חוקרי הטכניון מצאו כיצד חומרי ההגנה של הפרי הופכים טורף זרעים למפיץ איכותי

זהו תיעוד ראשון של מערכת כימית בפירות שמעודדת הפצת זרעים על ידי יונקים

חוקרי הטכניון מהפקולטה לביולוגיה מצאו כיצד חומרי הגנה בפרי הופכים מכרסם מטורף זרעים למפיץ. החוקרים מצאו בפירות הצמח המדברי, רכפתן המדבר, מערכת כימית המעודדת הפצה של זרעים. במערכת זו חומרים יציבים ולא רעילים, בשם גלוקוזינולטים, נמצאים אך ורק בציפת הפרי ומתפרקים לתוצרי פירוק רעילים במקרה של פגיעה מכאנית בזרע בו נמצא האנזים מירוזינאז האחראי לפירוקם. נראה כי מידור הגלוקוזינולטים והמירוזינאז בפירות הרכפתן משפיע על האינטראקציות בין הרכפתן לבין מכרסמים הידועים כטורפי זרעים. אחד מהמכרסמים שנבדקו, הקוצן המצוי, אף נמצא כמפיץ זרעים איכותי של הרכפתן. זהו למעשה, תיעוד ראשון של מערכת כימית בפירות שמעודדת הפצת זרעים על ידי יונקים.

תיאוריית ההרתעה הישירה קובעת כי חומרי הגנה (מטבוליטים שניוניים) בפירות בשלים ירתיעו טורפי זרעים, אבל לא ישפיעו, או ישפיעו בצורה מועטת, על מפיצי זרעים. אכן, מספר מחקרים הראו כי ציפורים, מפיצות זרעים, ניזונות מפירות בעלי חומרי הגנה בעוד המכרסמים נרתעים מהם. עם זאת, מנגנון זה הוצג רק על סמך הבדלים ברמת המחלקה, לדוגמא בקולטנים מסוג vanilloid  הנמצאים ביונקים אך חסרים בעופות.

"כאן אנו מציגים ממצאי ניסויים פיסיולוגיים והתנהגותיים המראים את השימוש בחומרי הגנה מסוג פצצת שמן החרדל המעודדים הפצת זרעים בספקטרום רחב, ללא תלות במחלקה (לדוגמא: יונקים לעומת עופות), בפירות רכפתן המדבר, במטרה לכפות שינוי התנהגותי בציר הזמן האקולוגי, המעודד טורפי זרעים לנהוג כמפיצים". אומרת החוקרת, מיכל סמוני-בלנק, שחקרה את הנושא בהנחיית הפרופסורים זאב ארד מהטכניון ועדו יצחקי מאוניברסיטת חיפה. "שינוי זה מושג באמצעות מידור ייחודי של פצצת שמן החרדל, היוצר שפעול של המערכת רק כאשר בעל החיים צורך זרעים וציפה גם יחד. כך נוצר 'דירבון' להפצה המוביל לעדות ראשונה בעולם של מכרסם המפיץ זרעים על ידי יריקה". ממצאי המחקר מציגים את כוחם של חומרי ההגנה בשינוי יחסי חיה-צמח מיחסי טורף-נטרף ליחסים הדדיים, ומספקים חיזוק לתיאורית ההתרעה הישירה גם ברמה התוך-מינית, בנוסף לרמה הבין-מינית.

סרטון וידאו: http://www.youtube.com/watch?v=BaTFV0Jo26Y

65 66בתמונות:

למעלה– צמח רכפתן המדבר עם אשכולות הפירות העסיסיים. הפירות הלבנים הם פירות בשלים (ניתן לראות מספר פירות שנקטפו מונחים בכף היד). פירות הרכפתן מכילים את פצצת שמן החרדל: גלוקוזינולטים שהם חומרים יציבים נמצאים אך ורק בציפה ואילו האנזים מירוזינאז שמשפעל אותם נמצא אך ורק בזרעים. מנגנון זה מעודד את בעלי החיים להפיץ את הזרעים ועל ידי כך להמנע מתוצרי הפירוק הרעילים של פצצת שמן החרדל. צילום: מיכל סמוני-בלנק

למטה- תהליך אכילת פרי הרכפתן על ידי הקוצן המצוי. הקוצן ניגש לפרי ומחזיק אותו בין רגליו הקדמיות. הקוצן אוכל את הפרי כשהוא ניזון מהציפה אך נמנע מצריכת הזרעים. צילום: מיכל סמוני-בלנק