עמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > צמחים
טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב בע''מ



תקציר
על צמחים שמסוגלים לאכול בעלי חיים: נאדיד, כדנית, שופרית, טללית ודיוניאה.



טורפים בעולם הצמחים
מחבר: פרופ' דן יואל


עד ראשית המאה ה-19 סירבו אנשי המדע להכיר בעובדה שיש צמחים שמסוגלים לאכול בעלי חיים, כי תופעה כזאת נגדה את התפיסה המקובלת שרק בעלי חיים מסוגלים לטרוף. בסוף המאה ה-19 כתב צ'ארלס דארווין, אבי תורת האבולוציה, ספר מקיף על התופעה ונתן לגיטימציה לעולם המדעי לעסוק בתכונה מופלאה זו של צמחים.

עד תחילת המאה העשרים היה העיסוק המדעי בצמחים הטורפים דל ביותר. בעשורים האחרונים החלו יותר ויותר חוקרים להקדיש תשומת לב מדעית למערכות הייחודיות של הצמחים האלה וניסו להגדיר אותן, ולהבין את התהליכים הפיזיולוגים הייחודיים להן. במהלך המחקר התגלו למעלה מעשרה סוגים של צמחים טורפים שבהם כ-500 מינים.

לצמחים הטורפים מערכת כפולה להזנה. מחד, אין הם מוותרים על תהליכי הפוטוסינטזה וקליטת חומרים מהקרקע ומאידך, הם מצוידים במערכת הטורפת חרקים ויצורים זעירים וממיתה אותם תוך פירוק החלבונים והטמעתם בתאי הצמח הטורף.

הצמחים הטורפים מתקיימים באזורים קשים לגידול ועניים במינרלים. לדוגמה, בשטחים הנשטפים תדיר במי שלגים, בביצות או באזורים טרופיים גשומים במיוחד. במקומות כאלה גדלים בדרך כלל גם טחבים שהם מצע גידול מתאים ובמקרים רבים הכרחי לצמחים טורפים. ואכן, בין היחידים המנצלים את הטחבים כמצע גידול הם הצמחים הטורפים וכך הם נהנים מתנאים אופטימליים בלי להתחרות בצמחים אחרים. אם ישתנו תנאי הגידול (עלייה בכמות המינרלים או שינוי בתנאי הקרקע) יתקשו הצמחים הטורפים להמשיך ולשרוד כיוון שקיומם תלוי בתנאי חומציות ורמת מינרלים מסוימת בקרקע.

לכידת הטרף מתאפשרת בצמחים האלה בזכות מערכות מיוחדות שמבוססות על כמה עקרונות שונים:

1. מלכודות דבק – מפרישות חומר דביק על השערות שמכסות בצפיפות את פני העלה וחרקים, שנוחתים על שערות אלה נדבקים לפני השטח.

2. מלכודות מיכל – בנויות כשופר או ככד שתוכו מכיל מיץ עיכול ופיתחו מפריש צוף שמושך חרקים. החרקים מגיעים לשפת המיכל ונופלים פנימה ישר למיץ העיכול.

3. מלכודות נסגרות – בנויות זוג אונות שנסגרות כאשר נוחת עליהן טרף. עם סגירתן נלכד בעל החיים ומתחילה הפרשת מיץ עיכול סביבו.

4. מלכודות יונקות – הן שלפוחיות זעירות השרויות בקרקע או במים ותודות לתת-לחץ (ואקום) שמצוי בתוכן מסוגלות לשאוב בעלי חיים המצויים בסביבתן.


מימין: 'רגע אחרון של חופש.' זבוב שנחת על המלכודת עוד בטרם נגע בשערות החישה. לפי כיוון ה'סורגים' (נוטים פנימה) המלכודת עדיין 'בתולית.' באמצע: מיד עם הגירוי של שערות החישה, נסגרה המלכודת והזבוב נלכד בתוכה. בתמונה - הזבוב במלכודת אטומה ומלאה במיץ עיכול יום אחרי הלכידה. משמאל: 'בתום הארוחה' שלד הזבוב משתחרר ממלכודת שנפתחה. ה'סורגים' מופנים כלפי חוץ כיאה למלכודת 'מנוסה'. צילם: ד"ר דני יואל.



