יום שישי, 8 באפריל 2011

אבולוציה מזורזת למזיק - בזכות החיידקים - איתי נבו


כנימת עש טבק (Bemisia tabaci) היא אחד החרקים הגורמים נזקים כבדים לחקלאות. הכנימות, הנראות כמו זבובים לבנים זעירים (או למעשה כמו עשים קטנטנים, ומכאן שמן העברי), מוצצות את לשד הצמחים, ופוגעות קשות בגידולי חממה שונים, גידולי שדה, ירקות, פרחים ועצי פרי. כמו רוב הכנימות, גם הן מפרישות נוזל דביק וסוכרי מאוד, המכונה טל דבש, שגורם נזק ישיר לגידולים מסויימים (כמו כותנה) ובעיקר – משמש מצע לפטריות ועובשים שצומחים על העלים ופוגעים בצמח. נוסף על כך, הכנימות מפיצות בין הצמחים נגיפים הגורמים למחלות צמחים קשות. אחת הסיבות שהכנימות קשות להדברה היא יכולתן לעבור בין גידולים שונים (הן מסוגלות להתקיים על 600 צמחים שונים), וגם כושר ההתרבות המהירה שלהן.

File:Bemisia tabaci from USDA 1.jpg
כנימת עש הטבק (Bemisia tabaci)
צילום: Stephen Ausmus, US Department of Agriculture

החיידק שבתוכנו
מחקר חדש, אמריקני-ישראלי-יפני, מגלה כי אחת הסיבות לכושר ההתרבות של הכנימות הוא חיידקים החיים בתוך גופן. לחרקים רבים יש קשר הדדי – סימביוזה – עם מיני חיידקים. די ברור מה החיידקים מרוויחים מן הקשר הזה – בית חם ומוגן ומזון בפשע בתוך גוף החרק. פחות ברור מה החרקים מרוויחים, אבל המחקר החדש מעלה ממצא מרתק: הכנימות שנושאות את החיידקים חיות זמן רב יותר, ומעמידות יותר צאצאים. נוסף על כך – שיעור הנקבות בקרב הצאצאים שלהן גבוה יותר, כך שהחיידק (המופץ דרך הנקבות) מתפשט מהר יותר באוכלוסיה. במילים אחרות – החיידקים משנים את האבולוציה של הכנימות, ומשפרים את הכשירות הביולוגית שלהן. המונח המדעי הוא fitness – כלומר שזה הכושר של הכנימות לשרוד ולהעמיד צאצאים פוריים.

צוות המחקר, בראשות מולי האנטר (Hunter) ואנה הימלר (Himler) מאוניברסיטת אריזונה, עם תלמיד המחקר הישראלי אלעד חיל, בחן את תהליך ההתפשטות של חיידקי Rickettsia בכנימות עש טבק בדרום מערב ארה"ב, והצליח לתעד את התפשטות החיידקים באוכלוסיית הכנימות בתוך זמן קצר יחסית. בדגימות משנת 2000 כמעט לא נמצאו כנימות הנושאות את החיידק. ב-2003 נמצאו חיידקים אצל מחצית הכנימות, וב-2006 הגיע שיעור ההדבקה ל-97%. החלק הישראלי של המחקר נעשה בתחנת המחקר החקלאית נווה יער, שמפעיל מינהל המחקר החקלאי (מכון וולקני). "ההיכרות שלנו עם עם חיידקים החיים בסימביוזה עם חרקים, יכולה לסייע לנו לשפר את תפקודם של חרקים מועילים, כמו דבורי דבש, או אויבים טבעיים של חיידקים מזיקים", אומרת ראש הצוות הישראלי, ד"ר עינת צחורי-פיין. "נוסף על כך, הידיעה שהחיידקים תורמים לכשירות של של המזיק, מאפשרת לנו לנצל את התכונה הזאת כשאנו מחפשים שיטות הדברה חדשות".

התרבות זה הכל
המחקר, המתפרסם בכתב העת החשוב Science, אינו הראשון שמגלה קשר סימביוטי בין חרקים לחיידקים המתקיימים בתוכם. ואולם, זו הפעם הראשונה שמדענים מצליחים לתעד את התפתחות התהליך הזה באוכלוסיה שלמה, ולמדוד השפעה כה מהירה וכה חזקה של החיידק על הפונדקאי. מידת ההשפעה הרבה, בעיקר על הפוריות של הכנימות, היא ככל הנראה הסיבה להתפשטות המהירה של החיידקים באוכלוסיה. כאמור, ברור ששני הצדדים מרוויחים מן הקשר הזה, אבל נראה שהחיידק מרוויח יותר. הכנימה זוכה בזכותו בכושר התרבות משופר, אבל ככל שהיא מתרבה, גם החיידקים מתרבים ומשגשגים, ומבחינת האבולוציה – זו תכלית הקיום.

עוד מחקר ישראלי על חיידקים המשנים תהליכים אבולוציוניים של חרקים

המאמר - בכתב העת Science

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת ב, ובתפוז בלוגים