חוקרי הטכניון מצאו כיצד חומרי ההגנה של הפרי הופכים טורף זרעים למפיץ איכותי

זהו תיעוד ראשון של מערכת כימית בפירות שמעודדת הפצת זרעים על ידי יונקים

זרעים מרים
כל מי שעוצר להפסקה בטיול בנגב מכיר את המכרסם הנחמד שמופיע ללקט פרורי אוכל בשטח. הקוצן הזהוב ששמו ניתן לו בגלל שערות קשות בפרוותו שרובה זהובה,
הוא אוכל כל ובעונות ‫”‬שפע” יעדיף פירות ובעיקר את פירותיו המתוקים של הרכפתן, אחד הצמחים הנפוצים בוואדיות הנגב, שיח גדול וירוק בעל ענפים דקים וארוכים ועלים קטנים שבתקופות יבשות נושרים.

באביב פורח הרכפתן בפרחים צהובים זעירים. הבדואים נוהגים לאסוף את הפרחים ולתבל ולצבוע איתם מרק או אורז והתוצאה דומה לתיבול בכורכום. אחרי הפרחים באים הפירות, הרכפתן מתכסה באשכולות גרגרים לבנים ומתוקים וכמובן שהקוצנים קוצרים את האשכולות ואוכלים את הפירות בתאווה רבה.

בפירות הלבנים המתוקים מצויים זרעים שחורים ושוב “יודעי דבר” בדואים רוקחים מהזרעים “תרופות” הזיה. טעמם של הזרעים דומה לטעם חרדל חריף, טעם שאינו אהוד על הקוצנים ומסתבר שזה ה”פטנט” שהרכפתן פיתח כדי להפיץ את זרעיו.

לצמחים יש בעיה. הם מפתחים מקורות מזון ומשיכה בעבור חיות שיפיצו את זרעיהם, פרחים מלאי צוף מושכים חרקים שמאביקים אותם, פירות מתוקים או מזינים נאכלים והאוכלים מפיצים את הזרעים שבפירות, יש מקרים בהם הזרעים עוברים במערכות העיכול ללא פגיעה ומופרשים בתוך ערימת הפרשות שמשמשות קרקע מזון.

יש זרעים ש”חייבים” לעבור בסביבה החמה והחומצית של מערכת איכול כדי שיוכלו לנבוט, הבעיה היא משיכת מפיצים שלא יפגעו בזרעים, לפתרון הבעיה לרכפתן ויש זרעים מרים .

מיכל סמוני מפרסמת ב-current-biology תוצאות מעקב (וידאו) אחרי הקוצנים שקוצרים את אשכולות הרכפתן, מתרחקים מהשיח ואוכלים את הפירות, אלא שמסתבר כי הקוצנים אינם בולעים את הזרעים המרים אלא יורקים אותם.
יתכן כי פעולת היריקה נלמדת אחרי ש”פיצוח” זרע גורם למה שסימוני מגדירה כ”פצצת חרדל”. שבירת הזרע גורמת להתפשטות טעם דוחה והמכרסם לומד לאכול את הפרי המתוק ולירוק את הזרע,

פירות הרכפתן מהווים מקור משיכה גם עבור בולבולים ועופות אחרים, לכן נבהיר כי מכרסמים או יונקים לועסים את מזונם ובמקרה הנ”ל הלעיסה שוברת את הזרעים מה שגורם להתפשטות הטעם הדוחה, עופות בולעים מזון וכך הפרי המתוק נבלע בשלמותו מבלי שהזרעים יגרמו לדחיה מסתבר כי קיים מכניזם שמבטיח את הפצת הזרעים ע”י מה שמוגדר כ”עיכול משני”, secondary metabolites. מי שפוגע בזרעים לומד לא לגעת בפרי או לסרוגין כמו הקוצן לומד לאכול את הפרי ללא הזרעים. מי שבולע את הזרעים בשלמותם לא חש בטעם הדוחה. עכשיו כדאי לבדוק אם העופות מפרישים זרעים חיוניים בלשלשת שכן אם לא, ברור כי המפיץ המועדף עבור הרכפתן הוא הקוצן.

הערה. משום מה בפרסומים בלעז נוצר בילבול בין הרכפתן Ochradenus baccatus שהוא צמח מדברי וככזה מאכלס את מקום חיותם של הקוצנים לבין הרכפה הריחנית Reseda odorata שגדלה באזורים ים תיכוניים והקוצנים לא פוגשים בה. מוזר.

הודעת הטכניון

חוקרי הטכניון מהפקולטה לביולוגיה מצאו כיצד חומרי הגנה בפרי הופכים מכרסם מטורף זרעים למפיץ. החוקרים מצאו בפירות הצמח המדברי, רכפתן המדבר, מערכת כימית המעודדת הפצה של זרעים.

במערכת זו חומרים יציבים ולא רעילים, בשם גלוקוזינולטים, נמצאים אך ורק בציפת הפרי ומתפרקים לתוצרי פירוק רעילים במקרה של פגיעה מכאנית בזרע בו נמצא האנזים מירוזינאז האחראי לפירוקם. נראה כי מידור הגלוקוזינולטים והמירוזינאז בפירות הרכפתן משפיע על האינטראקציות בין הרכפתן לבין מכרסמים הידועים כטורפי זרעים. אחד מהמכרסמים שנבדקו, הקוצן המצוי, אף נמצא כמפיץ זרעים איכותי של הרכפתן.

זהו למעשה, תיעוד ראשון של מערכת כימית בפירות שמעודדת הפצת זרעים על ידי יונקים.

תיאוריית ההרתעה הישירה קובעת כי חומרי הגנה (מטבוליטים שניוניים) בפירות בשלים ירתיעו טורפי זרעים, אבל לא ישפיעו, או ישפיעו בצורה מועטת, על מפיצי זרעים. אכן, מספר מחקרים הראו כי ציפורים, מפיצות זרעים, ניזונות מפירות בעלי חומרי הגנה בעוד המכרסמים נרתעים מהם. עם זאת, מנגנון זה הוצג רק על סמך הבדלים ברמת המחלקה, לדוגמא בקולטנים מסוג vanilloid הנמצאים ביונקים אך חסרים בעופות.

“כאן אנו מציגים ממצאי ניסויים פיסיולוגיים והתנהגותיים המראים את השימוש בחומרי הגנה מסוג פצצת שמן החרדל המעודדים הפצת זרעים בספקטרום רחב, ללא תלות במחלקה (לדוגמא: יונקים לעומת עופות), בפירות רכפתן המדבר, במטרה לכפות שינוי התנהגותי בציר הזמן האקולוגי, המעודד טורפי זרעים לנהוג כמפיצים”. אומרת החוקרת, מיכל סמוני-בלנק, שחקרה את הנושא בהנחיית הפרופסורים זאב ארד מהטכניון ועדו יצחקי מאוניברסיטת חיפה. “שינוי זה מושג באמצעות מידור ייחודי של פצצת שמן החרדל, היוצר שפעול של המערכת רק כאשר בעל החיים צורך זרעים וציפה גם יחד. כך נוצר ‘דירבון’ להפצה המוביל לעדות ראשונה בעולם של מכרסם המפיץ זרעים על ידי יריקה”. ממצאי המחקר מציגים את כוחם של חומרי ההגנה בשינוי יחסי חיה-צמח מיחסי טורף-נטרף ליחסים הדדיים, ומספקים חיזוק לתיאורית ההתרעה הישירה גם ברמה התוך-מינית, בנוסף לרמה הבין-מינית.