בין צמחים לבעלי חיים מתקיימים יחסי אהבה-שנאה תמידיים. מצד אחד, צמחים רבים רוצים שבעלי החיים יאכלו את פירותיהם העסיסיים, וכך יפיצו את זרעיהם הרחק דרך הצואה שלהם. מצד שני, הצמחים לא רוצים שבעלי החיים הלא-נכונים יאכלו אותם: למשל, כאלה שייעכלו גם את הזרעים עצמם וישתמשו בחלבונים שבהם כדי לבנות את גופם, במקום שחומרים אלה יסייעו לדור הצמחי הבא. כך, לאורך האבולוציה התפתחה הן מצידם של הצמחים והן מצידם של בעלי החיים מערכת מורכבת ומסקרנת של איזונים ובלמים, מוקדי משיכה ואמצעי מניעה, סביב שני הצרכים הבסיסיים ביותר של כולנו: אוכל ורבייה.
מחקר ישראלי חדש ממחיש את האופן שבו תהליכים כאלה התפתחו ופועלים אצל צמח הרכפתן המדברי, שנפוץ בארץ וחביב במיוחד על ציפורי הבולבול המוכרות, וחושף שהצמח משתמש במנגנון הגנה מורכב כדי להדוף מעליו אכלנים לא רצויים - אך מעניק לבולבול "טריק סודי" שמאפשר לו ליהנות מפירותיו ולהפיץ אותו הלאה.
הרכפתן המדברי (Ochradenus baccatus) הוא צמח שנפוץ בערבה ובנגב. שיחיו גדולים יחסית והפירות שלו לבנים ומזכירים ענבים קטנים. הרכפתן הוא צמח יוצא דופן עקב העובדה שפירותיו מלאי מיץ - על אף שהוא צומח במדבר, שבו המים הם כידוע מצרך נדיר. בעלי חיים שונים נהנים מפירות הרכפתן, בהם מכרסמים וציפורים.
כמו צמחים אחרים, גם הרכפתן "מעוניין" שפירותיו יאכלו רק על ידי בעלי חיים שגם יפיצו הלאה את זרעיו. לשם כך, הוא עושה שימוש בתעלול ייחודי. בציפת הרכפתן - החלק העסיסי והטעים של הפרי, נמצאים חומרים בשם גלוקוזינולטים (Glucosinolates), בעוד שבזרעים שבתוך הפרי נמצא אנזים (חלבון שמזרז תהליכים כימיים) בשם מירוזינאז (Myrosinase). כשבעל חיים כלשהו לועס את הפרי, הציפה והזרע נמעכים זה אל זה, הגלוקוזינולטים והמירוזינאז נפגשים - ומהצירוף נוצר בפי בעל החיים שפריץ של טעם חריף ולא נעים.
הדבר דומה לתהליך שמאפיין ירקות ממשפחת המצליבים, כמו זרעי חזרת, חרדל או ואסאבי, שהם קרובים-רחוקים של הרכפתן: אם רק נניח אותם על הלשון בשלמותם לא נרגיש כל חריפות, אבל ברגע שננגס בהם, נקצוץ אותם או נגזור אותם - החומרים והאנזים ייפגשו, והחריפות המוכרת של הצמחים הללו תופיע.
"בולבולים אוכלים הכול"
התחבולה של הרכפתן עושה את העבודה - ומונעת מבעלי חיים שונים שמפיצים אותו לעכל גם את זרעיו. "לפני כעשור הראנו שקוצניים מצויים (עכברים מדבריים) מבינים את הרמז - הם אוכלים את הציפה מסביב לזרע ויורקים את הזרעים אל הקרקע", מספר פרופ' יורם גרשמן ממכללת אורנים ומהמכון לאבולוציה באוניברסיטת חיפה, שהמחקר החדש בוצע במעבדתו. "כשהם צעירים, הם מנסים בהתחלה לאכול את הפרי כולו - ולומדים מהר מאוד שמדובר ברעיון רע".
