כיצד צרעה הופכת תיקן לזומבי הנתון לשליטתה

תערובת של כימיקלים המוזרקת למוחות של תיקנים הופכת אותם לכלי שרת בידיה של צרעה זעירה, ולארוחה טרייה ומושלמת לצאצאיה

צרעת התכשיט היא מין מרהיב גם למראה העין, וגם מבחינה אבולוציונית. הארס הייחודי שלה מסוגל לשעבד את מוחם של חרקים אחרים. מקור: Muhammad Mahdi Karim, GNU Free Documentation License.
צרעת התכשיט היא מין מרהיב גם למראה העין, וגם מבחינה אבולוציונית. הארס הייחודי שלה מסוגל לשעבד את מוחם של חרקים אחרים. מקור: Muhammad Mahdi Karim, Wimidedia (רישיון GNU Free Documentation License).

מאת כריסטי וילקוקס, הכתבה מתפרסמת באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל 20.10.2016

  • צרעה מרהיבת עין תלויה לקיומה בתיקנים חיים המשמשים מקור מזון הכרחי לצאצאים שלה לאחר בקיעתם מן הביצים.
  • הצרעה כופה על תיקנים מצב של כניעות וטשטוש, באמצעות תערובת כימית ייחודית שהתפתחה אצלה במהלך האבולוציה; היא מזריקה אותה למוחות התיקנים וגורמת לשינויים בהתנהגותם ובחילוף החומרים שלהם.
  • מינים רבים אחרים של צרעות משתמשים גם הם בסוגים מורכבים של ארס ומשתקים באמצעותם עכבישים, זחלים ואפילו זחלים של צרעות אחרות, ולפעמים הופכים אותם למגנים זומביים של צאצאיהם.

אינני יודעת אם תיקנים חולמים, אבל אם הם מסוגלים לחלום, אני חושבת שצרעות ממין מסוים, הנראות כתכשיט משובץ באבני חן מבהיקות, ממלאות תפקיד ראשי בסיוטים שלהם. לנו, בני האדם, אין מה לדאוג, שכן הצרעות הטרופיות הקטנות האלה, החיות ביחידוּת, אינן מתמרנות את המוח שלנו כדי שלא נתנגד בשעה שהן מגישות אותנו, בעודנו בחיים, כארוחה לצאצאים שלהן, כפי שהן עושות לתיקנים התמימים. זהו החומר שממנו נעשים סרטי אימה, פשוטו כמשמעו: צרעת התכשיט, אמפולקס קומפרסה, ומינים דומים ממשפחתה הן מקור ההשראה למראות האימים של החייזר הפורץ מחזה הקורבן בסרטי הנוסע השמיני ובמוצרים הנלווים להם. הסיפור פשוט, גם אם הוא נראה מופרך: הצרעה הנקבה משתלטת על מוחות של תיקנים ומנצלת אותם כמזון לצאצאיה. היא מבטלת את תחושת הפחד או את דחף הבריחה שלהם. אבל בניגוד למה שאנו רואים על המסך, אין מדובר בנגיף כלשהו שאין נגדו תרופה, ההופך תיקן בריא לזומבי חסר מוח. ארס הצרעה הוא שעושה זאת. ואין מדובר בסתם ארס, אלא בארס ייחודי הפועל כמו סם המתביית על מוח התיקן.

מוחות אינם אלא גושים של תאי עצב, ואחת היא אם מדובר במוחות של בני אדם או של חרקים. יש בטבע מיליוני סוגים שונים של ארס שיכולים להפעיל או לשתק תאי עצב. אין פלא אפוא שיש גם כמה סוגי ארס המסוגלים לפגוע במערכת העצבים המרכזית, לרבות המוח שלנו, המוגן היטב בדרך כלל. יש בהם כאלה שמדלגים מעל משוכות פיזיולוגיות במעברם מנקודות מרוחקות של החדרה לגוף, דרך מחסום הדם-מוח, ונכנסים למוח הקורבנות. אחרים מוזרקים במישרין אל המוח, כפי שעושה צרעת התכשיט לתיקן הפונדקאי שלה.

