בשרשרת המזון המקיימת את החיים על פני כדור הארץ, הצרכנים הראשיים של צמחי היבשה הם החרקים. כמחצית ממיני החרקים ניזונים מצמחים חיים. מבחינה זו עולה חשיבותם בהרבה על אוכלי העשב בעלי חוליות. זלילה צמחונית זו מאיימת על הצמחים ויוצרת "לחצי ברירה חזקים" בעולם הצומח. במילים פשוטות, הם חייבים להתגונן או פשוט לא להיות. ואכן, במהלך התפתחות המינים לאורך הדורות התפתחו בהם מנגנוני הגנה נגד אוכליהם שנחלקים לשתי קבוצות בסיסיות: התגוננות פיזיקלית והתגוננות כימית.
 |
ההתגוננות הפיזיקלית: |
צמחים רבים פיתחו מעטה קשיח ועבות עשוי מתאים המכילים ליגנין. מעטה זה מכוסה בשערות קטנות (trichomes) שיכולות להיות ארוכות, חדות ולעיתים גם דמויות קרס. בכל מקרה, משהו שלא נעים להכניס לפה.
|
ההתגוננות הכימית: |
זו נחלקת לשני טיפוסים:
- התגוננות מבנית (constitutive defence), שבה אמצעי ההגנה מובנה בצמח ונמצא בו תמיד.
- התגוננות מושרית (inducible defence), שבה אמצעי ההגנה נמצא בצמח אך נכנס לפעולה רק בשעת סכנה.
בהתגוננות מבנית מייצר הצמח חומרים פעילים מסוגים שונים: רעליים, מעכבי עיכול או דוחים בטעמם, ללא כל קשר להימצאות החרק בסביבה. הם תמיד מוכנים מראש לפגוע בחרק שינסה לאכול את הצמח. כאלה הם כל הצמחים הרעילים שאנו מכירים. באחדים מהם אנו אפילו משתמשים להפקת חומרי הדברה כמו פירטרום, רוטנון וניקוטין. מבחינה כלכלית יש כאן בזבוז מסוים, משום שאם הצמח לא נפגע על ידי חרקים, הרי ש'השקעתו' בייצור החומרים היתה לשווא.
ההתגוננות המושרית, לעומת זאת, שקיימת למעשה בכל הצמחים, מופעלת רק כאשר הצמח נפגע על ידי חרק או אוכל עשב אחר, ומאחר שהתהליך מופעל רק כאשר מתחיל להיגרם נזק לצמח, הרי ש'השקעתו' אינה מבוזבזת.
התגובה הבסיסית של הצמח ל"פציעתו" על ידי אוכלי עשב מפעילה בו גנים שאחראים על מנגנוני ההגנה ואלה גורמים לסינתזה* של חומרים קוטלי חרקים או לכאלה ששנואים על החרק. החומרים מצויים בו באופן טבעי, אך בזמן חירום מתגבר ייצורם כדי לסייע בהגנה.
הפציעה, שבה מוחדר רוק מפיו של החרק אל תוך הצמח, גורמת לתהליך כימי בעל מספר שלבים. בתהליך זה נוצרת התרכבות של חלבונים שונים ונכנס לפעולה מעין שליח כימי (Signal) שנקרא ג'סמונטה (Jasmonate). תוצאת פעולתו מתבטאת בהפעלת הגנים שאחראים על יצירתם של קוטלי החרקים בצמח, מעכבי עיכול החלבונים, והפקת חומרים נדיפים** שנועדו:
- למשוך אל הצמח את אויביהם הטבעיים של החרקים שתקפו אותו.
- להזהיר צמחים שכנים מבני מינם מפני ההתקפה.
הרכבם של החומרים הנדיפים שונה בהתאם למזיק המפעיל ובהתאם לרמזים שהוא שולח באמצעות חומרים מסוימים שהוא מחדיר לצמח בעזרת הרוק שלו. בנוסף, הצמח עצמו משחרר לתוך התרכובת (מסנתז) חומרים מיוחדים לו.
|
אחוות צמחים- מזהירים אחד את השני |
המנגנון פועל ממש כמו בקהילה שכל חבריה ערבים זה לזה. החומרים הנדיפים מעבירים מידע לצמחים שלידם על נוכחותם של אויבים בסביבה, ואלה מתחילים מיד לייצר חומרי הגנה.
החומרים הנדיפים מכילים גם חומרים ה"קוראים לעזרה" – הם מודיעים לסביבה על היותם נגועים בחרק מסוים – וקוראים לטורפיו או לטפיליו לבוא לעזרתם ולפגוע בחרק. המסר הוא ייחודי מאוד מפני שהוא מופנה לטפיל מסוים. אין טעם לגייס טפיל לא נכון.
ההוכחה הראשונה לפעולת המנגנון באה מצמח השעועית שהותקף על ידי חרק בשם "אקרית הקורים" (Tetranychus urticae). אקרית זו נטרפת על ידי קרובת משפחה, אקרית אחרת (Phytoseiulus persimilis ). מדענים הצליחו להראות שהאקרית הטורפת מבחינה בין הריח של שעועית נקייה לזו שנגועה באקריות המשמשות לה כמזון. החוקרים בודדו מהחומרים הנדיפים של צמח השעועית תרכובות שמשכו את האקרית הטורפת. תרכובות אלה לא הופרשו בצמחים שאינם נגועים.
תופעות דומות נצפו גם בצמחי תירס שהיו נגועים בזחלי הפרודניה (Spodoptera). צמחים אלה משכו את הצרעה הטפילית - Cotesia. הצרעה לא נמשכה לצמחי תירס שאינם נגועים. הצרעה מטילה ביציה בזחל הפרודניה, והזחלים המתפתחים מחסלים את העש. התמותה אומנם אינה מיידית כמו במקרה של האקריות הטורפות, אך התרבות הפרודניה נמנעת.
*סינתזה – תרכובת
**נדיפי עלים ירוקים- G.L.V Green leaves Volatiles
קראו עוד:
חרקים משיבים מלחמה : קשר הקיום ההדדי של החי והצומח
