חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מציעים הסבר לשאלה שמטרידה חוקרים מזה כ-100 שנה: מה גורם לחגבים בודדים ובלתי מזיקים להתאסף לנחיל ארבה אלים ודורסני. החוקרים מצאו את התשובה בהרכב חיידקי המעי של החגב.
לטענת החוקרים, כאשר חגב בודד מצטרף ללהקה מתרחש שינוי משמעותי באוכלוסיית חיידקי המעי (מיקרוביום) שלו. בנוסף, ההתלהקות "כדאית" לחיידק מבחינה אבולוציונית, שכן היא מאפשרת לו להתפשט ולהדביק מספר רב של חגבים נוספים. הממצאים פורסמו במאמר שפורסם בכתב העת Environmental Microbiology.
חגבים מתאספים
(צילום: פרופ' אמיר אילי)
בסדרת ניסויים שערכו גילו החוקרים שאוכלוסיית חיידקי המעיים (המיקרוביום) של חגב שחי לבדו משתנה באופן משמעותי כשהוא מצטרף ללהקה. הם מצאו כי חיידק המכונה Weissella, שכמעט ואינו נצפה במעי של חגב בודד, הופך לדומיננטי במעי החגב עם ההצטרפות ללהקה.
החוקרים מצאו מודל מתמטי המוכיח כי ההתלהקות "כדאית" לחיידק מבחינה אבולוציונית, שכן היא מאפשרת לו להתפשט ולהדביק מספר רב של חגבים נוספים. המחקר הוא תוצאה של שיתוף פעולה רב תחומי: חוקרי התנהגות ופיזיולוגיה של חרקים, חוקרי מיקרוביולוגיה וחיידקים ומומחים למודלים אבולוציוניים ממוחשבים. המחקר נערך בהשתתפות צוות חוקרים מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' אמיר אילי והדוקטורנט עומר לביא מבית הספר לזואולוגיה. כמו כן השתתפו במחקר פרופ' לילך הדני, אוהד לוין-אפשטיין ויונתן בנדט מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון וכן פרופ' אורי גופנא מאוניברסיטת תל אביב וד"ר ערן גפן מאוניברסיטת חיפה.
"המחקר נולד מהעניין שהביע הסטודנט שהוביל את המחקר בהרכב המיקרוביאלי של בעלי החיים, וההבנה שהוא הרבה יותר חשוב מאשר מה שחשבנו בעבר ויש לו השפעה על התנהגות בעלי החיים, והעניין שלי בארבה ובתופעה של התלהקות החגבים", הסביר פרופ' אילי כיצד המחקר בא לעולם.
"עשינו ניסויים שלא נערכו אף פעם", אמר פרופ' אילי. החוקרים גידלו חגבים כך שיהיו בבדידות בתחילת חייהם. ובתור בוגרים, אחרי שאפיינו את הרכב החיידקים במעי, העבירו אותם לנחיל חגבים, כאלה שגודלה בפאזה של להקה נודדת. "עקבנו אחר השינויים של חברת החיידקים אצל החגבים הבודדים בעבר, שהצטרפו לנחיל במעבדה. ראינו שקורה שם שינוי מאוד דרמטי בחברת החיידקים. כשהחגבים בנחיל ישנן התפרצויות של מיני חיידקים מסוימים ששוטפים את הנחיל".
החוקרים מדגישים כי "הממצאים שלנו אינם מוכיחים כי החיידק הוא האחראי לתופעת ההתלהקות והנדידה, כלומר ליצירת הארבה, אך סביר להניח שיש לו תפקיד בתופעה. וזוהי השערה חדשה שמעולם לא הועלתה עד היום. אנחנו מקווים שהתובנה החדשה תהווה בסיס לפיתוח אמצעים למניעת או להפחתת תופעת הארבה שפוגעת בהמוני בני אדם, בעלי חיים וצמחים בעולם".
נחילי ארבה מכלים יבולים ויכולים לגרום לרעב קשה. "מדובר בתופעה מוכרת מימי קדם ועד ימינו אלה", אומר פרופ' אילי. "בשלוש השנים האחרונות פגעה מכת הארבה באזורים נרחבים באפריקה, בהודו ובפקיסטן, וקיימות הערכות כי התופעה צפויה להתגבר בעקבות שינויי האקלים. נחיל ארבה נוצר כאשר חגבים, שעל פי רוב חיים בטבע כבודדים, מתקבצים יחד ומתחילים לנדוד, אך הסיבות להתנהגות זו עדיין אינן מובנות במידה מספקת, והאדם עדיין חסר אונים מולה".
כאמור, החוקרים בנו גם מודל מתמטי, בסיוע פרופ' הדני, שהראתה שההתלהקות "כדאית" לחיידק מבחינה אבולוציונית, מכיוון שהיא מאפשרת לו להתפשט ולהדביק חגבים נוספים: "יש לחיידק הרבה יותר פונדקאים פוטנציאלים", אומרים החוקרים. בשל היתרון האבולוציוני שהוכח במודל העלו החוקרים השערה חדשה, כי ייתכן שהחיידק ממלא תפקיד בהתנהגות היוצרת התלהקות בקרב החגבים. במילים אחרות, ייתכן שהחיידק מעודד בדרך כלשהי את החגב הפונדקאי לשנות את התנהגותו ולהתקרב לחגבים אחרים.
"את שינוי המופע בארבה חוקרים כבר מעל 100 שנה", אומר פרופ' אילי, "ועדיין רב הנסתר על הגלוי. הממצאים אמנם אינם מוכיחים כי החיידק הוא האחראי לתופעת ההתלהקות והנדידה - כלומר ליצירת הארבה, אך הם מצביעים על היתכנות גבוהה שיש לו תפקיד בתופעה, וזוהי השערה חדשה שלא הועלתה עד היום".
