אתם רוצים לפעמים להתנתק מהכל ולהשאיר את הצרות מאחור? שני מינים של חשופיות ים עַלְעַלִּיּוֹת עושים זאת – באופן מילולי. במקרה הצורך, חשופיות אלו יכולות לנתק את ראשן מגופן: הראש ממשיך להסתובב ולאכול אצות כאילו כלום לא קרה, בזמן שצומח ממנו גוף חדש עם לב וכל האיברים הפנימיים האחרים.
חשופית ים הפרידה את הראש מהגוף
(צילום: סאיאקה מיטו, אוניברסיטת נארה)
את היכולת של חשופיות הים לחקות את מארי אנטואנט במהפכה הצרפתית (ובהצלחה גדולה יותר ממנה), גילתה במקרה סאיאקה מיטו (Mitoh), דוקטורנטית מאוניברסיטת הנשים בנארה ביפן. לפני קצת יותר משנתיים, כשבחנה חשופיות ים הגדלות במעבדה, הבחינה החוקרת במחזה מוזר – ראש מטייל. "חשבנו שהוא ימות במהרה ללא לב ואיברים חיוניים אחרים", אמרה מיטו בהודעה לעיתונות. "אבל הופתענו פעם נוספת כשגילינו שהוא הצמיח מחדש את כל הגוף". מיטו וראש המעבדה שלה מתארים במאמר בכתב העת Current Biology את ניסיונם להבין מה גורם לחשופיות לאבד את ראשן ולגדל גוף חדש.
החוקרים בחנו 15 אליסיות, חשופיות ים מהמין Elysia marginata, וראו שבמשך חייהן הקצרים, פחות משנתיים, חמש מתוכן ערפו את ראשן. אחת מהן, אולי כדי להשוויץ ואולי כי לא הייתה מרוצה מגופה החדש, אף עשתה זאת פעמיים. הראשים התחילו לזחול מיד לאחר שנפרדו מהגוף, והפצע בצווארם החלים תוך פחות מיום. הראשים של חשופיות בוגרות צעירות יחסית, שגילן פחות משנה, חזרו לאכול תוך שעות למרות היעדר מערכת עיכול; כעבור כשבוע הם התחילו להצמיח לב חדש; ותוך פחות משלושה שבועות הם סיימו לבנות מחדש את כל הגוף. לעומת זאת, ראשיהן של חשופיות ים "קשישות" לא אכלו, ומתו לאחר כעשרה ימים.
הגופים הנטושים - עם הלב, הכליות, מערכת העיכול, איברי הרבייה ועוד – נותרו בחיים למשך ימים עד חודשים, אך בניגוד לדמות הקומיקס דדפּוּל לא הצמיחו ראש חדש. עם זאת, הם המשיכו להגיב למגע עד מותם. במאמר צמד החוקרים מתאר כיצד "הגופים התכווצו בהדרגה והחווירו... ולבסוף נמקו והתפרקו. היה אפשר לראות את פעימות הלב עד זמן קצר לפני שהגוף נרקב".
מיטו ועמיתה אף הצליחו לגרום במכוון לחשופיות הים לערוף את ראשן. הם הבחינו שלרוחב צוואר החשופיות יש חריץ קטן, כנראה באזור שבו הראש נוטה להיפרד מהגוף, קצת כמו הקו המקווקו בגליל נייר טואלט. החוקרים קשרו בעדינות חוט ניילון סביב אזור זה, וכל החשופיות הגיבו לעלבון בניתוק עצמי של ראשן, רובן תוך פחות מיום.
2 צפייה בגלריה
מה גורם לחשופיות לאבד את ראשן ולגדל גוף חדש? ראש של חשופית מיד לאחר הקטיעה
(צילום: Sayaka Mitoh)
קטיעה עצמית של אברי גוף, הקרויה אוטוטומיה, לא נדירה בטבע ובמקרים רבים עוזרת לחמוק מטורפים. השימוש המפורסם ביותר ביכולת זו הוא על ידי לטאות וסלמנדרות, המנתקות את זנבן ולרוב מסוגלות לצמח אותו מחדש. אפילו ביונקים אפשר למצוא יצורים עם יכולת אוטוטומיה ורגנרציה – גידול מחדש של חלקי גוף קטועים. שני מינים של קוֹצָן אפריקאי, מכרסמים קטנים וחמודים, מסוגלים להשיל את עורם כדי לחמוק מאחיזתו של טורף: בעוד העור נותר אצל הטורף הקוצן בורח ומצמיח עור חדש, עם פרווה וללא צלקות.
אולם, עד עתה לא היה מוכר אף בעל חיים שמשיר את כל הגוף. הבדל נוסף הוא שכפי הנראה, אצל חשופיות הים קטיעת הראש מהגוף לא קשורה לטורפים. כאשר מיטו צבטה את האליסיות או חתכה אותן, בניסיון לדמות התקפה על ידי טורף, אף אחת מהן לא ניתקה את ראשה. כמו כן, תהליך קטיעת הראש איטי מכדי לעזור לחמוק מטריפה.
להיות לראש ולא לזנב נגוע
אז למה יכולה לשמש יכולת זו, פרט ללחמוק ממלכת הלבבות בספרו של לואיס קרול "אליס בארץ הפלאות"? מיטו ועמיתה סבורים שהתשובה היא הגנה מפני טפילים. הם אספו מהים כ-80 אליסיות מהמין Elysia atroviridis שבתוך גופן חיים Arthurius sp., סרטנים טפילים הקרויים שטרגליים ונראים כאילו יצאו מיצירותיו של ה.פ. לאבקרפט, ועוד כ-60 אליסיות שבגופן לא שורצים טפילים. מבין האליסיות הנגועות שלוש ניתקו את ראשן, ושתיים מתוך השלוש הצמיחו גוף חדש ובריא. כמה עשרות אחרות איבדו מגופן חלקים מודבקים בטפילים, וחלקם גידל מחדש את חלקי הגוף הקטועים – נטולי טפילים. בקבוצת חשופיות הים הנקיות מטפילים אף אחת לא ערפה את ראשה.
הטפילים האלה חיים בתוך החשופיות ופוגעים מאוד ביכולתן להתרבות. לפי החוקרים היכולת להיפטר מהטפילים מועילה מאוד לאליסיות השורדות, מאחר ששוב יש להן סיכוי להעמיד צאצאים ולהעביר את הגנים שלהם לדור הבא. נראה שהתועלת גדולה מספיק בשביל להסתכן במוות ולזנוח את הגוף מאחור.
אך כיצד חשופיות הים העלעליות שורדות כראש חסר גוף? החוקרים סבורים שזה קשור לצבען הירוק, שמקורו בכלורופלסטים, אותם אברונים המאפשרים לצמחים לבצע פוטוסינתזה – המרת אור שמש, פחמן דו-חמצני ומים לסוכרים ולחמצן.
אליסיות גונבות את הכלורופלסטים מהאצות שהן ניזונות מהן, יכולת המכונה קלפטופלסטיות (kleptoplasty), ומטמיעות אותם בתאי גופן – בעיקר במערכת העיכול המסתעפת שלהן שפרושה לאורך הגלימה דמויית העלים. תאים מכילי כלורופלסטים נמצאים גם בראשן של החשופיות, ועל פי מיטו ועמיתה הם מספקים לראש את האנרגיה לה הוא זקוק עד לצמיחת מערכת העיכול מחדש.
עם זאת, בריאיון לאתר גיזמודו אמרה אליז לאץ (Laetz), מומחית לחשופיות ים פוטוסינתטיות שלא הייתה מעורבת במחקר, שאין די כלורופלסטים בראש החשופית כדי לאפשר לו לשרוד: "לדעתי סביר יותר שהחשופית משיגה אנרגיה לתהליך הרגנרציה בכך שהיא ניזונה מיד לאחר שהיא מנתקת את הגוף, כמו שמחברי המאמר ראו". אולם, לא ברור כיצד היא מעכלת בשלב זה את מזונה. כמו כן, חוקרים עוד חלוקים בשאלה אם אליסיות בכלל מפיקות אנרגיה בפוטוסינתזה מהכלורופלסטים הגנובים, גם כשגופן שלם.
גם אם האליסיות שורדות כראשים לא בזכות הכלורופלסטים הגנובים, "מאחר שבמקרים רבים הגוף הנטוש [של האליסיה] ממשיך לחיות במשך חודשים, אולי נוכל להשתמש בו לחקור את המנגנון והתפקיד של קלפטופלסטיות באמצעות איברים, רקמות ותאים חיים", אמרה מיטו. "כמעט ואין מחקרים כאלה, מאחר שרוב המחקרים על קלפטופלסטיות בעלעליות נעשים או ברמה הגנטית או ברמת הפרט".
נוסף על כך, המחקר של מיטו ועמיתה חשף תכונה חדשה ומרשימה של חשופיות הים: היכולת להיפטר מהגוף כשהוא נגוע בטפילים, או מסובך בחוט ניילון, ולהצמיח גוף חדש ובריא. פענוח המנגנונים המאפשרים זאת יכול לעזור ללמוד עוד על יכולת הרגנרציה של יצורים אחרים ואולי על איך לחקות אותה – לפחות חלקית – כטיפול בבני אדם.
ד"ר נעם לויתן - ביולוג, מכון דוידסון לחינוך מדעי
הכתבה פורסמה לראשונה בבלוג תיבת נעם – מחשבות ביולוגיות
