מה מריחים הצמחים

כשות אינה צמח טיפוסי. היא מין צמח מטפס כתום ודק הנפוץ ברחבי צפון אמריקה ועשוי להגיע לגובה של מטר, ולו פרחים לבנים זעירים בעלי חמישה עלי כותרת. ייחודה של הכשות (המכונה גם dodder – צמח רוטט) בכך שאין לה עלים ואין היא ירוקה, משום שאין לה כלורופיל, אותו צבען הקולט את אנרגיית השמש ומאפשר לצמחים להפוך אור לסוכר ולחמצן בתהליך הפוטוסינתזה. הכשות מקבלת את מזונה משכניה: היא צמח טפילי. כדי לחיות, הכשות נצמדת לצמחים פונדקאים ויונקת מהם חומרי מזון על ידי החדרת איברי מציצה אל מערכת ההובלה של הצמח. מה שמרתק בכשות הוא ההעדפות התזונתיות שלה: היא בוחרת אילו שכנים לתקוף.

זרע של כשות נובט כמו כל זרע של צמח אחר. הנבט החדש צומח כלפי מעלה ואילו השורשון החדש מתחתר באדמה. אך אם הצמח הצעיר לא ימצא פונדקאי הוא ימות במהרה. כשנבט הכשות גדל, הוא מניע את קצהו במעגלים ובודק את הסביבה באותו אופן שבו אנו מניעים את ידינו כשעינינו מכוסות או כשאנחנו מחפשים את מתג החשמל במטבח באישון לילה. אף על פי שתנועות הצמח נדמות אקראיות תחילה, אם הכשות צומחת על יד צמח אחר (למשל עגבנייה), במהרה מתברר שהיא פונה וצומחת לכיוון העגבנייה שתספק לה את מזונה. הכשות פונה ומסתובבת וצומחת עד שבסופו של דבר היא מאתרת עלה של צמח העגבנייה. אך במקום לגעת בעלה, הכשות צונחת כלפי מטה וממשיכה לנוע עד שהיא מוצאת את גבעול העגבנייה. במהלך אחרון של ניצחון היא כורכת עצמה סביב הגבעול, שולחת שלוחות מיקרוסקופיות אל תוך השיפה של העגבנייה (צינורות ההובלה הנושאים את המוהל הסוכרי של הצמח), ומתחילה לשאוב סוכרים כדי שתוכל להוסיף לגדול ובסופו של דבר לפרוח.

קונסואלו דה מוראס אפילו תיעדה את ההתנהגות הזאת בסרט. דה מוראס היא אנטומולוגית באוניברסיטת פנסילבניה המתעניינת בעיקר בהבנת האותות הכימיים הנדיפים המאפשרים תקשורת בין חרקים לבין צמחים ובין צמחים לבין עצמם. אחד המחקרים שלה מתמקד בהבנת הדרך שבה הכשות מאתרת את קורבנה. היא הראתה שגבעול הכשות לעולם אינו צומח לעבר עציצים ריקים או לעבר צמחים מלאכותיים, אך תמיד יצמח בנאמנות לעבר צמחי העגבנייה, לא משנה היכן היא מניחה אותם – באור, בצל או בכל מקום אחר. דה מוראס שיערה שהכשות ממש מריחה את העגבנייה. כדי לבדוק השערה זו, הניחו היא וצוות המעבדה שלה את הכשות בעציץ בתוך קופסה סגורה ואת העגבנייה בקופסה סגורה אחרת. שתי הקופסאות חוברו באמצעות צינור שחדר לקופסת הכשות בצד אחד ואִפשר מעבר אוויר בין הקופסאות. הכשות המבודדת צמחה תמיד לכיוון הצינור, ממצא התומך בכך שצמח העגבנייה הדיף ריח שנישא דרך הצינור לעבר קופסת הכשות ושהכשות אהבה את הריח.

אם באמת עקבה הכשות אחר ריח העגבנייה, ייתכן שיהיה אפשר לייצר בושם עגבנייה ולראות אם הכשות תעקוב אחריו. דה מוראס ייצרה "או דה עגבנייה" מתמציות גבעולים שאותן טפטפה על פיסות צמר גפן. את הפיסות הניחה על מקלות בעציצים סמוכים לכשות. כביקורת, היא טפטפה על פיסות צמר גפן אחרות חלק מן הממסים שהיא השתמשה בהם כדי להכין את בושם העגבנייה והניחה גם את המקלות האלה בסמיכות לכשות. כצפוי, היא רימתה את הכשות וגרמה לה לגדול לכיוון צמר הגפן שהדיף ריח עגבנייה בחיפוש אחר מזון, אך לא לכיוון צמר הגפן עם הממסים.

אם תתנו לכשות לבחור בין חיטה לבין עגבנייה, היא תעדיף את העגבנייה. אם תגדלו כשות במקום המצוי במרחק שווה בין שני עציצים, שבהם באחד חיטה ובאחר עגבנייה, הכשות תצמח לעבר העגבנייה.

ברמה הכימית הבסיסית, "או דה עגבנייה" ו"או דה חיטה" דומים למדי. שניהם מכילים ביתא-מירצֶן, תרכובת נדיפה (אחד ממאות הריחות הכימיים הייחודיים המוכרים) שיכולה, בעצמה, לגרום לכשות לצמוח כלפיה. אם כן, מדוע ההעדפה הזאת? השערה ברורה אחת טמונה במורכבות הניחוח. בנוסף לביתא-מירצן, העגבנייה מפיצה עוד שני כימיקלים נדיפים המושכים את הכשות וגורמים לכך שהכשות אינה יכולה לעמוד בפני ניחוח העגבנייה. לעומת זאת, חיטה מכילה רק ריח אחד המושך את הכשות, ביתא-מירצן, ולא את שתי התרכובות הנוספות. כמו כן, החיטה גם מייצרת (z)-3-הֶקסֶניל אַצֶטַט, חומר הדוחה את הכשות יותר מאשר ביתא-מירצן מושך אותה. למעשה, הכשות צומחת הלאה מ- (z)-3-הקסניל אצטט, ומבחינתה החיטה פשוט דוחה.

אוושת העלים

ב-1983 פרסמו שתי קבוצות מחקר ממצאים מדהימים הקשורים לתקשורת בין צמחים, ממצאים שגרמו למהפכה בהבנת צמחים, החל בעצי ערבה ועד שעועית לימה. המדענים טענו שעצים מזהירים זה את זה מפני התקפה ממשמשת ובאה של חרקים. השמועה על אודות מחקרם נפוצה במהרה לתקשורת הפופולרית, ודיווחים על "עצים מדברים" התפרסמו לא רק בכתב העת המדעי סיינס, אלא אף בעיתונות הרגילה ברחבי העולם.

דייוויד רואדס וגורדון אוריאנס, שני מדענים מאוניברסיטת וושינגטון, שמו לב שהסיכוי שזחלים יאכלו עלים של עצי ערבה קטן יותר כשהעצים האלה מצויים בסמיכות לעצים שכבר הותקפו על ידי זחלים. העצים הבריאים הגדלים על יד עצים נגועים היו עמידים לזחלים משום שכפי שגילה רואדס, עלי העצים העמידים, אך לא עלים שנלקחו מעצים נגועים, הכילו תרכובות פֶנוֹליות וטאנינים שגרמו לחרקים לסלוד מהם. המדענים לא הצליחו לאתר מגע פיזי בין העצים הפגועים לשכניהם הבריאים, הם לא חלקו שורשים משותפים וענפיהם לא נגעו זה בזה. משום כך, שיער רואדס שהעצים המותקפים שולחים אל העצים הבריאים מסרים בדמות פרומונים הנישאים באוויר. במילים אחרות, העצים הנגועים מאותתים לשכניהם הבריאים: "היזהרו! הגנו על עצמכם!"

שלושה חודשים לאחר מכן, פרסמו איאן בולדווין וג'ק שולץ ממכללת דרתמות' מאמר מכונן שתמך במחקרו של רואדס. הם חקרו שתילי צפצפה ואדר הסוכר (כ-30 סנטימטר גובהם) שצמחו בכלובי זכוכית אקרילית החסומים לאוויר. הם השתמשו בשני כלובים לניסוי. בכלוב אחד היו שתי אוכלוסיות עצים: ל-15 עצים קרעו שני עלים לשניים, ואילו 15 עצים נותרו ללא פגע. בכלוב האחר היו עצי ביקורת, שכמובן לא נפגעו. לאחר יומיים הכילו העלים שנותרו על העצים הפגועים רמות מוגברות של כמה כימיקלים המעכבים גדילה של זחלים, וכך גם העלים על העצים הבלתי פגועים באותו כלוב. בעצים בכלוב הביקורת לא נצפו רמות מוגברות של כימיקלים. בולדווין ושולץ הסיקו שהעלים הפגועים, אם נקרעו כמו בניסוי שלהם ואם נקרעו על ידי חרקים כמו בתצפית של רואדס על עצי ערבה, שחררו אותות בדמות גזים שאפשרו לעצים הפגועים לתקשר עם הבריאים ולגרום להם להתגונן מפני מתקפה קרבה ובאה של חרקים.

הדיווחים המוקדמים האלה על איתות בין צמחים קיבלו לעתים קרובות תגובות מבטלות ממדענים אחרים שטענו שחסרות בקרות נכונות או שהתוצאות נכונות אך הפרשנות שלהן מוגזמת. אבל במהלך העשור האחרון התברר שוב ושוב שצמחים רבים מתקשרים בעזרת ריחות, ובכלל זה שעורה, לענה ואלמון. על אף שהשפעה של צמחים על שכניהם באמצעות אותות כימיים נדיפים מקובלת כיום כנכונה, נותרה השאלה: האם צמחים באמת יוצרים קשר זה עם זה (כלומר מזהירים במכוון על סכנה הקרבה ובאה), או שמא הצמחים הבריאים פשוט מצותתים למונולוג של הצמחים הפגועים, שלא היה אמור להגיע לאוזניהם?

מרטין הייל וקבוצת המחקר שלו במרכז למחקר ולימודים מתקדמים באירפואטו שבמקסיקו, חוקרים את זן הבר של שעועית לימה (Phaseolus lunatus) כבר כמה שנים כדי לבדוק את השאלה הזאת. הייל ידע שמדענים שמו לב שכשצמח השעועית נאכל על ידי חיפושיות, הוא מגיב בשתי דרכים. העלים שנאכלים על ידי החרקים משחררים תערובת של כימיקלים נדיפים לאוויר, והפרחים (על אף שלא הותקפו במישרין על ידי החיפושיות) מייצרים נקטר המושך פרוקי רגליים אוכלי חיפושיות. בשלב מוקדם של הקריירה שלו, בתחילת שנות ה-2000, עבד הייל במכון מקס פלנק לכימיה אקולוגית ביינה שבגרמניה, אותו מכון שבולדווין מנהל עד היום. וכמו בולדווין לפניו, תהה הייל מדוע שעועית לימה מפיצה את הכימיקלים האלה.

הייל ועמיתיו גידלו צמחי לימה שהותקפו על ידי חיפושיות בסמיכות לצמחי ביקורת שבודדו מן החיפושיות ולא הותקפו, וניטרו את האוויר סביב עלים שונים. הם בחרו ארבעה עלים משלושה צמחים שונים: שני עלים מצמח אחד שהותקף על ידי חיפושיות, עלה אחד שנאכל ואחד שלא; העלה השלישי היה מצמח שכן אך בריא, שלא הותקף; והעלה הרביעי היה מצמח ביקורת שבודד הן מהחיפושיות והן מן הצמחים הנגועים. הם זיהו כימיקלים נדיפים באוויר סביב כל עלה בעזרת מכשיר מתקדם הקרוי גז כרומטוגרף-ספקטרומטר מסות, או GCMS (המופיע לעתים קרובות בסדרה CSI והמשמש גם יצרניות בושם כשהן מפתחות בושם חדש.)

הייל גילה שהאוויר סביב העלים האכולים והבריאים באותו צמח הכיל למעשה תרכובות נדיפות זהות, ואילו האוויר סביב עלה הבקרה לא הכיל גזים אלו. זאת ועוד, האוויר סביב העלים הבריאים של צמחי שעועית הלימה ששכנו בסמיכות לצמחים הנגועים בחיפושיות הכיל אף הוא אותם כימיקלים נדיפים כמו אלו שזוהו סביב הצמחים הפגועים. הצמחים הבריאים גם נאכלו פחות על ידי חיפושיות.

אך הייל לא השתכנע שהצמחים הפגועים "מדברים" עם צמחים אחרים כדי להזהיר אותם מפני סכנות. במקום זאת הוא שיער שהצמחים השכנים מצותתים לריחו של אות פנימי המיועד למעשה לעלים האחרים של הצמח הפגוע עצמו.

כדי לבחון את השערתו, שינה הייל את תכנון הניסוי באופן פשוט אך גאוני. הוא השאיר שני צמחים זה ליד זה, אך אטם את העלים הפגועים בשקיות פלסטיק למשך 24 שעות. כשבדק שוב את ארבעת סוגי העלים כמו בניסוי הראשון, התוצאות היו שונות. בעוד העלים הפגועים המשיכו להפיץ את אותו הכימיקל כבניסוי הראשון, העלים האחרים על אותו צמח ועל צמחים סמוכים דמו כעת לצמח הביקורת: האוויר סביבם היה נקי.

הייל וקבוצתו פתחו את השקית סביב העלה המותקף, ובעזרת מאוורר קטן המשמש לרוב כדי לקרר שבבים זעירים במחשב, הם הפנו את האוויר לאחד משני כיוונים: או לעבר עלים סמוכים באותו צמח, או הרחק מן הצמח. הם בדקו את הגזים ששוחררו מעלים שנמצאו במעלה הגבעול ומדדו כמה נקטר הם ייצרו. העלים שעליהם נשב האוויר מן העלה הפגוע החלו להדיף אותם הגזים בעצמם, וגם ייצרו נקטר. אך בעלים שלא נחשפו לאוויר מן העלה הפגוע לא חל כל שינוי.

התוצאות היו משמעותיות משום שהן הראו שגזים המשוחררים על ידי עלה פגוע חיוניים כדי שאותו הצמח יגן על עליו האחרים מפני מתקפות עתידיות. במילים אחרות, כשעלה מותקף על ידי חרק או חיידק, הוא משחרר ריחות המזהירים את אחיו העלים להגן על עצמם מפני התקפה, בדומה למגדלי השמירה בחומת סין שהבעירו מדורות כדי להזהיר מפני הסתערות אויבים.

הצמחים השכנים מצותתים לשיח הריחות הסמוך, המספק להם מידע חיוני כדי להגן על עצמם. בטבע, אותות ריח אלו נקלטים במרחק של לפחות מטר (אותות נדיפים שונים יעברו מרחקים קצרים או ארוכים על פי תכונותיהם הכימיות.) בשביל שעועית לימה, הגדלה לרוב בצפיפות, זהו מרחק שיש בו די כדי להבטיח שאם צמח אחד שרוי בצרה, השכנים שלו ידעו על כך.

האם צמחים מריחים?

צמחים מדיפים למעשה צרור ניחוחות. דמיינו את ניחוח הוורדים כשאתם פוסעים בשביל של גינה בקיץ, או את ריח הדשא שאך זה נקצר בשלהי האביב, או את ריחו של יסמין הפורח בלילה. בלי להסתכל, אנחנו יודעים מתי פרי מוכן לאכילה, ואיש ממבקרי הגנים הבוטניים אינו יכול להתעלם מן הריח הדוחה של הפרח הגדול (והמסריח) בעולם, הלוף הענק (Amorphophallus titanium) המוכר יותר כפרח הגווייה. (למרבה המזל הוא פורח רק פעם בכמה שנים.)

רבים מריחות אלו משמשים לתקשורת מורכבת בין צמחים לבין בעלי חיים. הריחות גורמים למאביקים שונים לפקוד את הפרחים ולמפיצי הזרעים לפקוד פירות. וכדברי הסופר מייקל פולן, הריחות האלה יכולים אפילו לפתות אנשים להפיץ את הפרחים ברחבי העולם. אבל כפי שראינו הצמחים אינם רק מפיצים ריחות, אלא הם גם ללא ספק מריחים צמחים אחרים.

מובן שלצמחים אין עצבים קולטי ריח המתחברים למוח המפרש את האותות. אבל הכשות, הצמחים של הייל וצמחים אחרים בטבע מגיבים לפרומונים בדיוק כמונו. צמחים מזהים כימיקלים נדיפים באוויר, והם ממירים את האותות (ללא מערכת עצבים) לתגובה פיזיולוגית. אפשר בוודאי להגדיר זאת חוש ריח.

המאמר עובד לכתבה מתוך הספר "מה יודע הצמח: מדריך שדה לחושים", מאת דניאל חיימוביץ', על פי הסכם בין סיינטיפיק אמריקן לבין פרר, שטראוס וגירו בע"מ (צפון אמריקה), וואן וורלד (בריטניה), סקרייב (אסטרליה וניו זילנד), קוואדה שובו שישה (יפן). זכויות יוצרים © 2012 מאת דניאל חיימוביץ. הגרסה העברית קיבלה את אישור המחבר.