150 שנה אחרי ההשערה של דרווין: הפרח האלפיני שאוכל חרקים

ההשערה של דרווין מקבלת סוף-סוף הוכחה

בספרו Insectivorous Plants משנת 1875, דרווין הציע ששני מינים אירופיים בסוג Saxifraga עשויים ללכוד חרקים ולהפיק מהם תועלת. הבסיס להשערה היה שערות בלוטיות ודביקות שעל גבי חלקי הצמח . עם זאת, באותה תקופה לא היו בידיו הכלים הדרושים כדי להוכיח שהחרקים לא רק נדבקים לצמח — אלא גם מתעכלים ומשמשים לו כמקור תזונתי.

המחקר החדש, בהובלת חוקרים מהמכון הבוטני של קונמינג באקדמיה הסינית למדעים ובשיתוף מוסדות בארצות הברית, בחן מין קרוב למינים שדרווין חקר: S. candelabrum . הצמח גדל בגובה של 2,500–3,300 מטרים, בנקיקי סלע ברמת צ'ינגהאי–טיבט ובהרי הנגדואן שבמחוזות יונאן וסצ'ואן בדרום-מערב סין .

בסיורי שדה נמצאו חרקים לכודים על השערות הדביקות ב-43 מתוך 45 דגימות שנבדקו . בצמחים בוגרים נלכדו בממוצע 71 חרקים לצמח .

איך פועלת המלכודת? כמו נייר זבובים

הגבעולים והענפים של S. candelabrum מכוסים בטריכומות בלוטיות — מבנים זעירים דמויי שערות שמפרישים ריר דביק . המשטח הזה פועל למעשה כמו נייר זבובים: חרק שנוחת עליו מתקשה להשתחרר.

הטרף העיקרי של הצמח הוא חרקים קטנים מסדרת הזבובאים, ובעיקר ברחשים שאינם עוקצים . החוקרים מצאו גם שהצמח עשוי למשוך את הטרף באמצעות ריח, לפני שזה נלכד על המשטח הדביק .

לא רק לכידה: הצמח גם מעכל וסופג

כדי שצמח ייחשב טורף, עצם לכידת החרק אינה מספיקה. עליו גם לפרק את הטרף ולהפיק ממנו חומרי הזנה. אצל S. candelabrum זיהו החוקרים פעילות של אנזימי עיכול, ובהם פעילות פוספטאז על גבי השערות הבלוטיות. הבדיקה הפלואורסצנטית שבה השתמשו אפשרה לזהות את פעילות האנזימים ולספק ראיה לכך שהחרקים שנלכדו אינם נשארים שם במקרה בלבד .

כדי לבדוק אם חומרי ההזנה אכן עוברים אל הצמח, החוקרים האכילו אותו בזבובי פירות (Drosophila) שסומנו באיזוטופ חנקן יציב, ¹⁵N. לאחר מכן נמדדה עלייה ברמת החנקן המסומן ברקמות הצמח — תוצאה המעידה שהצמח ספג חנקן מהטרף שלו. בצמחי ביקורת שאינם טורפים לא נצפתה אותה העשרה .

החוקרים הוסיפו לכך ניתוחים גנטיים: הם הרכיבו גנום ברמת הכרומוזומים של S. candelabrum והשוו אותו לגנומים של צמחים טורפים מוכרים, כמו טללית (Drosera) ונאדית (Nepenthes). ברקמות השערות הבלוטיות נמצאה פעילות של גנים המקודדים לאנזימי עיכול, ממצא שמחזק את המסקנה שלצמח יש את המערך הגנטי הדרוש לאורח חיים טורף .

איך המאביקים ניצלים מהמלכודת?

צמח טורף ניצב בפני דילמה: הוא זקוק לחרקים כמקור לחומרי הזנה, אך גם לחרקים מאביקים כדי להתרבות. S. candelabrum פותר את הבעיה באמצעות הפרדה ברורה בין אזור המלכודת לאזור הפרח .

הפרחים הלבנים ניצבים על עמודי פריחה גבוהים מעל הגבעולים הדביקים, וכך נוצרת הפרדה פיזית וחזותית בין שני האזורים . השערות הבלוטיות הדביקות נמצאות בגבעולים הצמחיים — לא בפרחים ולא בעמודי הפריחה . לכן המאביקים מגיעים אל הפרחים שמעל אזור הלכידה, בעוד שחרקים קטנים אחרים נלכדים בגבעולים שמתחתיהם .

הסידור הזה עולה בקנה אחד עם מחקרים על צמחים טורפים אחרים, ובהם טלליות, שבהם צבע פרחים לבן והפרדה מרחבית בין הפרחים למלכודות עשויים להפחית את הסיכון ללכידת מאביקים .

תגלית שעשויה להרחיב את רשימת הצמחים הטורפים

S. candelabrum הוא השושלת הטורפת העצמאית החדשה שהתגלתה במחקר, והצמח הטורף המאושר הראשון בסדרת Saxifragales ובמשפחת ה-Saxifragaceae — משפחת הטבוריתיים .

אבל בעיני החוקרים, ייתכן שמדובר רק בקצה הקרחון. מינים רבים בעלי שערות בלוטיות דביקות סווגו עד היום כצמחים שמשתמשים בדביקות לצורכי הגנה או הצמדה בלבד. הממצאים החדשים מעלים אפשרות שבחלק מהמקרים השערות האלה משמשות גם להשגת חומרי הזנה .

אם כך, מספר הצמחים הטורפים המוכר למדע עשוי להיות נמוך מהמספר האמיתי. החוקרים מדגישים כי בטבע עשויים להתקיים מינים טורפים שטרם זוהו, או צמחים בעלי תכונות טורפות חלקיות .

השורה התחתונה

• דרווין הציע ב-1875 שמינים מסוימים בסוג Saxifraga עשויים להיות טורפים; המחקר החדש מספק לכך ראיות ישירות יותר מ-150 שנה לאחר מכן .
• Saxifraga candelabrum לוכד חרקים בשערות בלוטיות דביקות, בדומה למלכודת נייר זבובים .
• ניסויי ¹⁵N, בדיקות פעילות אנזימטית וניתוחים גנומיים אישרו שהצמח מעכל טרף וסופג ממנו חנקן .
• הפרחים הלבנים ניצבים מעל הגבעולים הדביקים, וכך הצמח מפחית את הסיכון ללכידת המאביקים שלו .
• ייתכן שמינים נוספים שנחשבו עד היום ל'צמחים דביקים' הם למעשה טורפים שטרם זוהו .