בעוד לקוצנים יש כפות קדמיות שמאפשרות להם להחזיק את הפרי ולאכול אותו בצורה המתאימה, לציפורים, נטולות הידיים, אין אפשרות כזאת - ולכן הן אוכלות את הפרי כולו, על חריפותו. כאמור, ציפור נפוצה מאוד שידועה בחיבתה לרכפתן היא בולבול צהוב-שת (Pycnonotus xanthopygos) - זאת למרות שהיא מרגישה את חריפותו הלא-נעימה של הפרי. "בולבולים אוכלים הכול", אומר גרשמן. הדבר מועיל לשני הצדדים: לציפורים, שזוכות לתזונה - ולצמח, שהבולבולים מפיצים את זרעיו למרחק במעופם.
הטבות ללקוחות קבועים
במחקר החדש, שנערך במעבדתו של גרשמן בבית מרגולין שבמכללת אורנים על ידי ד"ר בני טרבלסי, פרופ' עדו יצחקי ונמרוד שטיינדל מהמחלקה לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה וד"ר מיה ללזר מאוניברסיטת חיפה ושהתפרסם בכתב העת המדעי היוקרתי Nature Communications, החוקרים לכדו עשרה בולבולים: 6 מאזור הדרום, שמכירים היטב את הרכפתן – ולמעשה, נלכדו בעודם על השיח, ו-4 מאזור בית שאן, שבו הרכפתן לא צומח, ושלא פגשו בו מימיהם. החוקרים נמנעו מביצוען של פעולות פולשניות, וכל הציפורים שוחררו לטבע ללא פגע באתר לכידתן בסיום המחקר.
החוקרים האכילו את הבולבולים משתי הקבוצות בארבעה "מאכלים" שונים: בננה - פרי מתוק שאהוב על הבולבולים, בננה עם מיץ מציפת הרכפתן, בננה עם זרעי רכפתן ובננה עם ציפת וזרעי רכפתן משולבים. על פי לשלשת הציפורים, הם השוו את מידת העיכול של המזון בין הציפורים מהצפון ואלה מהדרום.
החוקרים גילו שברוב אפשרויות התזונה השונות לא היה הבדל בין מידת העיכול של הבולבולים מהצפון לזו של אלה מהדרום – מלבד בזו שכללה יחד עם הבננה הן את ציפת הפרי והן את זרעיו: הציפורים הדרומיות, שמכירות את הרכפתן, עיכלו כ-90 אחוז מהמנה (כלומר, 10 אחוז ממנה יצא בלשלשת) - בעוד הצפוניות שהוא זר להן עיכלו משמעותית פחות – כ-80 אחוז. כלומר, הציפורים הדרומיות עיכלו 12 אחוז יותר מהמזון. "עבור ציפור שצריכה לחפש אוכל - זה הבדל משמעותי", אומר גרשמן.
בשלב הבא, החוקרים בחנו את השפעת שילוב ציפת הפרי והזרעים על אנזימי עיכול נפוצים שלהם תפקיד מרכזי במעי בולבולים - ומצאו ששילוב הציפה והזרעים הפחית את פעילות האנזימים כמעט בחצי. הפרעה זו לתפקוד האנזימים מסבירה מדוע העיכול נפגע אצל הציפורים הצפוניות. עם זאת, עדיין לא היה ברור: מדוע הציפורים הדרומיות עיכלו את המזון ללא הפרעה?
"הבולבול הוא אותו בולבול - לא סביר שיש הבדל גנטי בין הבולבולים שחיים בצפון הארץ לבין אלה שחיים בדרום", אומר גרשמן. "עם זאת, הבנו שבהחלט יכול להיות הבדל בהרכב חיידקי המעיים של הבולבולים מהמיקומים השונים - כלומר, במיקרוביום המעי".
פרוביוטיקה לציפור
עקב כך, החוקרים אספו לשלשות של הציפורים מהצפון ומהדרום ובחנו את הרכב המיקרוביום בהן - והצליחו למצוא הבדל בולט בין שתי הקבוצות: התגלה שבמעיהן של הציפורים הדרומיות, שאוכלות רכפתן, חיידק מהמין Pantoea agglomerans הוא הנפוץ ביותר - בעוד שאצל הצפוניות, חיידקים אלו לא קיימים כלל. "אחרי שהאכלנו את הבולבולים הצפוניים ברכפתן – כמויות הפנטואה אצלם קפצו", מספר גרשמן. "זה היה מפתיע, עד שהסתכלנו על הפירות של הרכפתן – ומצאנו שיש בהם המון מאותה פנטואה".
מעבר לכך, החוקרים גילו שתוצרי השילוב בין ציפת הרכפתן לזרעיו פוגעים בעשרות חיידקים שחיים במעי הציפורים - אך דווקא מטפחים את הפנטואה. "כשהציפורים אוכלות רכפתן הן אוכלות גם את הפנטואה שנמצאת בו, והחומר החריף שנוצר משילוב הציפה והזרע עושה במעיים שלהן 'סלקציה' לטובת הפנטואה", אומר גרשמן.
החוקרים הוסיפו פנטואה לעיסה שכללה בננה עם ציפה וזרעים של רכפתן והגישו אותה לציפורים, ומצאו שבשילוב הפנטואה, הציפורים הצפוניות עיכלו את המנה במידה דומה לזו שנצפתה אצל חבריהם הדרומיים. כלומר, הפנטואה, שהבולבולים הדרומיים נחשפים אליה באופן קבוע דרך הרכפתן, מתפקדת כ"תרופה" שהצמח מעניק להם ושמסייעת להן לעכל אותו. "פרוביוטיקה עובדת", צוחק גרשמן.
בנוסף, נמצא שכשבעל חיים אוכל את הפרי כולו, נביטת זרעי הרכפתן נפגעת מהחומר החריף שנוצר משילוב הציפה והזרע. עם זאת, כשהחיידק נמצא ומפרק את החומר החריף, נביטת הזרעים לא נפגעת. למעשה, שלושה מינים שונים מפיקים תועלת ממערכת היחסים הזו: הציפור זוכה בתזונה רבה ומזינה, הצמח זוכה בהפצה יעילה של אלה מזרעיו שלא מתעכלים, והחיידק זוכה להפצה ולגדילה נוחה במעי הציפור.
בין סרטן לסקרנות
כיום, המחקר בנושא נמשך, והחוקרים מנסים בין השאר להבין את המנגנון שדרכו הפנטואה "נלחמים" בתוצרי המפגש בין הציפה והזרע של הרכפתן ("יש לנו עדויות שהם ממש אוכלים את התוצרים הללו", אומר גרשמן).
לדברי גרשמן, המחקר החדש אומנם עוסק בתחום שעלול להישמע מעט רחוק מאיתנו – צמחי בר והציפורים שאוכלות אותם, אך הוא מדגיש שמחקרים כמו זה יכולים דווקא להתקשר לתחומים שקרובים אלינו מאוד, עקב כך שהרכפתן משתייך לסדרת הצלפאים - שאליה משתייכת גם משפחת המצליבים. "מדברים הרבה על מצליבים ועל צמחים אחרים מסדרת הצלפאים כחומרים שמפחיתים את הסיכון לסרטן", אומר גרשמן. "הסיבה להשפעה הזו היא כנראה שאותם חומרים שיוצרים את הטעם החריף גם מפעילים בגוף שלנו מערכות התגוננות נגד רדיקלים חופשיים – שהם אחד הגורמים לסרטן".
כך או כך, גרשמן רואה חשיבות מדעית נוספת ומשמעותית למחקר החדש: עניין. "בסופו של דבר אנחנו כמדענים אנשים סקרנים, זה מה שמזיז אותנו", הוא מסכם.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
