סיקור מקיף

דברים שיורמים יודעים: האם עצים יכולים לחיות לנצח?

לכבוד ט"ו בשבט יספק הטור את סקרנותו של קורבוס ששואל האם עצים מזדקנים או שהם בני אלמוות

חורשת עצי אלון עתיקים. <a href="https://depositphotos.com. ">צילום: depositphotos.com</a>
חורשת עצי אלון עתיקים. צילום: depositphotos.com

השאלה "למה להזדקן" נשמעת מוזרה אבל אצל בעלי חיים ההזדקנות והמוות הם תוצאת "החלטה" הטבועה בגנים. אצל יונקים המאריכים ימים (כמונו למשל) מספר ההתחלקויות שיכולים לעבור תאי הגוף קצובה. קצות הכרומוזומים הנקראים טלומרים מתקצרים בכל חלוקת תא עד שהכרומוזום השחוק אינו יכול עוד להשתתף בחלוקה נוספת וגוזר מוות על התא. טלומראז, האנזים המחדש את הטלומר פעיל אצל העובר אבל האבולוציה בחרה להשתיק אותו דווקא ביונקים המאריכים ימים כדי למנוע את תופעת הלוואי של הצטברות נזקי DNA – סרטו. אצל בעלי חיים אחרים, כדוגמת המכרסמים, הטלומרים אינם נשחקים אבל האבולוציה, בהחלטה אכזרית לא פחות, בחרה להשקיע הכל בקצב התרבות גבוה ולא בתיקון נזקי הסביבה לתאים ובכך גזרה מוות מהיר עוד יותר על היצור. המוות המתוכנן אינו זר לצמחים, השלכת אינה מוות סתמי של עלים אלא התאבדות פעילה ומאורגנת שלהם. בתגובה לשינויים בסביבה מופעלת שרשרת תגובות המתחילה בהפסקת הפוטוסינטיזה וממשיכה  בפירוק חלבונים וחומצות גרעין הקשורים לכלורופיל והזרמת תוצרי הפרוק בצינורות השיפה חזרה אל הצמח. באופן דומה גוזם המצח חלקי שורש שאינם מועילים כדי לפנות משאבים לשורשונים צעירים.

בהמהלך האבולוציה נזקקו הצמחים ממש כמו החיות למצוא את האיזון בין השקעת משאבים בהתרבות או באריכות ימים. כמו דגי הסלמון המתים לאחר ההטלה בחרו רוב הצמחים שלא להאריך את חייהם מעבר לרגע בו הושלמה מלאכת הרבייה. צמחים אלו המתרבים פעם אחת (monocarpic)  אינם בהכרח חד שנתיים, צמחי האגבה (מהם מפיקים טקילה) עשויים לחיות כ20 שנים והבמבוק אפילו 100 שנים אבל גם הם מתוכנתים לפרוח, להפיץ את הזרעים ולפנות את מקומם לדור הבא.

אצל החד שנתיים, כמו בעלה הבודד לפני השלכת  מופעלת בצמח כולו שרשרת תגובות  שסופה כמישה. יש כמה סיבות טובות לעשבים למות: כדי לכלכל את הנבט נדרש  ריכוז גבוה של חלבון וחומצות גרעין בזרע. המשאבים מצומצמים והשימוש הטוב ביותר מנקודת ראות אבולוציונית בחומרים אלו היא פירוקם למרכיביהם והעברתם מהגבעול, השורש והעלה אל הזרע. יש צמחים כדוגמת בני משפחת הקטניות בהם הזרעים כבדים ונופלים קרוב להורים, עדיף לצמח האב למות ולהשאיר להם קרקע בתולה לנבוט בה. בדומה לבעלי חיים  גם לרוב הצמחים יש סיבה טובה למות בזמן הנכון לצאצאיהם. ניתן למצוא  ביטוי פיוטי לרעיון זה בתיאור המוות הראוי שמבטיח אליפז התימני לאיוב " וְיָדַעְתָּ כִּי רַב זַרְעֶךָ וְצֶאֱצָאֶיךָ כְּעֵשֶׂב הָאָרֶץ.    תָּבוֹא בְכֶלַח אֱלֵי קָבֶר כַּעֲלוֹת גָּדִישׁ בְּעִתּוֹ " (איוב פרק ה')

ועכשיו, קורבוס, הגענו סוף סוף לעצים.  עץ הוא צמח שעשוי להשתייך למשפחות רבות של צמחים ולרוב העצים יש "קרובי משפחה" שבחרו באורח חיים עשבוני. עצים אינם קבוצה ביולוגית בעלת עבר אבולוציוני משותף  אלא בחירה אסטרטגית שבצעו צמחים ממשפחות שונות כשנדרשו להכריע בין ריבוי מהיר לאריכות ימים. מבט חטוף  בפרחיו הפרפרניים של הרותם מסגיר מייד את קרבתו המשפחתית לקטניות החד שנתיות. בשלב כלשהוא באבולוציה בחרו אבותיו באסטרטגיה שונה שהעניקה לו אריכות ימים. יש תנאי סביבה יציבים בהם קיים יתרון לגודל וכדי לגדול צריך לחיות הרבה זמן.  צמח גבוה מנצח בתחרות על אור השמש , מתרחק מסכנות הרוחשות על הקרקע  והוא מפיץ אבקנים וזרעים למרחק רב. המשאבים שהושקעו  בצמיחה לגובה בגזע מסיבי ובמערכת שורשים שתכלכל צמח גדול באים על חשבון יצירת זרעים מהירה אבל מאפשרים לצמח לייצר זרעים לאורך שנים רבות. בנקודת ההכרעה שבין שתי האסטרטגיות: העצית והעשבונית "בחרו" כ20% מהצמחים (כ80,000 מינים) להאריך חיים ולצמוח לגובה כלומר להיות לעצים. בניגוד לקרוביו הנמוכים אין לעץ אינטרס אבולוציוני בהזדקנות ובמוות ואכן דעה רווחת בקרב בוטניקאים היא שעצים אינם מזדקנים: הם דואגים לפרק ולהמית חלקים בלתי נחוצים כעלים או הסתעפויות  שורש לא מועילות אבל העץ כולו נשאר צעיר לנצח. מה שמאפשר את הפלא הוא יכולתם של תאי צמחים לעבור מיון מחודש, חלקי צמח שנפגעו יכולים, לכן, להתחלף מרקמות שכנות. גננים מכירים היטב את התופעה ונעזרים בה להכנת ייחורים: תאים בענף שנגזם והוכנס למים הופכים לשורש חי ומתפקד. לכל אורך חייו שומר הצמח על רקמה לא ממויינת (meristem)  המקבילה מבחינה גנטית לתאי הגזע העובריים  והיא המאפשרת לו להצמיח בעת הצורך איברים חדשים במקום בו הם נדרשים.  יכולת זו מאפשרת לצמח ריבוי אל מיני בנוסף לזה שבאמצעות זרעים. באי טסמניה שמדרום לאוסטרליה גדל צמח נדיר בשם Lomatia tasmanica, הפרטים פורחים לפעמים אך מעולם לא נצפו פירות או זרעים. מחקר גנטי העלה כי כל אוכלוסיית הצמחים הם שיבוטים זהים אלו לאלו, אם נחשיב את כל המשובטים כפרט יחיד הרי שלפנינו צמח שגילו מעל 43,000 שנים: הקרוב ביותר ל"אלמוות" עבור יצור רב תאי.  