'מבט על' על זבוב לכוד 'מאחורי הסורגים'. הסורגים אינם אלא זיפים של שולי אונות המלכודת שמשתלבים אלה באלה בעת הסגירה ומונעים בריחה של חרקים גדולים עוד בטרם נאטמה המלכודת והתמלאה במיץ העיכול. תנועות החרק והפרשותיו מאיצות את אטימת המלכודת והפרשות המיץ. צילם: ד"ר דני יואל.

מלכודות הציד של הצמחים הטורפים מתוחכמות מאד והן תמיד מתפתחות מן העלה. אפשר אולי לראות את השימוש הזה בעלים גם מן הזווית השמרנית האומרת כי העלה ככלל הוא אחד מהאברים המספקים לצמח מזון הדרוש לו לקיום. זהו פשוט גלגול נוסף לתפקידו המסורתי של העלה – יצירת חומר אורגני באמצעות פוטוסינטזה. כאשר החרק נלכד במלכודת הוא מעוכל בעזרת מיצי העיכול המופרשים מהצמח ומפרקים אותו לחומצות - אמינו הנספגות בתוך אברי הטורף. בלוטות מיוחדות במלכודת סופגות את המזון מתוך החרק שמתפרק ונעכל, השרידים שלא התפרקו מצטברים בקרקעית המלכודת או נושרים ברוח ובגשם. אורך חייה שלמלכודת אצל מינים אחדים הוא עונה שלמה ואצל אחרים שבועות אחדים בלבד.

מעניין הוא מיקומם של פרחי הצמחים הטורפים על הצמח. אלה נמצאים בדרך כלל רחוק מהמלכודות, ובכך נמנעת פגיעה בתהליכי הרבייה על ידי לכידת חרקים הנחוצים להאבקה. ישנם מינים אצלם הפריחה מתרחשת כאשר המלכודות אינן פעילות. בצמחים טורפים אחרים מצויים הפרחים גבוה מעל המלכודות שנמצאות סמוך לקרקע וכך נוצרת חלוקת עבודה בין המלכודת ההורגת את החרקים ובין הפרח הזקוק לחרקים חיים לשם האבקה.

המחקר של הצמחים הטורפים איפשר לחוקרים להתבונן ולעקוב מקרוב אחר כל תהליך הטרף, הפרשת מיצי העיכול, פירוק החומרים המפורקים והטמעתם בתאי הצמח הטורף.

האם הצמחים הטורפים מפותחים יותר מהאחרים? התשובה לשאלה תלויה בהגדרת המושג 'מפותח יותר' לעומת 'מפותח פחות'. העובדה שהצמחים הטורפים גדלים בנישות אקולוגיות מוגדרות וקטנות יחסית, מקשה על התשובה. אם השאלה מתייחסת ליכולת ההישרדות, יש לצמחים הטורפים יתרון כיוון שמקורות המזון שלהם מגוונים יותר בגלל היותם צמחים הטרוטרופים ואוטוטרופים בעת ובעונה אחת. השימוש בחרקים לקיומו של הצמח מוכר וידוע אצל סוגים ומינים רבים של צמחים אשר מנצלים "טריקים" שונים ומשונים כדי למשוך חרקים לשם האבקת הפרחים כגון: צבע, ריח ומופע בולט. הצמחים הטורפים משתמשים באסטרטגיות דומות כדי למשוך אליהם טרף.

לחלק מהצמחים הטורפים יש יכולת תנועה כתגובה לגירוי חיצוני. אין לראות ביכולת זאת חלק מתהליך חשיבה. צריך להבחין בין זיכרון פיזיולוגי ובין החשיבה שאפשרית רק בתנאי שקיימת מערכת עצבים מרכזית, המצויה אך ורק בבעלי חיים. אצל הצמחים הטורפים פועל מנגנון של זיכרון פיזיולוגי הנובע מהצטברות של אירועים שבעקבותיהם באה תגובה תנועתית. אצל הדיוניאה לדוגמה, נגיעה אחת בשערות המלכודת מעוררת שינוי פיסיולוגי שאינומספיק כשלעצמו לגרימת תנועה. נגיעה נוספת, אפילו בשערה אחרת, מוסיפה לשינוי הקודם ומעוררת תגובה מידית – סגירת המלכודת.

לא כל צמח שנלכדים בו חרקים יכול להיחשב צמח טורף. הלוף (מטה אהרון) הוא אחד מהצמחים שבטעות משייכים אותו לקבוצת הצמחים הטורפים. אצל הלוף, החרקים החודרים לתפרחת דמוית הכד ונלכדים בו לזמן מה משמשים נשאים של האבקה ומאפשרים את הפריית הפרחים המרוכזים בכד. עם זה, אין ללוף ולצמחים דומים את היכולת לעכל את החרק. על מנת שצמח ייחשב לטורף עליו לפתח מערכת לכידה ולכלול בלוטות עיכול שיפרישו אנזימים אשר יפרקו את הטרף, ויספגו את תוצרי העיכול. רק צמח כזה יכול לנצל חומרי מזון מן הטרף לצורך התפתחותו. פרנסיס דרווין (בנו של צ'ארלס דרווין) הראה שזמן מה אחרי שמאכילים טללית בזבוב מתחילה צמיחה מהירה של עלים חדשים. כמו כן צמחים אשר הוזנו בחרקים יוצרים מספר גדול יותר של פרחים וזרעים.

נאדיד – Utricularia ממשפחת LENTIBULARIACEAE

הצמח הטורף היחיד שגדל בר בארץ הוא הנאדיד העדין. בעולם כולל הסוג כ-200 מינים. מיני הנאדיד חיים באזורי ביצה ואברי הטריפה שלהם נמצאים מתחת לפני המים או בקרקע. לנאדיד אין שורשים. עליו השקועים במים גזורים לאונות צרות וגבעולו מזדקף מעל פני המים ונושא פרחים צהובים. למינים אחדים עלים רגילים הנישאים באוויר. מקצת אונות העלים התגלגלו והפכו לשלפוחיות זעירות דמויות נאדות מים, ומכאן גם שמו של הצמח. פיה של כל שלפוחית מעוטר בזיפים ומצויד ב"דלת" הנפתחת פנימה בלבד. באמצעות אברי טריפה אלה (נאדידים) צד הנאדיד יצורים חד-תאיים גדולים, פרוקי רגלים ואפילו דגיגונים. כאשר הנאדיד דרוך ומוכן ללכידה שורר בו תת לחץ המכווץ את דפנותיו. תת הלחץ מתפתח בזכות הפרשת המים מתוכו החוצה, פעולה הנמשכת מספר שעות. כאשר מגיע טרף לאזור הסמוך לדלת ומגרה את שערות החישה שיושבות עליה, נפתחת הדלת והמים ובכללם היצורים הניצודים נשאבים בבת אחת פנימה אל תוך הנאדיד. הדלת נסגרת בתוך כעשרים אלפיות השנייה, כאשר הלחצים משתווים. לאחר שנלכד הטרף מופרשים מיצי עיכול בחלל הנאדיד המפרקים את חלבוני הנטרף, ואלה נספגים ברקמות הצמח הטורף. יכולת התנועה (פתיחה וסגירה של דלת המלכודת) ייחודית לנאדיד, זוהי התנועה המהירה ביותר שידועה בעולם הצמחים.

מינים אחדים שלל צמחים טורפים אפשר לראות בגן הבוטני באוניברסיטה העברית בירושלים. כאן מגדלים את הכדנית, השופרית, הטללית והדיוניאה. שרה גלעדי "המטפלת" שלהם, מנסה לחקות את תנאי בית הגידול הטבעי שלהם כדי שיוכלו להתפתח בגן הובטני.

