עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > בעלי חיים
ראש גדול


תקציר
כשחושבים על יצורים זוהרים, רובנו חושבים על גחליליות. אך לא רק הגחליליות מאירות. יצירת מאור על ידי אורגניזם חי משותפת למספר מיקרואורגניזמים, בעלי חיים שונים וגם צמחים. מה הופך אותם לפנסים חיים?



החיים הזוהרים : על גחליליות ומאירים אחרים
מחברת: פרופ' רחל גלון


כשחושבים על יצורים זוהרים, רובנו חושבים על גחליליות. בעולם מצויים היום כ- 2000 מיני גחליליות, שמונה מהם בישראל. המין הנפוץ ביותר בארץ הוא Lampyris nervosa, שפעם ניתן היה לראותו בערבי הקיץ ברחובנו ברמת גן שבו נמצאת גם מערכת "ראש גדול". לאחרונה, עם ניצול רוב השטח לבנייה והתקנת תאורת הרחוב החזקה, נעלמו הגחליליות מסביבתנו. אך לא רק הגחליליות מאירות. יצירת מאור על ידי אורגניזם חי - Bioluminescence - משותפת למספר מיקרואורגניזמים, בעלי חיים שונים וגם צמחים. מה הופך אותם לפנסים חיים?

לוציפר ולוציפרין

מנגנון יצירת האור אצל היצורים הזוהרים מבוסס על חימצונו של חומר הנקרא 'לוציפרין'. שמו נגזר מ'לוציפר', שבלטינית פירושו: נושא האור, ובמסורת הנוצרית הוא כינוי לשטן שנשלח להכשיל את בני האדם. הוא גורש מגן עדן בשל התנשאותו מול בוראו והיה לממונה על ייסורי החוטאים בגיהנום.

הרכבו הכימי של הלוציפרין שונה מאורגניזם אחד למשנהו בשל האנזים לוציפרז'. בגחליליות זוהה המבנה הכימי של הלוציפרין כבר מזמן והוא מסונתז באופן מסחרי ומשמש ליצירת אור במקלות זוהרים.

תהליך ייצור האור, שבו מעורבים בנוסף ללוציפרין וללוציפרז', גם יונים של מגנזיום ו- ATP1* - מולקולה המכילה קשרי פוספט עתירי אנרגיה, צורך מעט מאוד אנרגיה ולכן אינו גורם להתחממות של האורגניזם. תכונה זו מאפשרת הארה רצופה ויש באמת מספר לא קטן של בעלי חיים שזוהרים כל הזמן.

מלכודות של אור

גם הביצים והזחלים של הגחליליות, כולם ממשפחת Lampyridae, זוהרים כל חייהם. זחלי הגחליליות הם טורפים שניזונים בעיקר מחלזונות. טעמו של בשרם שלהם הוא נורא ומניחים שזוהרם הקבוע הוא אמצעי להרחקת טורפים, המשמש כמו תזכורת לנמשכים אל האור: ראו הוזהרתם! הארוחה כאן מאוד לא טעימה!

יצורים אחרים משתמשים באורם דווקא כאמצעי משיכה. בניו-זילנד למשל, מצויות מערות חשוכות ולחות זרועות "כוכבים", שהם למעשה זחלים של יבחושים הצמודים לתקרה, שמייצרים שם רשתות של קורים דביקים. חרקים אחרים הנמשכים אל אורם, נתפסים בקורים ונאכלים על ידי הזחלים הזוהרים.

מתג הפעלה

שלא כמו הזחלים, מפעילים הבוגרים מערכת שליטה על ההארה והכיבוי (On/Off). חימצון הלוציפרין מצריך חמצן שמגיע אל הבלוטה המייצרת אור (שמצויה בקצה בטן הגחלילית) דרך מערכת הנשימה של החרק. החמצן מגיע באמצעות דיפוזיה (הפצה) דרך מערכת צינוריות (טרכאות) ישירות מן האוויר החיצוני לכל תא בגוף. הגחלילית, כך מסתבר, יכולה למנוע את אספקת החמצן בדרך כלשהי ובכך לשלוט על "מתג" האור.

חיזור מהבהב

גחליליות בוגרות משתמשות ביצירת האור כאמצעי תקשורת עם בני המין השני.

זכר הגחליליות המחפש לו בת זוג, נוהג לעוף בשעות החשכה ולשדר את דגם הבזקי האור המייחד אותו. אור חזק מדכא את פעילותו. אולם, כשהוא מוצא לו אזורים חשוכים, הוא מעופף ומאותת. לכל מין של גחליליות הבזקים שונים באורכם, במשך ההפסקות שבין הבהוב להבהוב (כל אלה נמדדים בשניות בודדות), ובמספרם.

הנקבה, היושבת על הצמחים, ובמינים רבים אינה מסוגלת לעוף, מגיבה אף היא בהארה הייחודית למין שלה עד שהזכר מבחין בה.

יש נקבות גחליליות אכזריות, שמפיקות תגובות אור של מינים אחרים לזכרים שאינם בני מינן, וכשאלה יורדים אליהן - הן טורפות אותם.

אורגניזמים מאירים אחרים

חיידקים זוהרים נמצאים ביחסי שיתוף (סימביוזה) עם לא מעט בעלי חיים. הם אחראים, למשל, לזוהרם של אזורי גוף מסוימים במספר מינים של דגי ים. זוהר מי הים בלילות קיץ בא מחד-תאיים ימיים Dinoflagcllates.

חרקים זוהרים מצויים במספר סדרות: קפצזנביים, ציקדות ומספר מיני חיפושיות וזבובאים. גם בחרקים יש תופעות סימביוטיות עם חיידקים זוהרים.

אחד ממיני החיפושיות המרשימים ביותר הוא זחל בשם Phrixothrix ממשפחת Phengodidae. לזחלים אלה 11 זוגות של חלונות הארה לאורך הבטן והחזה הזוהרים באור ירוק, ועוד זוג אורות אדומים על הראש. מראה הזחלים הללו בהתקדמם זיכה אותם בכינוי העממי "תולעי מסילת הברזל" (railroad worms).

בל"ג בעומר, כשגיצי האש יאירו את שמי הלילה, תזכרו שהמון אורות חיים מנצנצים איתם בחשכה.

* 1 ATP - שהנה מולקולה המכילה קשרי פוספט עתירי אנרגיה המצויה בכל תא חי.

גחליליות לזיהוי חיידקים

חוקרים גילו כבר במהלך שנות ה- 90, כי ניתן לנצל את האנזים לוציפרז', לזיהוי חיידקים מעוררי מחלות במזון. הלוציפרז' משתתף, כאמור, כזרז בתהליך יצירת האור אצל הגחליליות, יחד עם לוציפרין, ATP, וחמצן ומאחר ש ATP מצוי בתאיהם של כל היצורים החיים, כולל חיידקים, ניתן לנצל את הלוציפרז' לזיהויים במזון.

לומינומטר, מכשיר שפועל על בסיס תגובה מזורזת על ידי לוציפרז', משמש כבר עשרות שנים בבתי חולים לזיהוי זיהומים בשתן. אולם רק בשנים האחרונות פותחו מכשירים קטנים דיים כדי לאפשר בדיקה ניידת של מזון. רגישותם של מכשירים אלו היא כה גבוהה, עד כי הם מסוגלים לזהות נצנוץ הנפלט מ- 10תאי דם אדומים בלבד.

לתמונת זחל של גחלילית מאירה

ביבליוגרפיה:
כותר: החיים הזוהרים : על גחליליות ומאירים אחרים
מחברת: גלון, רחל (פרופ')
תאריך: מאי 2004 , גליון 45
שם כתב העת: ראש גדול
הוצאה לאור: ראש גדול : עמותה לקידום הידע והחינוך המדעי
הערות: 1. ירחון מדע לצעירים.
2. העמותה למצוינות בחינוך.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית