצל גנומים שפוענחו זה לא מכבר כדי לשחזר את עץ המשפחה של הדיונונים והחילזונות־הברטניים ולהסביר כיצד בעלי החיים הללו שרדו משברים קדומים, התפצלו בים העמוק, ומאוחר יותר התפוצצו למגוון הרב הנוכחי של צורות חופיות.

התמונה הרחבה של קרבת הדיונונים

עשרות שנים שחוקרים דנו בקשרי הקירבה בין סוגי הדיונונים והחילזונות־הברטניים—ובמיוחד כיצד קימחם הפנימי התפתח וכיצד הם עברו בין ימים עמוקים לשפלים. המחברים שילבו שלושה גנומים חדשים באיכות גבוהה מדיונון פיגמי, דיונון מעופף יפני ודיונון שרוול־הש־ה‑(ram’s horn) של הים העמוק עם נתוני גנום וטרנסקריפטום קיימים של ראש־רגליים נוספים. על ידי השוואת אלפי גנים משותפים למינים, הם בנו עץ אבולוציוני איתן שמבהיר אילו קווים באמת חולקים אבות משותפים ואילו דמיון נוצר באופן עצמאי.

שני עולמות מרכזיים של דיונונים

העץ החדש מגלה פיצול ברור לשני ענפים עיקריים. אחד, שהמחברים קוראים לו Acorneata, כולל תושבי הים הפתוח כגון דיונונים אוקייניים גדולים ודיונון ה‑ram’s horn. השני, שנקרא Corneata, מכיל קבוצות חופיות ושפל‑מים כגון חילזונות־ברטניים, דיונונים נריטיים, דיונוני bobtail ודיונונים פיגמיים. לחברי Corneata שני מאפיינים משותפים שאינם מופיעים אצל קרוביהם האוקייניים: כיסוי שקוף על העין (קרנית) וכיסים קטנים לאחסון זרועות היורה שלהם. תכונות משותפות אלה, יחד עם העץ הגנטי, תומכות ברעיון שקבוצת החוף של דיונונים וחילזונות־ברטניים מהווה קבוצה טבעית שהתפצלה מאבות ימיים עמוקים.

פיצוץ שינויים בעידן הדינוזאורים

באמצעות גישת שעון מולקולרי, המעריכה גילאים מתוך הצטברות של שינויים גנטיים ומאובנים מרכזיים, הצוות תיארך את מוצא הסדרות המודרניות של דיונונים וחילזונות־ברטניים לכ־101 מיליון שנים לפני היום, באמצע הקרטיקון. אז, מפלי הים היו גבוהים ומימי החוף הרדודים היו לעתים דלים בחמצן, מה שעשה אותם מקומות קשים למחיה. המחברים טוענים שקווי ההסתעפות העיקריים של המודרניים צמחו אפוא בים העמוק והפתוח, שם התקיימו “מקלטים” יציבים, קרירים ומרוּחשי־חמצן. ההתפתחות המוקדמת הזו יצרה "פתיל ארוך": הענפים העיקריים התפצלו בקרים הקרטיקון, אך רוב המגוון החופשי של היום הופיע רק עשרות מיליוני שנים מאוחר יותר, אחרי הכחדת סוף הקרטיקון.

מקליפות כבדות לשלד קל

חידה נוספת היא כיצד התמיכות הפנימיות של בעלי החיים האלה—ה‑cuttlebone של החילזונות־הברטניים, ה‑gladius הדק של דיונונים רבים וקונכיית ה‑ram’s horn—קשורות זו לזו. מאובנים וראיות גנטיות יחד מצביעים על מגמה של פישוט והקלה בשלבים: קונכייה מחולקת קדומה הופשטה והוקלה בהדרגה. בקווי הים הפתוח, ענף אחד שמר ופיתח קונכייה ממינרלית ומחולקת (כמו ב‑ram’s horn), בעוד דיונוני הים האוקייניים הקטינו אותה ל‑gladius אורגני בצורת להב עם שרידי חדרים דהויים. בקבוצות החופיות, החילזונות־הברטניים עיבדו את שלושת חלקי הקונכייה הקדומים אל תוך ה‑cuttlebone הצף, בעוד רבים מה‑bobtail והפיגמיים הקטינו במידה ניכרת או אף איבדו לחלוטין את הקונכייה הפנימית. המחקר גם עוקב אחרי רווחים והפסדים של גנים מרכזיים לבניית קונכייה, ומראה, למשל, שחלק מהדיונונים החופיים ויתרו על חלבוני קונכייה קשיחים מסוימים, ייתכן בתמורה לתמיכות קלות וגמישות יותר בימים מחמצתיים ובלתי־יציבים אחרי הכחדות המוניות.

סיפורים נסתרים בכרומוזומים ובגנים

בהצמדת כרומוזומים בין המינים, המחברים מוצאים שרוב הדיונונים והחילזונות־הברטניים חולקים מערך יציב ומפתיע של 46 זוגות כרומוזומים, מרמז על תבנית גנומית שמורה שמקורה בראשית הקוליאידים. רק הדיונונים הפיגמיים וה‑bobtail, שמתפתחים במהירות, מראים ארגונים מחודשים משמעותיים, שאולי נוצרו כאשר אוכלוסיות החוף שלהם היו קטנות ומפוצלות. הצוות גם מזהה סימנים לבחירה טבעית בגנים הקשורים לראייה בדיונונים שחיים במים רדודים, תואם התאמה לאור בהיר ומשתנה, ולאנזימים מייצרי־אנרגיה בדיונוני הים הפתוח ששטים במהירות. ב־ram’s horn נרשמה התרחבות משפחות גנים הקשורות למערכת החיסון, אולי כתגובה לדרישות החיים בעומק ולקשרים מורכבים עם מיקרובים.

מסקנות להבנת אבולוציית הדיונונים

בסך הכול מצייר המחקר את דיונונים וחילזונות־הברטניים כתושבי ים‑עמוק ששרדו והתרחבו בשקט בים הפתוח במהלך הקרטיקון, ואז פרצו למערכות החופיות המתאוששות אחרי הכחדת סוף הקרטיקון. המגוון המודרני העשיר שלהם—צורות רבות של שלד פנימי, גנומים גמישים ואורחות חיים שונות—מופיע כתוצאה של "הפתיל הארוך" הזה: הסתעפויות קדומות ואחריהן הזדמנויות אקולוגיות מאוחרות בהרבה. עבור קהל שאינו מומחה, המסר המרכזי הוא שדיונונים וחילזונות־הברטניים החופיים המוכרים לנו אינם שרידים פרימיטיביים של החוף, אלא צאצאים של אבות ימיים עמוקים שהמציאו את גופם וגנומיהם מחדש שוב ושוב כדי לנצל פינות חדשות של הים.

ציטוט: Sanchez, G., Fernández-Álvarez, F.Á., Bernal, A. et al. Rapid mid-Cretaceous diversification of squid and cuttlefish preceded radiation into coastal niches. Nat Ecol Evol 10, 662–676 (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03009-1

מילות מפתח: אבולוציית דיונונים, חילזונות-ברטניים, אוקיינוסים של הקרטיקון, גנומי ראש־רגליים, התרחבות ימיים