כדנית – Nepenthes ממשפחת NEPHENTHACEAS

למשפחה זו משתייכים כ-70 מינים, רובם גדלים בבתי גידול לחים ביערות-עד באזורים הטרופיים שבמרחב הגדול בין אפריקה ואוסטרליה. רובם מטפסים על שיחים ועצים. ישנם כמה הבדלים בין המינים השונים, וביניהם: צבע, מידת השעירות, גודל הכד/המלכודת וצורת הכד (ההבדל הבולט ביותר).

הצבעים העזים של המלכודות מושכים חרקים שמחפשים צוף. שפת הכד עמוסה צופנים רבים שמפרישים כמות גדולה של תמיסת סוכר מתוקה. חרקים המבקרים את הצמח זוכים במנה גדושה של סוכר, ללמדם שהביקור משתלם. ה'סקרנים' שבהם מנסים ללקק צוף גם בחלקו הפנימי של פתח המלכודת. או אז הם נופלים פנימה במהירות, בגלל פניה החלקלקים של המלכודת. על פתח המלכודת שומר 'מכסה' חסר כושר תנועה.

לעלי הכדנית שלושה חלקים: החלק התחתון שהוא ירוק (טָרָף רחב), ממונה על ההטמעה. החלק האמצעי הוא עורק העלה שמתארך והופך לקנוקנת המשמשת לאחיזה. החלק העליון הוא הכד המתפתח לאחר מכן בקצה הקנוקנת. תהליך היווצרותו אורך בין שלושה לארבעה שבועות עד ליום שבו הוא מתחיל לתפקד כמלכודת. עד אז הנכסה סגטר. בלוטות מיוחדות בדפנות מייצרות כמות אפקטיבית של מיצי עיכול בתחתית המלכודת. למכסה שני תפקידים עיקריים: הוא מונע מהילת מיצי עיכול במי הגשמים, ומשמש כפלטפורמה מדומה עליה נוחתים חרקים הנמשכים אל הצוף. היות ופתח המלכודת גבוה וצר, יכולים לעבור דרכו בחופשיות רק חרקים שמסוגלים לנסוק אנכית. טיפוס על דפנות המלכודת בלתי אפשרי בגלל פתיתי השעווה המכסים אותן. חרק המנסה לטפס צובר כמויות הולכות וגדלות של שעווה על רגליו, כמי שמנסה ללכת בשדה בוץ. בסופו של דבר החרק מאבד את האחיזה בדופן ונופל ישר לאגן העיכול.

מתחילת פעולתו ועד להתייבשותו המוחלטת של כד המלכודת עוברת עונה שלמה, בין 3-8 חודשים, תלוי במין הכדנית. אורך החיים של כד הכדנית בגן הבוטני מגיע לפעמים לחודש וחצי בלבד. קרוב לוודאי שהדבר נובע מהתנאים השונים בגן לעומת התנאים בטבע.

מין מיוחד של כדנית מכונה "ספל הקוף". הכדנית הזאת מטפסת על עצים בגובה רב ביער הטרופי, ונושאת מלכודות גדולות במיוחד. בתוך המלכודות שלה מצטברים נוזלים בכמות המגיעה לליטר אחד. קופים המדלגים מעץ לעץ משתמשים בכדים האלה ככוסות משקה והם גומעים לרוויה את הנוזל שבתוכם, יחד עם הטרף שהצטבר בו.

תופעה מעניינת אחרת שנצפתה בקרב הכדניות קשורה לעכביש הטווה את קוריו בצוואר הכד. רשת הקורים אמנם משמשת לחרקים רשת הצלה מפני טביעה בנוזל הקטלני אבל הם נופלים למלתעותיו של העכביש, שזוכה במזון שאסף הצמח ובעצמו נשאר רעב.

