חובבי חתולים, כמו גם חובבי סרטונים מצחיקים של חתולים, מכירים היטב את הצמח קטניפ (Nepeta cataria), או נפית החתולים בעברית. אצל רבים מהחתולים הצמח הזה מעורר התנהגות אופורית: חלקם מפגינים אקסטזה, מתגלגלים שוב ושוב בצמח מבלי יכולת או רצון להפסיק, ואחרים בוהים באוויר במשך דקות ארוכות. פחות אנשים בימינו מודעים לכך שהקטניפ הוא גם דוחה חרקים יעיל. כבר במאה ה-17 מצאו בוטנאים משבדיה שהוא יעיל בדחיית כינים, ועל כן הוא מכונה בשוודית "עשב הכינים" (Lössegräs).
אף שהתכונה הזאת ידועה כבר מאות שנים, מדענים החלו לחקור אותה לעומק רק לאחרונה. כחמישים מחקרים שפורסמו בשני העשורים האחרונים הראו שהצמח או מוצרים המופקים ממנו דוחים מגוון רחב של חרקים. כעת, במחקר שפורסם בכתב העת Current Biology, פענחו לראשונה חוקרים משבדיה את המנגנון, ומציעים לנצל אותו כדי לייצר חומרים דוחי חרקים שאינם מזיקים.
הדרכים הידועות
מרקוס סטנסמיר (Stensmyr) מאוניברסיטת לונד בשבדיה ועמיתיו החלו את המחקר בשחזור ניסויים קודמים שנעשו על סגולותיו של הקטניפ. הניסוי הראשון בחן את טענתו של המצביא הרומי וחוקר הטבע פליניוס הזקן, בן המאה הראשונה לספירה, שאמר שהצמח דוחה עקרבים. החוקרים הניחו לארבעה עקרבים לבחור בין שני מקומות מסתור שבאחד מהם היו צמחי נפית החתולים. כולם בחרו דווקא במסתור עם הצמח, ומכאן שפולוניוס שגה.
בהמשך שחזרו החוקרים ניסוי של המדען תומס אייזנר מ-1964, שהראה שנמלים נמנעות מגופת מקק שכוסתה בתמצית של הצמח, ולא נמנעות ממקק רגיל, ללא תמצית. הפעם הניחו החוקרים לנמלי עץ אדומות (Formica rufa) לבחור בין שני צרצרים מתים, שעל אחד מהם מרחו תמצית של הצמח. במקרה זה ממצאי הניסוי המקורי שוחזרו בהצלחה, והנמלים נמנעו מלהתקרב לצרצר ה"מצופה". אולם נמלים הם יצורים שקשה לחקור את הגנטיקה שלהן: מכיוון שבכל קן יש רק מלכה אחת שמטילה ביצים, צריך לבדוק הרבה קנים ומלכות כדי לקבל ממצאים משמעותיים.
במקום זאת בחרו החוקרים בחרקים שקל לגדל ושיש עליהם מידע גנטי נרחב וכלים גנטיים זמינים: זבוב הפירות תסיסנית המחקר (Drosophila melanogaster), היתוש אנופלס גמביה (Anopheles gambiae) שמעביר את מחלת המלריה, והיתוש אדס מצרי (Aedes aegypti) המפיץ מחלות נגיפיות כמו קדחת צהובה, זיקה ודנגי. החוקרים לקחו תמצית של קטניפ, או את החומר הפעיל העיקרי בצמח, נפטלקטון (nepetalactone), ומרחו אותם על משטח הטלת ביצים של הזבובים או על מקור מזון של הזבובים או היתושים. החרקים בתגובה נמנעו מהם כמעט לחלוטין, והעדיפו על פניהם משטחים נטולי קטניפ ומקורות מזון אחרים.
החשוד המיידי
במטרה לפענח את המנגנון המולקולרי של פעילות החומר התמקדו החוקרים בקולטן בשם TRPA1. הקולטן נמצא על קרום התא של תאי עצב במוחם של חרקים רבים, ומחקרים קודמים הראו שהפעלתו מעוררת התנהגות של רתיעה בחשיפה לחום או לשמן ציטרונלה, הידוע כחומר דוחה חרקים.
החוקרים בחרו שני סוגים של הקולטן – אחד שמגיב לחום ושני שלא מגיב לחום, והחדירו אותם לתרבית של תאי זבוב. כשהוסיפו לתרביות תמצית נפית או נפטלקטון ומדדו את המתח החשמלי של קרומי התאים, התברר שרק הקולטן שלא מגיב לחום הושפע מהצמח.
החוקרים בדקו גם ארבעה סוגים של קולטני TRPA1 של יתושים, מתוך שמונה סוגים ידועים, ומצאו שרק אחד מהם הושפע מהצמח. בדיקה נוספת הראתה שהקולטן המקביל בתאים אנושיים אינו מופעל על ידי הצמח. הממצאים האלה מסבירים מדוע הצמח דוחה רק חלק מהחרקים – אלה שיש להם גרסאות ספציפיות של הקולטן – ואינו משפיע על בני אדם.
כדי להראות שהקולטן אכן מפעיל את מנגנון הדחייה לקטניפ, חזרו החוקרים על הניסוי עם זבובים ויתושים בעלי מוטציה בקולטן הזה. הפעם החרקים בעלי הקולטן הפגום לא נרתעו ממצע הטלת הביצים או ממזון שכללו תמציות קטניפ או נפטלקטון. מכאן אפשר להסיק שזה אכן הקולטן שגורם לחרקים להירתע מנפית החתולים.
המנגנון שהציגו החוקרים, ההמבוסס על הקולטן TRPA1, הוא מגנון חדש שלא היה ידוע עד כה, והוא שונה ממנגנונים מוכרים לדחיית חרקים, שמבוססים על חושי הריח או הטעם שלהם. באחד הניסויים השוו החוקרים בין תגובת היתושים לקטניפ או לדוחה החרקים המסחרי DEET, ומצאו שהצמח היה יעיל הרבה יותר מה-DEET בדחיית יתושי אנופלס, אך לא יתושי אדס. היות שהחומר הפעיל בקטניפ אינו מסוכן ליונקים – ובייחוד לבני אדם – החוקרים מציעים לנצל אותו לייצור חומר דוחה חרקים כללי. עד שזה יקרה, החוקרים ממליצים לשתול נפית בגינה כדי להיפטר מהיתושים - ובדרך אגב, גם לשמח את החתולים בסביבה.
ד"ר גל חיימוביץ', מכון דוידסון לחינוך מדעי