איך מייצרים זומבי

צרעות התכשיט מספקות דוגמה יפהפייה גם אם מפילת אימה, לארס רעיל, הפוגע במערכת העצבים ומסוגל לגרום לה נזק כבד בהרבה משיתוק רגיל. הצרעה הזאת, שגופה קטן בהרבה מזה של קורבנה, מתחילה את התקפתה מלמעלה. היא עטה על התיקן בטיסה, לופתת אותו בלסתותיה ותוך כדי כך היא מכוונת את העוקץ שלה, איבר שהתפתח בצרעות מצינור ההטלה, אל נקודה מסוימת בחזה התיקן, המצויה בין שתי הגפיים הקדמיות שלו. הדקירה המהירה נמשכת שניות ספורות. התרכובות המצויות בארס פועלות במהירות רבה וגורמות לשיתוק זמני של התיקן. במצב זה הצרעה מכוונת את העקיצה הבאה שלה בדיוק רב יותר. היא מכוונת את העוקץ הארוך שלה לשני אזורים בגנגליוני הראש של התיקן, המקבילה של חרקים למוח, ומחדירה אליהם את הארס המשנה את תפקודם.

העוקץ של הצרעה מותאם לקורבן במידה כזאת שהוא מסוגל לחוש בדיוק רב את מיקומו מתחת למעטה הקשיח של ראש התיקן ולהחדיר את הארס היישר לחלקים מסוימים של המוח. העוקץ חש את מיקומו בראשו של התיקן תוך כדי הסתמכות על סימנים מכניים וכימיים המסייעים לו לעבור את הנדן העוטף את הגנגליונים (המקבילה של התיקן למחסום דם-מוח). לאחר שעבר את המחסום, הוא מחדיר את הארס בדיוק בנקודה שהוא אמור להגיע אליה. שני האזורים במוח התיקן שהצרעה מתמקדת בהם חשובים לה מאוד; החוקרים הסירו אותם ממוחות של תיקנים כדי לראות איך הצרעה תגיב, ומצאו שלאחר שאזורים אלה סולקו, הצרעה מנסה למצוא אותם ומייחדת זמן רב לחיפוש כשהעוקץ שלה תקוע בגוף התיקן, בניסיון לאתר את אזורי המוח החסרים.

צרעת התכשיט תוקפת תיקן. מקור: JMGM, Wikimedia.
צרעת התכשיט תוקפת תיקן. מקור: JMGM, Wikimedia.

עכשיו מתחילה ההשתלטות על המוח. בשלב הראשון, התיקן מבצע למרבית הפלא תנועות של טיפול עצמי (כגון ניקוי מחושים); ברגע שרגליו הקדמיות של התיקן משתחררות מן השיתוק הזמני שנגרם מהזרקת הארס הראשונה, הוא מתחיל לטפל ולנקות את עצמו ביסודיות במשך כחצי שעה. מדענים הראו שההתנהגות הזאת ייחודית להשפעת הארס, שכן הטרדות שונות כגון דקירה בראש התיקן, הטרדה כללית שלו או מגע עם הצרעה ללא עקיצה לא עוררו בו אותו דחף היגייני. הצורך הפתאומי הזה בניקיון מתעורר גם אם גורמים להצפה של מוח התיקן בדופמין, ולכן אנו סבורים שתרכובת דומה לדופמין המצויה בארס עשויה להיות הגורם להתנהגות הזאת. השאלה אם הניקוי העצמי הוא סימן להשפעה מועילה של הארס או תופעת לוואי בלבד עדיין שנויה במחלוקת. יש מי שסבורים שהתנהגות זו מבטיחה מזון נקי מחיידקים ומפטריות לצאצאים הפגיעים של הצרעה; אחרים חושבים שזו פעולת הסחה המאפשרת לצרעה להכין לתיקן את קברו.

דופמין הוא אחד הכימיקלים המסקרנים המצויים במוחם של בעלי חיים ממגוון עצום של מינים ביולוגיים, החל בחרקים וכלה בבני אדם, ולהשפעות שלו יש חשיבות מכרעת בגופם של כל המינים האלה. במוח שלנו, דופמין הוא חלק ממערכת הגמול; הצפות בדופמין מתרחשות בתגובה למצבים נעימים. מאחר שהוא גורם לנו להרגיש טוב, דופמין יכול להיות נפלא, אבל הוא קשור גם להתנהגויות ממכרות, ולתחושת ה"היי" המתעוררת בהשפעת סמים כגון קוקאין. אין לנו אפשרות לדעת אם גם תיקן יכול לחוש תחושה דמוית אופוריה כשהמוח שלו מוצף בדופמין, אבל אני מעדיפה לחשוב שזה מה שקורה לו. (מפני שאלמלא כן, הסיפור נראה לי אכזרי מדי.)

