יש טורפים נסתרים

צמחים טורפים לוכדים בעלי חיים על מנת לנצל את החנקן מגופם. מחקר חדש מגלה כי גם צמחים רגילים מסוגלים להרוג חרקים בעזרת פטרייה מיוחדת. איך זה קורה?

נעם לויתן | גליליאו

צמחים, כמו כל האורגניזמים המוכּרים לנו, זקוקים לתרכובות חנקן כדי לגדול. הגז חנקן אמנם נפוץ מאוד באטמוספרה, ומהווה 78% מנפחה, אבל הצמחים אינם מסוגלים לקלוט אותו (“לקבע חנקן”) ישירות מהאוויר.

הם קולטים תרכובות חנקן מהקרקע, אך גם זאת רק בזכות חיידקים קושרי חנקן החיים בקרקע או בסימביוזה בתוך שורשי צמחים מסויימים, שמקבעים את החנקן שבאוויר והופכים אותו לתרכובות זמינות לצמחים (חנקה או אמוניה). נוסף על כך, פטריות וחיידקים מפרקים חומרים אורגניים בקרקע, כגון צמחים ובעלי חיים מתים, והופכים אותם חזרה לתרכובות זמינות וכן לחנקן חופשי החוזר לאטמוספרה.

צמחים טורפים
צמחים טורפים, כמו הכדנית או הנאדיד, הגדלים במקומות דלים בחנקן, מצאו דרך אחרת להשיג חנקן: הם לוכדים בעלי חיים, מעכלים אותם, ומנצלים את החנקן מגופם. סקוט ביהי (Behie) ועמיתיו מאוניברסיטת בּרוֹק בקנדה, גילו, במחקר שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי Science, כי גם צמחים “רגילים” מסוגלים להרוג ולעכל חרקים. אך בעוד צמחים טורפים עושים זאת באמצעות מלכודות בולטות לעין, צמחים אחרים צדים בסתר, בעזרת פטרייה השותפה להרג.

כבר בשנת 2001 קבוצת חוקרים אחרת גילתה, במחקר שפורסם ב-Nature, כי האורן הלבן (Pinus strobus) אינו עץ תמים, אלא טורף הניזון – בעזרת פטרייה החיה על שורשיו – מפרוקי רגליים קטנים דמויי חרקים הקרויים קפצזנביים. שותפות ציד זו ייחודית לאורן הלבן ולפטרייה מסויימת, אך היא גרמה לביהי ולעמיתיו לחפש דוגמאות נוספות לשיתוף פעולה בין צמחים ופטריות בציד פרוקי רגליים, דוגמת חרקים.

החוקרים שיערו כי הפטרייה, שסביר ביותר שתהיה חלק בשיתוף פעולה מעין זה, היא מהסוג Metarhizium. פטריות קרקע הנמנות עם סוג זה נפוצות בכל העולם, והן טפילות ידועות של חרקים, המסוגלות להדביק ולקטול מעל ל-200 מינים שונים של חרקים. הן כל כך מוצלחות בהרג עד שאומצו על ידי האדם כנשק ביולוגי נגד חרקים. נוסף על כך פטריות Metarhizium רבות חיות בסימביוזה בתוך שורשי צמחים, ולכן מתקבל על הדעת שישתתפו בהעברת חנקן מחרקים שאותם הן קוטלות לצמחים.

הרוצחת השכירה
כדי לבדוק זאת, הזריקו ביהי ועמיתיו לזחלים של עש הדונג הגדול (Galleria mellonella) חנקן מסומן, הדביקו אותם בפטרייה\ וקברו אותם בקרקע לצד צמחי שעועית מצויה (Phaseolus vulgaris) ודוחן וירגטום (Panicum virgatum). החוקרים הפרידו בין הזחלים הקבורים לשורשי הצמחים בעזרת רשת בעלת חורים קטנים שאינם מאפשרים צמיחת שורשים דרכם, אך מאפשרים צמיחה של קורי הפטרייה דרכם.

הזחלים מתו יומיים לאחר ההדבקה בפטרייה, ולאחר 14 ימים החוקרים מצאו חנקן מסומן ברקמות הצמחים. 28% מכלל החנקן בשעועית ו-32% מהחנקן בדוחן הגיע מהזחלים המתים. תוצאות דומות התקבלו גם כשביהי ועמיתיו לא הדביקו את הזחלים בפטרייה אלא את הצמחים. לעומת זאת, כשגם הזחלים וגם הצמחים לא הודבקו בפטרייה, או הודבקו בפטרייה שאינה יוצרת סימביוזה עם צמחים, כמעט שלא נמצא חנקן מסומן ברקמות הצמחים. לפי תוצאות אלה הדרך היחידה שבה חנקן מהזחלים הגיע לצמחים היא בתיווך הפטרייה. הפטרייה נטפלת לחרק, קוטלת אותו “בשביל” הצמח, ומעבירה בעזרת קוריה את החנקן מהחרק לצמח שאליו היא קשורה. הפטרייה, אגב, מקבלת מהצמח תרכובות פחמן בתמורה לחנקן.

עוד נותר לבדוק עד כמה התופעה נפוצה וחשובה בטבע, ולא בתנאי מעבדה, אך בהתחשב בכך שהקשר בין Metarhizium לצמחים נפוץ, הגיוני מאוד כי הטריפה הנסתרת של חרקים ופרוקי רגליים אחרים נפוצה גם היא. בעזרת הפטרייה צמחים יכולים ליהנות מהיתרונות שיש לצמחים טורפים, מבלי להשקיע ביצירת פתיונות ומלכודות מיוחדות; כל מה שהם צריכים זה לשלם לרוצחת שכירה מעט תרכובות פחמן.

לקריאה נוספת:
Behie, S.W., Zelisko, P.M. & Bidochka, M.J. Endophytic insect-parasitic fungi translocate nitrogen directly from insects to plants. Science 336, 1576-1577 (2012).

למאמר המקורי לחצו כאן

הכתבה המלאה התפרסמה במגזין גליליאו, אוגוסט 2012