בשנת 1963 התחולל מפגש טראגי בין אינסופיות חייהם של עצים לאינסופיות טיפשותו של האדם כשהעץ העתיק ביותר :אורן בן 5000 שנים נכרת בקליפורניה. כיום, העץ הזקן ביותר הוא "מתושלח" שגילו 4841 שנים (כמעט 4000 שנים מבוגר יותר ממתושלח המקראי). למעשה מתושלח זקן יותר מספירת השנים האנושית:  כשלוח שנה בן 365 ימים הוכנס לשימוש במצרים בשנת 2874 לפנה"ס כבר חגג מתושלח את יום הולדתו השישי. אורך הטלומר, קוצב החיים שלנו, בתאים של עצי אורן בני 2000 ו3500 שנים זהה לאורכו אצל עצים בני 30 שנים מאותו מין. איך נסביר אם כך את הזדקנות היערות? עצים מבוגרים צומחים לאט יותר, מייצרים עלים קטנים יותר ויעילים פחות בחילופי הגזים הנדרשים לנשימה ולפוטוסינטיזה.  השינויים הללו עשויים להתפרש כזקנה או פשוט כתופעת לוואי לגובה: ככל שהעץ גבוה קשה יותר להעלות מים עד לצמרת והעלים על הענפים הגבוהים חיים בתנאי מדבר. בנוסף גזע גבוה וענפים עבים וכבדים דורשים השקעה מסיבית בייצוב מבנה שבאה על חשבון העלים והרבייה. כדי לבדוק האם ענפי עצים זקנים אכן סובלים מבעיות גריאטריות ביצע החוקר מאוריזיו מאנקוציני (Maurizio Mencuccini) שורה ארוכה של הרכבות. למאותגרים חקלאית נסביר כי הרכבה היא שתילת ענף מעץ אחד על גזע של עץ אחר (כנה) כך גדלים, למשל, תפוזים על כנה של חושחש: עץ הדר חסון שפירותיו אינם אכילים. כך ניתן לבדוק ביצועים של ענף זקן על גזע ושורשים המספקים תנאי גידול של עץ צעיר. התוצאות שקיבל מאנקוציני חד משמעיות: העצים לא מזדקנים. ענף זקן יתפקד כצעיר לכל דבר כל עוד אינו נדרש לתמוך במבנה מסורבל של עץ זקן. יערות האורן של הקק"ל מזדקנים ומוחלפים בגיל 50 בערך אלא שבניסויי הרכבה לא הראו ענפי אורן בני 270 שנים כל סימני זיקנה.  אם נגדיר זקנה כבלאי של החומר הגנטי הרי שהם שומרים על נעורי נצח. אבל יש הגדרות אחרות לזקנה המתייחסות לאורגניזם השלם ושעל פיהם העצים אכן מזדקנים. כאשר בודקים את סיכויי התמותה ביחס לגיל מתברר שדווקא אצל מאריכי החיים בקרב הצמחים עולה הסיכוי של כל צמח למות מגיל 100 בערך. ממש כשם שסיכוייו של אדם בן 90 לחגוג יומולדת 91 קטנים מסיכוייו של חתן בר מצווה לחגוג יומולדת 14 כך קטנים סיכוייו של עץ בן 300 להגיע לגיל 400 לעומת הסיכוי של עץ בן 100 לחגוג 200 אביבים. הסיבה לכך היא שהעץ חייב לגדול: אנו יכולים לקבוע את גילו של עץ לפי מספר הטבעות בגזע משום שכל שנה נאלץ העץ לגדל רשת צינורות חדשה בחלקו החיצוני של הגזע. נגזר על העץ להמשיך ולהתרחב כל חייו. עץ שהגיע לגודל אופטימלי לא יכול להישאר בו ואפילו לא להאט את קצב הגדילה.  באופן מפתיע קצב הגדילה (בערכים מוחלטים) של העץ דווקא עולה עם הגיל.  עצים זקנים הופכים יותר פחמן דו חמצני לתאית מעצים צעירים פשוט כי יש להם יותר עלים.  לממצא זה יש השלכה אקולוגית: לעצים זקנים יש תרומה משמעותית לקיבוע פחמן דו חמצני ולעיתים עץ זקן מקבע מסת פחמן השווה למסתו הכוללת של עץ צעיר באותו יער. כך נחרץ גורלו של כל עץ לגדול אל מעבר למימדים המתאימים לו ולהפוך לפגיע יותר. ואכן, עצי בונסאי שגדילתם מעוכבת באופן מלאכותי מאריכים ימים יותר מחבריהם בשדה הפתוח. שימור של רקמת תאים עובריים ואסטרטגיה של צמיחה מתמדת נתנה לעצים אריכות חיים מופלגת אבל בסופו של דבר גם העצים חייבים למות מכובד שנותיהם.

תודה ל:

 Dr. Sergi Munne-Bosch , Dr. Maurizio Mencuccini

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? שלחו ל [email protected]

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

4 תגובות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן