הצפרדעים שמאירות זו לזו

בתנאים המתאימים, לא מעט יצורים בטבע פולטים אור. לא מדובר על אלו שמייצרים בעצמם את האור, כמו הגחליליות, אלא על בעלי חיים וצמחים שקולטים אור באורך גל קצר, למשל כחול או אולטרה סגול, ופולטים אור באורך גל ארוך יותר. כך, תחת התאורה המתאימה, אור צבעוני זורח מהם – תופעה שנקראת זְהִירָה ביולוגית או בִּיּוֹפְלוֹאוֹרֶסֶנְצִיָּה (Biophosphorescence).

כבר זמן מה ידוע שביופלואורסנציה קיימת אצל חרקים, דגים, זוחלים, עופות, ואפילו יונקים. בשנת 2017 גילו חוקרים שיש גם צפרדעים זוהרות. במאמר חדש, שעדיין לא פורסם בכתב עת מדעי ולכן עוד לא עבר ביקורת עמיתים, החוקרים מתארים את תוצאותיו של סקר מקיף בדרום אמריקה.  במשך עשרה שבועות אספו החוקרים מיני דו-חיים טרופיים ובדקו אם הם פולטים אור. החוקרים בחנו בין השאר סלמנדרות, דו-חיים חסרי רגליים ו-151 מינים של צפרדעים וקרפדות שלא נבדקו בעבר, פי שלושה מינים יותר מכפי שנבדקו עד כה, ובסך הכול 528 פרטים.

בחלק גדול מהמחקרים הקודמים החוקרים האירו את הצפרדעים בשלושה אורכי גל, ואף שמצאו מינים שזהרו, מינים רבים אחרים לא פלטו אור. במחקר הנוכחי החוקרים חשפו את המינים לחמישה אורכי גל שונים, כולל שניים שלא השתמשו בהם בעבר, וכך גילו שגם צפרדעים שלא נחשבו בעבר לזוהרות, פלטו אור. למעשה, כל הדו-חיים שנבדקו – זהרו. האם לזהירה יש תפקיד, יתרון?

דו-חיים, כמו בעלי חיים רבים אחרים, פולטים אור תחת תאורה מתאימה. הצד התחתון של סלמנדרה זוהר בירוק | מתוך המאמר Lamb, J.Y., Davis, M.P. Sci Rep 10, 2821 2020

כללי האיתות

החוקרים סבורים שהתשובה לכך חיובית: הזהירה משמשת כאמצעי תקשורת. החוקרים ג'סטין מרשל (Marshall) וסונקה ג'ונסן (Johnsen) ניסחו בשנת 2017 ארבעה כללים, וקבעו שאם האות שבעל החיים משדר מקיים אותם, פירוש הדבר הוא שהאות משודר למטרת תקשורת. העמידה בארבעת הכללים מעידה על כך שהאות מכוונן מבחינה אקולוגית, כלומר מותאם לסביבה שבה הוא משודר ולנמען שקולט אותו.

הכלל הראשון קובע שאורך הגל שהצפרדעים קולטות צריך להיות קיים בסביבת המחיה הטבעית שלהן. הכלל השני קובע שצריכה להיות ניגודיות בין האות לבין הסביבה. הברירה הטבעית מעדיפה אותות שבולטים מעל רעשי הרקע, למשל קולות, ריחות – או אורות, במקרה של הצפרדעים.

הכלל השלישי קובע שהנמען צריך להיות מצויד בחושים שמאפשרים לו לקלוט את האות, שהרי אין טעם לפזר בושם ריחני כדי להרשים תתרן. הכלל הרביעי הוא שהחלק שמאיר בגוף משתתף באיתות. אם אתה מנופף בידך כדי לסמן למישהו ויש לך פנס דולק, לא תשים אותו בכיס האחורי, ואם יש לך איבר מאיר, כדאי שהוא יהיה חשוף למי שמביט בך, או שהוא יהיה על האיבר שבו אתה משתמש כדי לסמן ולהעביר מסר.

רוב הדו-חיים זוהרים בכתום או בירוק. קרפדה זוהרת בכתמים ירוקים | מתוך המאמר Lamb, J.Y., Davis, M.P. Sci Rep 10, 2821 2020

עומדות בכללי התאורה

החוקרים מצאו שרוב הצפרדעים והקרפדות זהרו כשהקרינו עליהן אור כחול (460-440 ננומטר). האור הכחול הוא הדומיננטי ביותר בשעות הדמדומים, שבהן הן פעילות. הממצא הזה מראה שהצפרדעים הזורחות עומדות בכלל הראשון: אורך הגל שגורם להן לזרוח באור חזק ויעיל הוא האור הנפוץ ביותר בסביבה.

גם הכלל השני חל על הצפרדעים: אות צריך להיות מנוגד ככל האפשר לתנאי הסביבה כדי להעביר את המסר באופן היעיל ביותר. רוב הצפרדעים זהרו באור כתום והשאר זהרו באור ירוק. שני הצבעים האלה מייצגים אורכי גל שפחות מצויים בשעות בין הערביים. הצפרדעים קלטו אור באורך הגל הנפוץ ביותר בסביבה והפיצו אור באורך הגל הכי פחות נפוץ. כך נוצרת ניגודיות מרבית בין הצפרדעים הזוהרות בכתום ובירוק ובין הרקע הכחלחל.

ברשתית שבעיני הצפרדעים, כמו בעיניים שלנו, יש קולטנים עצביים רבים, שנקראים קנים ומדוכים. הקנים רגישים לאור עמום והמדוכים, לעומתם, קולטים אור בוהק. 60 אחוזים משטח הרשתית של הצפרדע המצויה (Rana temporaria) מכוסים בקנים שקולטים אור ירוק ורק שמונה אחוזים קולטים אור כחול. אם כן, צפרדעים קולטות את האור הירוק שזורח מעמיתותיהן; הן עומדות גם בכלל השלישי. 

איזה אזורים בגוף הצפרדע זוהרים? תלוי במין, אבל במקרים רבים, אלו האזורים שמשמשים לתקשורת. תמונה מהמאמר שמראה את איברי הגוף הזוהרים | מתוך המאמר Whitcher et al.

תרשי לי להאיר לך

גופי הצפרדעים והקרפדות זהרו מכמה מקומות. אצל 32 אחוזים מהן הבטן זהרה, אצל 28 אחוזים מהן היה זה הגרון, אצל 11 אחוזים זהרו צידי הבטן ואצל בודדות זהרו הגפיים, הפנים ואפילו העיניים. אזורים בגופי הצפרדעים זהרו בצורת כתמים גדולים, נקודות ודגמים אחרים. זהרו גם האיברים שהצפרדעים משתמשות בהם לתקשורת: השק הגרוני (מָהוֹד) שהן מנפחות אותו ומקרקרות ממנו, האצבעות שבהן הן מתופפות, הרגליים שהן מנופפות, המפשעה שהצפרדע חושפת רק בתנועה, ועוד. נראה, אם כך, שיש קשר בין האיבר שזורח בגוף הצפרדע והמחווה הגופנית שלה. זהו יישום של הכלל הרביעי. 

המחקר מצא שהאותות שהצפרדעים והקרפדות משדרות עומדים בכל ארבעת הכללים. מכך נובע שלפלואורסנציה באור ירוק יש תפקיד אקולוגי: היא מאותתת ביעילות אל הנמען. מצד שני, בעיני הצפרדעים אין קולטנים שקולטים אור כתום. הצפרדעים שזורחות בכתום נשארות לעת עתה בגדר תעלומה שהמדענים יצטרכו לפענח.