שופרית – Sarracenia ממשפחת SARRACENIACEAE

השופריות גדלות באמריקה. ריכוז גדול של מיני שופרית נמצא בדרום קרולינה שבארצות הברית, במקומות ביצתיים. בסתיו השופרית מתכוננת לעונה הקרה ומפתחת עלים ירוקים המיועדים לספק לה אנרגיה בתקופת החורף. באביב מתפתחים עלים חדשים שמבצבצים מתוך הקרקע והופכים להיות מלכודות חרקים דמויות שופר. כמו אצל הכדנית גם השופרית מושכת חרקים בעזרת דגמי צבע עזים, ומספקת להם צוף מתוק. אך כאן בדרך כלל לא מופרש מיץ עיכול לפני פתיחת המלכודת, אלא רק לאחר שנצוג טרף. הדופן הפנימי של "השופר" מכוסה שערות שפונות כלפי מטה ומונעות את בריחת הנלכדים.

טללית – Drosera ממשפחת DROSERACEAE

הטללית מפתחת מלכודות הדבקה. כ-100 מיני טללית נפוצים בכל היבשות ומצויים בעיקר בבתי גידול חומציים שעניים במינרלים. פרופ' נעמי פינברון-דותן גילתה מין אחד של טללית בהרי הלבנון השכנים לנו.

הטללית היא עשב חד שנתי או רב שנתי עם שורש שלפעמים מתעבה ומקבל צורת פקעת. צורת העלה שונה ממין למין. העלים מסודרים בצורת שושֶנת או באופן מסורג על גבעול. העלים, המהווים את המלכודות, מכוסים בשערות אדמדמות. מידת צפיפותןל קובעת את צבע העלה. בראש כל אחת מהשערות נמצאת בלוטה שמפרישה טיפת נוזל שקוף ודביק. באור השמש נראות הטיפות כאגלי טל ומכאן השם טללית. כאשר נוחת חרק על עלי הטללית הוא נכנס למלכודת כפולה. ראשית, הוא נדבק לנוזל הטללית. השערות שבהן נוגע החרק 'משדרות' לשאר השערות להתכופף לעברן. ככל שיניע החרק את אבריו ידבקו אלה בנוזל הדביק והדבר יצמיד אותו טוב יותר לעלה. באותו הזמן מתכופף העלה סביב החרק שנלכד ועוטף אותו בדבק, המשמש גם כמיץ עיכול, המופרש מכל עבר על ידי השערות הבלוטיות. מיצי העיכול מופרשים על הקרבן, מפרקים את גופן ומאפשרים לעלה לספוג לתוכו את חלבוני החרק. בתום פעולת העיכול העלה חוזר למצבו המקורי מוכן למסע ציד חדש.

זהו הצמח הטורף הראשון שחקר דרווין. התגלית החשובה והעיקרית הייתה העובדה שהצמח מעביר אותות חשמליים. דרווין ראה שהגירוי לתנועה נעשה בראש השערה ואילו התנועה נעשית בבסיסה. באותה תקופה, עבד פרופ' בורדון סנדרסון, חבר האגודה המלכותית הבריטית, על הפיסיולוגיה של מערכות העצבים באדם. דרווין ביקש ממנו לבדוק אם גם בשערה של הטללית עוברים אותות חשמליים כמו בשריר, התשובה הייתה חיובית. האות החשמלי נקרא פוטנציאל פעולה (Action Potential) זהו התהליך המרכזי בהעברת גירויים עיצביים בבעלי חיים. בצמחים אין מערכת עצבים אבל יש תאים או רקמות המסוגלים להעביר את האותות החשמליים. אצל הטללית עוברים אותות כאלה רק לאורך השערה, אצל הדיוניאה (שאף היא בת למשפחת הטלליתיים) לעומת זה עוברים האותות משערות החישה לכל תאי המלכודת.

דיוניאה – Dionaea ממשפחת DROSERACEAE

אחד הצמחים המעניינים במשפחת הטלליתיים הוא הדיוניאה, הגדלה בחוף המזרחי של ארצות הברית בקרולינה הצפונית ובוירג'יניה.

לצמח זה שושנת עלים מיוחדים. בסיסו של כל עלה מאורך ורחב, ואילו המשכו מחולק לשתי אונות קעורות העומדות זו מול זו כמלתעות המצפות לטרפן. שפת כל אונה מצוידת בשיניים ארוכות המשמשות כ'סורגים' אשר מונעים את בריחת החרקים שנלכדים במלכודת בעת סגירתה. שטח הפנים של כל אונה מכוסה בלוטות עיכול זעירות הערוכות בצפיפות רבה. בתנאי אור טובים צבע הבלוטות נע בין ורוד לארגמן עז. לכל אונה שלוש שערות חישה זקופות המשמשות כאנטנות ומפעילות את המלכודת לאחר שהחרקים נגעו בהן. אין די בנגיעה אחת כדי להפעיל את המנגנון, הצמח 'זוכר' את האירוע ואם מתרחשת נגיעה נוספת בתוך מספר דקות, תיסגר המלכודת בתנועה מהירה. חרקים קטנים יכולים להימלט מן המלכודת, חרקים גדולים הנלכדים במלכודת נגזר גורלם להפוך מזון לדיוניאה. החרק יטבע במיצי העיכול שיפרקו את בשרו. לאחר הלכידה, נסגרת המלכודת היטב על החרק. החלל מתמלא במיצי עיכול וכל עוד יש בתוך הנוזל תוצרי עיכול – תהליך העיכול יימשך. כאשר אין למלכודת עוד תוצרי עיכול לספיגה הצמח מפסיק להפריש אנזימים. הוא סופג את כל הנוזל עם מה שמומס בו. המלכודת נפתחת ונשאר רק שלד החרק, שמתייבש ועף ברוח. אם המלכודת הייתה פעילה זמן רב, היא לא תתפקד יותר, היא מזדקנת. אבל באמצעות החומר שספג, מסוגל הצמח ליצור מלכודת חדשה. אם החרק קטן, תהליך העיכול קצר והמלכודת נפתחת מהר ולוכדת שוב. תהליך העיכול הוא פונקציה של גודל החרק, וההזדקנות מושפעת מעצמת העיכול ושטפו. לפני הסגירה, ה"סורגים" מופנים פנימה, לאחר הפתיחה הם מופנים החוצה. דבר זה מאפשר להבדיל בין מלכודת בתולית למלכודת מנוסה.

תדירות גבוהה מדי של לכידה ועיכול מתישה את הצמח ועלולה להביא לכמישתו. בטמפרטורות נמוכות שוקעת הדיוניאה בתרדמה – עליה מתייבשים ורק החלקים התת-קרקעיים ממשיכים לחיות. בסוף החורף הדיוניאה מתעוררת שוב ופורשת את עליה. הפריחה חלה בראשית הקיץ ואז רמת פעילות הציד נמוכה, על מנת לא להפריע לחרקים המאביקים. בתקופה הזאת העלים רחבים במיוחד, הם משתרעים על הקרקע ולהם מלכודות קטנות יחסית. לאחר הפריחה וההאבקה מתפתחים עלי קיץ ארוכים עם מלכודות גדולות. הדיוניאות טורפות נמלים, עכבישים, חיפושיות, זבובים וכל בעל חיים שמזדמן למלכודת.

ביבליוגרפיה:
כותר: טורפים בעולם הצמחים
מחבר: יואל, דן (פרופ')
תאריך: פברואר-מרץ 1994 , גליון 2
שם כתב העת: טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב בע''מ
הוצאה לאור: טבע הדברים : החברה לחקר האדם והסובב
הערות לפריט זה: 1. ד"ר דני יואל - חוקר במחלקה לחקר עשבים במינהל המחקר החקלאי-נוה יער. ממחברי הספר The Carniuorous Plants העוסק במחקר של צמחים טפילים
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית