בכל שנה, מגיע האביב, הטבע בשיא פריחתו ובעלי חיים רבים מנצלים את שפע המזון והמים בכדי להתרבות. אך המזון של האחד הוא הגוף של האחר. משוואה זו פותחת צוהר לעולם של מלחמות הישרדות.
צמחי טבק מאופיינים בעלים גדולים שזחלים רבים מוצאים טעימים למדי. כצעד מניעתי ראשון נגד הזחלים הרעבים, התפתחו בצמחי הטבק חומרי רעל, ניקוטין למשל, שמטרתם לגרום לבעלי החיים להעדיף צמחים אחרים, לא רעילים. הטריק הזה עבד תקופה מסוימת אולי, אך הגיע היום בו קם הזחל שיכל לניקוטין והחל מכרסם במרץ מעלי הטבק. צמחי הטבק לא נשארו חייבים ולקחו את מרוץ החימוש נגד הזחלים צעד אחד קדימה - אם לוחמה כימית לא תעבוד, נשתמש בחיל האוויר. "חיל אוויר?" תשאלו, "לצמח?" ואני אענה, "בטח!". הטבק לא הקים חיל אוויר, הוא מצא דרך להשתמש בחיל קיים - חיל של צרעות טפילות. כאשר זחלים מתחילים לכרסם את עלי הטבק הם גורמים לשחרור חומרים נדיפים מהעלה. החומרים הללו מחקים פרומונים (כמו הורמונים רק עובר באוויר במקום בדם) של הצרעות הנמשכות אל העלה. כאשר הצרעה מגיעה, היא אמנם לא מוצאת בן/בת זוג אך היא מוצאת את הדבר הטוב הבא - אוכל לצאצאים שלה.
צרעות טפיליות מתקיימות מחטיפת גופות של חרקים, והשימוש בהם כאינקובטורים חיים לצאצאים שלהן. חלק המינים תוקפים זחלים ומכניעים אותם עם נשק ביולוגי. הם מחדירים לזחל חלקיקים דמויי נגיפים (PDVs) המחלישים את המערכת החיסונית של הזחל. פעולה זו מאפשרת לצאצאי הצרעה להתפתח ללא התנגדות, על חשבון הזחל. ללא הנגיף, ביצת הצרעה הייתה מוקפת בתאי דם ומושמדת.
 |
| יחסי הגומלין בין הנגיף לצרעה הטפילית מקור: Ikehiker, Wikimedia commons |
PDV הם סוג של נגיפים מוגבלים. לאחר שהנגיף חדר לתא בגוף הוא לא מייצר עוד עותקים של עצמו, הוא פשוט לא יכול, חסר לו את המידע הגנטי כיצד לעשות זאת. כך הנגיף נתקע בתוך התא אליו פלש. התופעה כל כך מוזרה שמדענים תהו האם הPDVs הם באמת נגיפים או שהם מעין "הפרשות גנטיות" של הצרעה. חוץ מזה, איפה לעזאזל נמצאים הגנים החסרים של הנגיף? אלו שהוא זקוק להם כדי להתרבות.
התשובה מדהימה. הגנים לא נעלמו, הם עברו מקום. במקום להיות בגנום של הנגיף הם נמצאים בגנום של הצרעה ! כך נוצר קשר בלתי שביר בין הצרעה והנגיף, אף אחד לא יכול לשרוד ללא עזרתו של האחר. ללא הנגיף, הדור הבא של הצרעה יותקף על ידי מערכת החיסון של הזחל. ללא הצרעה הנגיף לא יכול להתרבות. עד כה הכירו נגיפים גורמי מחלה, נגיפים שאפשר לחיות איתם (כמו הרפס אצלנו) ונגיפים מועילים (כן יש גם כאלה) אך לא הייתה תלות הדדית כמו זו שבין הצרעה והנגיף.
השותפות כנראה התחילה כבר לפני 100 מליון שנה. החוקרת משערת כי לא רק הנגיף העביר גנים לצרעה אלא גנים עברו גם מהצרעה אל הנגיף. כך למעשה מתאפשר לצרעה להפעיל גנים שלה בתוך הזחל בו היא מטילה את ביציה. השותפות הזו היא כנראה שהפכה את הצרעות הטפילות לכל כך מוצלחות וזה ההסבר מדוע יש 17,500 מינים של צרעות טפילות מקבוצה זו כיום.
אך ה"אינקובטורים" החביבים על הצרעות לא נשארו חייבים. במלחמה כמו במלחמה, מחזירים אש.
בגוף של מין מסוים של כנימות, נגיף וחיידק יצרו ברית לא שגרתית להגנה על המארח שלהם כנגד צרעה טפילית. החיידק בשילוב עם הנגיף הורגים את צאצאי הצרעות המוחדרים אל הכנימה ומגנים עליה. החיידק מועבר בין הכנימות מאם לבת ואף דרך יחסי מין ומידת ההדבקה עולה כאשר הכנימות מאוימות על ידי צרעות. מסתבר שהחיידק משמש כהגנה רק כאשר הוא עצמו מודבק בנגיף. זהו סוג של נגיפים המדביק חיידקים ונקרא בקטריופאג`. הפאג` המסוים הזה נקרא בקיצור APSE. הפאג` מייצר רעלנים המתבייתים על רקמות צאצאי הצרעה. לא לגמרי ברור כיצד תהליך זה נעשה. יתכן וקיים שילוב של פעילות רעלנים מהפאג` ומהחיידק.
בתנאי מעבדה השילוב כנימה - חיידק - פאג` הוא יציב, אך בתנאי שדה הוא לא. ייתכן וקיימת עלות מטבולית גבוהה לאחזקת הפאג` ולכן כאשר אין בו צורך הכנימות נפטרות ממנו. אפשרות אחרת היא שלא ניתן להעביר את החיידק עם הפאג` מכנימה לכנימה ולכן יש את הצורך להיפטר ממנו.
זהו לא המקרה היחיד המוכר בו לחיידק יש צורך בהדבקה בפאג` הנושא עימו גנים יוצרי רעלנים בכדי לעורר מחלה. זהו גם המצב עבור החיידק הגורם לכולרה, וכן המצב עבור E. coli. אותו קוליפורם מפורסם של רפי גינת, גורם הרעלת מזון רק כאשר הוא מודבק בפאג`. אך כאן, הפאג`, במקום להפוך את החיידק לטפיל יעיל יותר, הופך אותו ללוחם נגד טפילות נוספת.
מרוץ החימוש בטבע לא נעצר לרגע. זו הייתה טעימה מהיצירתיות במציאת פתרונות במלחמה האין סופית להישאר בחיים.
Bacteriophages Encode Factors Required for Protection in a Symbiotic Mutualism- Science 10.1126/science.1174463
Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus - Science 10.1126/science.1166788
Wasps use genes stolen from ancient viruses to make biological weapons - Blog: Not Exactly Rocket Science
פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"
