הבקרה ההורמונלית של התנשלות חרקים

10/03/2007 בשעה 16:43 | פורסם בהספרייה המדעית | סגור לתגובות על הבקרה ההורמונלית של התנשלות חרקים

גופם של כל החרקים מכוסה קוטיקולה, שכבה חסרת תאים המשמשת שלד חיצוני. גדילת החרקים מוגבלת על יד הקוטיקולה הקשיחה, ולכן משיל החרק את הקוטיקולה מפעם לפעם עד הגיעו לגודלו המירבי. רודניוס מנשק (Rhodnius prolixus), מין של פשפש מוצץ דם המצוי באמריקה הדרומית, מתפתח לצורת בוגר בדרך של חמש דרגות נימפה. בכל דרגה ודרגה הוא זקוק לארוחת דם, ושבועות מספר אחרי ארוחה כזו הוא מתנשל על ידי השלת הקוטיקולה החיצונית שלו. באותה עת הוא כבר נכון לשוב ולמצוץ דם כהכנה לנשל הבא.

כשעורפים את ראשה של הנימפה לפני תקופה קריטית מסוימת, החלה ביום השביעי, אין מתרחשת ההתנשלות הסופית, אם כי הפרט עשוי להוסיף ולחיות שנה ויותר. אולם, אם כריתת הראש נעשית ביום השמיני או אחריו, יתנשל הפרט ויתפתח לבוגר נטול ראש. הפיסיולוג האנגלי וינסנט ו'יגלסו'ורת' (Vincent Wigglesworth) נטל דם מפרט שנערף ראשו כעבור שמונה ימים או יותר אחרי ארוחתו, והערה אותו לתוך פרט שנכרת ראשו לפני התקופה הקריטית. פרט זה התנשל בהשפעת הדם שעורה לתוכו, והחוקר הסיק כי ההתנשלות נתונה לפיקוחה של הפרשה פנימית מן הראש.

עירוי הדם בפשפשים נעשה באמצעות צינורית זכוכית דקה המחוברת בין הפרט התורם והפרט המקבל. כשנוטלים נימפה הנמצאת בדרגת התפתחותה החמישית, אשר אכלה את ארוחת הדם שלה, והתקופה הקריטית כבר חלפה עליה, ומחברים אותה באמצעות הצינורית לנימפה הנמצאת בדרגת ההתפתחות הראשונה, דמה של המבוגרת יותר יגרום לנימפה הצעירה וזעירת המימדים, שאך לפני זמן קצר בקעה מביצתה, לפתח איברים אופייניים לחרק הבוגר, ובכך תלבש צורה של בוגר ננסי.

ו'יגלסו'ורת' חקר את הקשר בין גדילה והתנשלות אצל פשפש זה, וגילה את שלבי התהליך כולו: לאחר ארוחת הדם מתמתח המעי של הפשפש. התמתחות המעי מגרה רצפטורים המצויים על דופנותיו. הרצפטורים מעבירים דחפים עצביים אל התאים הנוירוסקרטוריים (neurosecretory cells) שבמוח. התאים האלה מצויים גם בגנגליונים של מערכת העצבים המרכזית, והם מקשרים בינם ובין המוח לבלוטות האנדוקריניות. הם נבדלים מתאי עצב אחרים ביכולתם ליצור ולהפריש חומרי הפרשה עצביים (neurosecretion). חומרים אלה עשויים להיות הורמונים המשפיעים ישירות על איברי המטרה, או חומרים המעוררים יצירה והפרשה של הורמונים בבלוטות אחרות.

גופי הלב (corpora cardiace) מכילים את קצות האקסונים של התאים הנוירוסקרטוריים. אלה הם זוג איברים הצמודים לעורק ואף מהווים חלק מדופנותיו. התאים שלהם מייצרים הורמונים הקשורים בוויסות קצב פעימות הלב, אך הם ממלאים גם תפקיד בהתנשלות. הם מאכסנים את חומרי ההפרשה העצבית המגיעים אליהם ומפרישים אותם אל הדם. הפרשה זו מעוררת את בלוטות קדמת החזה ליצור את הורמון הנשל הקרוי אקדיזון (ecdyson). הורמון זה פעיל בכל הנשלים, ובלעדיו אין ההתנשלות יכולה לצאת אל הפועל.

ו'יגלסו'ורת' תהה, כמובן, מדוע מארבעת הנשלים הראשונים מתפתחת דרגה נוספת של נימפה, ואילו מן הנשל החמישי יוצא חרק בוגר. את התשובה לכך מצא כשגילה את הורמון הנעורים (Juvenile hormone), הקרוי כך על שום היותו מעכב את התפתחותה של צורת הבוגר. הורמון זה מופרש מתאים בלוטיים בגופי הכנף (Corpora allata). אלה הם זוג איברים הנמצאים משני צידי הוושט. הם מתקשרים אל גופי הלב באמצעות עצבים הכוללים בתוכם סיבי עצב, הנמשכים מתאי ההפרשה העצבית אשר במוח. עצב נוסף מקשר גם בין גופי הכנף והגנגליון התת-וישטי.

בארבעת הנשלים הראשונים, נוכחותו של הורמון הנעורים מביאה ליצירתה של דרגת נימפה נוספת, ואילו בנשל האחרון גופי הכנף נעשים בלתי פעילים, הורמון הנעורים לפיכך נעדר, ואז אקדיזון גורם להתהוותה של צורת הבוגר. כאשר נוטלים גופי כנף מנימפה מדרגה צעירה יותר ושותלים אותם בתוך נימפה מן הדרגה החמישית בטרם התנשלותה, הורמון הנעורים מונע את התפתחותם של סימני הבוגר, וכתוצאה מכך מתקבלת תחת החרק הבוגר נימפה בת דרגה שישית מלאכותית.

Advertisements

יצירה של אתר חינמי או בלוג ב־WordPress.com.
Entries וכן תגובות feeds.