בעת שהתיקן מתנקה, הצרעה נוטשת את קורבנה ויוצאת לחפש מקום נוח. היא זקוקה למחילה חשוכה שם תוכל להשאיר את הצאצא שלה ואת מזונו, בדמות התיקן הזומבי, ונדרש לה פרק זמן כלשהו כדי למצוא ולהכין את המקום המתאים. כשהיא חוזרת כעבור כשלושים דקות, השפעות הארס כבר חלחלו והתיקן איבד לגמרי את הדחף לברוח. בעיקרון, המצב הזה זמני והפיך. אם מפרידים תיקן מורעל מן הרוצח־לעתיד שלו, כלומר לפני שהצרעה הטילה את הביצה ולפני שהזחל (הלרווה) הגיח ממנה, השפעת הארס חולפת כעבור שבוע. לרוע מזלו של התיקן, פרק הזמן הזה ארוך מדי. לפני שהמוח שלו יכול לשוב למצבו התקין, הצאצא כבר ניזון וחיסל את הפונדקאי שלו.

הכישורים המוטוריים של התיקן אינם נפגעים, אבל החרק אינו מגלה שום צורך להשתמש בהם. הארס אינו מקהה את חושי החרק, אלא רק משנה את האופן שבו המוח שלו מגיב להם. חוקרים מצאו שגירויים, שבדרך כלל מעוררים תגובות התחמקות כגון נגיעה בכנפיים או ברגליים של התיקן, ממשיכים לשלוח אותות עצביים למוחו, אבל הם אינם מעוררים שום תגובה התנהגותית. זאת משום שהארס משתיק תאי עצב מסוימים ומקהה את כושר התגובה ואת הפעילות שלהם, וכך גורם לתיקן להיות חסר פחד ולכאורה מוכן להיקבר ולהיאכל בעודו בחיים. הפעילות הזאת של הארס מחייבת מעורבות של רעלנים הפוגעים בתעלות כלוריד תלויות-GABA.

GABA, או בשמה המלא: חומצה גאמא אמינו-בּוּטירית, היא אחד המוליכים העצביים (נוירוטרנסמיטרים) החשובים ביותר במוחות של חרקים ושל בני אדם. אם נְדַמֶּה את פעילות תאי העצב למסיבה, GABA הוא משבית השמחות האולטימטיבי. הוא מקהה את אפשרות העֵרור של תא עצב באמצעות הפעלה של תעלות כלוריד. כשתעלות כלוריד נפתחות, הן מאפשרות ליוני כלוריד לזרום דרכן. מאחר שיוני הכלוריד השליליים נמשכים ליונים חיוביים, אם קורה שתעלות כלוריד נפתחות במקביל לפתיחה של תעלות יוני נתרן, יוני הכלוריד יכולים לעבור את קרום התא כמעט באותו קצב כמו יוני הנתרן חיוביים והם מקשים על יוני הנתרן להתניע את שרשרת האירועים של מעבר האות העצבי. כך, אף על פי שתא העצב מקבל פקודת "פעל", פוטנציאל הפעולה נעצר בטרם התפתח. עם זאת, GABA איננו מעכב מוחלט – תעלות הכלוריד אינן יכולות להתחרות בקצב המעבר בתעלות הנתרן, לכן גירוי חזק עשוי להתגבר על אפקט הדיכוי. המערכת המקהה את תגובת תאי העצב היא זו המשמשת את הצרעה כדי לגרום לתיקן לפעול לפי צרכיה. הארס שלה גדוש ב-GABA ובעוד שתי תרכובות המשפעלות את אותם קולטנים ליוני כלוריד, בֶּתַא-אַלַניןוטאורין. שתי אלה פועלות באופן המונע מתאי העצב לקלוט מחדש GABA, וכך הן מאריכות את משך השפעתו.

התרכובות המצויות בארס יכולות לנטרל את פעילות המוח שעשויה לאפשר לטרף לברוח, אך אינן מסוגלות להגיע בעצמן לאזורים הנכונים במוח התיקן. לכן הצרעה חייבת להזריק אותן במישרין לגנגליונים של התיקן. למזלה הרב, בזכות מקרה בן-מזל של הטבע, אותו ארס שהופך את מוח התיקן לזומבי הוא גם זה שפועל כבמטה קסם בהפעלת השיתוק הזמני הנדרש לצרעה כדי שתספיק להחדיר את העקיצה השנייה לראש התיקן. GABA, בטא-אלנין וטאורין משתקים באופן זמני גם תאי עצב מוטוריים; וכך קורה שהצרעה זקוקה רק לארס מסוג אחד כדי להשיג שתי תוצאות שונות לגמרי.

כשהטרף שלה שקט ונינוח, הצרעה יכולה לחדש את מלאי האנרגיה שלה. היא שוברת את המחושים של התיקן ושותה את נוזל הדם המתוק והמזין שלו. אחר כך היא מובילה את הקורבן למקום מנוחתו האחרון, מושכת אותו במה שנותר מן המחושים שלו, כשם שמוליכים סוס בעזרת המושכות והרסן. כשהתיקן מצוי בתוך המחילה, היא מטילה ביצה אחת ומצמידה אותה לאחת מרגליו. אחר כך היא מכסה את המחילה ומשאירה בתוכה את הצאצא והתיקן.

צרעת התכשיט. מקור: Danny James Ford.
צרעת התכשיט. מקור: Danny James Ford.

ארוחות טריות

ואם לא די במניפולציות האלה במוח, הרעל של הצרעה מבצע עוד תעלול אחד, אחרון. בעת שהתיקן ממתין לגורלו הבלתי נמנע, הרעל מאט את קצב המטבוליזם שלו ומבטיח שהתיקן יאריך לחיות וייטרף בעודו חי וטרי. אפשר למדוד קצב של מטבוליזם לפי כמות החמצן הנצרך ביחידת זמן, שכן כל בעלי החיים משתמשים בחמצן בתהליך הפקת האנרגיה ממזון או ממאגרי שומן. חוקרים מצאו שצריכת החמצן של תיקנים שנעקצו, נמוכה במידה ניכרת מצריכת החמצן של תיקנים חופשיים. בתחילה סברו שזו עשויה להיות תוצאה של מיעוט התנועות של הטרף הנינוח, אבל גם אם משרים שיתוק באמצעות תרופות או חיתוך של תאי עצב, התיקנים שנעקצו חיים זמן רב יותר. ייתכן שהמפתח להישרדות הממושכת שלהם טמון בשמירה על לחות. לא ידוע איך הארס שומר על לחות בגופו של התיקן, אבל הוא מבטיח שכאשר הלרווה של הצרעה בוקעת מן הביצה, הארוחה שלה מוכנה לאכילה. זמן לא רב לאחר מכן, צרעה צעירה מגיחה מן המחילה ומותירה מאחוריה את גוויית התיקן.

הארס של צרעת התכשיט הוא רק דוגמה אחת קיצונית במיוחד של ארס נוירוטוקסי. יש יותר מ-130 מינים באותו סוג ביולוגי של צרעות (Ampulex), ובכללם מין שתואר לאחרונה: Ampulex dementor (שנקרא כך על שם ה"סוהרסנים" מוצצי הנשמה בכלא אזקבאן, בסדרת ספרי הארי פוטר). הסוג Ampulexx נמנה על קבוצה גדולה ומגוונת מאוד של צרעות המכילה מאות אלפי מינים ביולוגיים הידועים בכושרם לבצע מניפולציות מוחיות ניכרות. לכולם יש מחזור חיים מקברי: כבוגרות, הצרעות ניזונות כמו דבורים וצרעות אחרות, אבל בשלב הלרווה הן חייבות להיזון מבעלי חיים אחרים. הן אינן עצמאיות לגמרי ואינן טפילות גמורות, לכן הן קרויות בלשון מדעית פרזיטואידיות.

תיקנים אינם הקורבנות היחידים שלהן. יש צרעות פרזיטואידיות שמטילות ביצים על עכבישים, על זחלים ועל נמלים. הצרעה Agriotypus שחיה באזורי אקלים ממוזג בחצי הכדור הצפוני, צוללת ומצמידה את הביצים שלה לזחלים שלטריכופטרה, חרקים דמויי עש המטילים את ביציהם במקווי מים, והיא מסוגלת לשהות מתחת לפני המים במשך 15 דקות לצורך השלמת ההטלה. הצרעות האמיצות מסוג Lasiochalisidia שחיות באירופה ובאפריקה משליכות את עצמן אל בין הלסתות האיומות של ארינמלים, מפרידות אותן זו מזו ומחדירות את הביצים שלהן לפתח הפה של החרק הטורף. יש אפילו צרעות המכונות היפר-פרזיטואידיות, שנטפלות לצרעות אחרות כמוהן, כגון מינים של הסוג Lysibia באירופה ובאסיה, המריחות ומזהות זחלים שצרעות פרזיטואידיות מסוג Cotesia הטילו עליהם ביצים, והן מטילות את ביציהן בתוך הגלמים הטריים של אותן צרעות. במקרים מסוימים, מינים רבים של צרעות מעורבים בשרשרת של טפילות, שבה כל מין טפיל על מין אחר, ופונדקאי למין שנטפל אליו.

מעבר בטוח משלב הלרווה לשלב הבוגר מושג בזכות העובדה שלעתים קרובות הצרעות מפיקות מן הפונדקאי יותר מארוחה בלבד. אחד המינים האלה הופך את הזחל הפונדקאי המת-החי לכעין שומר ראש המגן על הלרוות בעת הפיכתן לגלמים, לאחר שאכלו את פנים גופו. הלרוות של מין אחר מאלצות את העכביש המשמש להן פונדקאי לארוג רשת קורים מעוותת אך עמידה המגינה על הגלמים שלהן זמן קצר לפני שהעכביש עצמו מת.

לעומת הצרעות ממשפחה בלתי רגילה זו, ששִכללו את אמנות השליטה במוחות של חרקים, יש מינים ארסיים אחרים שהרעלנים שלהם מחוללים שינויים מנטליים. יש אפילו מינים שהתרכובות הרעילות שלהם עוברות את מחסום הדם-מוח שלנו, הישג מרשים שאין ארס צרעה שמסוגל לו. אך שלא כמו התיקנים, אנו בני המין הומו ספיינס ניחנו במשיכה מוזרה לחומרים שמתערבים בפעולת המוח שלנו. התיקנים מנסים לברוח ממי שעלול לסובב את המוח שלהם, אבל יש ביננו המוכנים לשלם אפילו 500 דולר למנת ארס כדי להתנסות בחוויה דומה.

המאמר מעובד מתוך הספר: ארסי: כיצד רכשו היצורים הקטלניים ביותר בתבל שליטה במדע הביוכימיה, מאת כריסטי וילקוקס, בהסכם עם הוצאת הספרים סיינטיפיק אמריקן/פארר, שטראוס וג'ירו בע"מ (ארה"ב) והוצאת באנגיישונג'ו (יפן). © כל הזכויות שמורות לכריזטי וילקוקס, 2016.

טוב לדעת

צפו בצרעת התכשיט משתלטת על מוחו של תיקן

על הכותבת

כריסטי וילקוקס – פוסט-דוקטורנטית, חוקרת ביולוגיה של התא וביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת הוואי, שם היא עוסקת במחקר של ארס. היא גם בלוגרית בנושאים מדעיים ועוסקת בתקשורת המדע.

עוד בנושא באתר הידען:

לקריאה נוספת

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

4 תגובות

  1. הקדוש ברוך הוא יצר את הטבע בצורה מופלאה.

    מה אפשר לומר אחרי שקוראים דבר כזה?

    מדהים

  2. בני האדם הם זומבים של צירעת הסמרטפון .
    זאת צרעה חייזרית שעוקצת את האדם בגיל 7 ומשעבדת אותו לצרוך מכשירים קטנים מרובעים ולבהות בהם ללטף אותם ולטפל בהם ולהשקיע את כל משאביהם ומשאבי הוריהם באבולוציה של הצירעה הזאת .

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן