כיצד חומרי ההגנה של הפרי הופכים את טורף הזרעים למפיץ איכותי ?

תיעוד ראשון של מערכת כימית בפירות שמעודדת הפצת זרעים על ידי יונקים: חוקרי הטכניון מהפקולטה לביולוגיה מצאו בפירות הצמח המדברי רכפתן המדבר, מערכת כימית המעודדת הפצה של זרעים.

במערכת צמח הרכפתן, אחד הצמחים הנפוצים בוואדיות בנגב, ישנם חומרים יציבים ולא רעילים בשם גלוקוזינולטים, הנמצאים 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 הצמח 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 המפיצות 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 מיכל סמוני-בלנק, שחקרה את הנושא בהנחיית הפרופסורים זאב ארד מהטכניון ועדו יצחקי מאוניברסיטת חיפה.

הקוצנים שקוצרים את אשכולות הרכפתן, מתרחקים מהשיח ואוכלים את הפירות, אך מסתבר כי הם אינם בולעים את הזרעים אלא יורקים אותם. יתכן כי פעולת היריקה נלמדת אחרי ש"פיצוח" הזרע גורם למה שסימוני-בלנק מגדירה כ"פצצת שמן החרדל" - שבירת הזרע גורמת להתפשטות טעם מר שדוחה את הקוצן, והוא לומד לאכול את הפרי המתוק ולירוק את הזרע.

''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.

צמח הרכפתן 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