כיצד משוחחים הצמחים זה עם זה?

17/09/2012 בשעה 16:39 | פורסם בהספרייה המדעית | סגור לתגובות על כיצד משוחחים הצמחים זה עם זה?

יכולתם של מיני צמחים לתקשר אחד עם השני ידועה מזה זמן רב, אבל דומה כי עובדה זו דווקא נתפשת אצל הספקנים כמדע בדיוני מוחלט. בני האדם מתקשים באמת להאמין שצמח מסוים מסוגל לדבר אל צמח אחר בשפתם, וזה יבין את המסר שלו היטב. ברם, אין אמת רבה מזו. לצמחים יש שפה משלהם, ולא רק שהם משוחחים זה עם זה ללא הרף, אלא שהחוקרים גילו ביניהם כאלה שהם פטפטניים במיוחד, וכאלה שהם שתקניים בדרך כלל, וישנם אפילו אילמים וחירשים, שאינם מסוגלים להעביר מסר כלשהו, או מסר מובן, או שאינם יכולים לקלוט אותו או לפענחו.

נשאלת השאלה מדוע מתקיימת הספקנות בהקשר זה אצל ההדיוטות. מדוע אפילו השאלה עצמה נתפשת אצלם כה מוזרה. כפי הנראה, חשדנותם נובעת מן האמונה שצמחים אינם יצורים בעלי חישה. מיד ישאלו כיצד הם מפיקים את קולם – אם נתעלם מרחש העלים המתנדנדים ברוח – ואיך הם יכולים לשמוע אותו. ואז תופיע שאלתם הסופית: ללא מוח המפקח על מערכת עצבים, כיצד יבינו מה אומרים להם צמחים אחרים, ואפילו יבינו, איך יוכלו להגיב לאותו שדר. תמיד יצוץ ברנש כלשהו ויתהה: גם אם נניח שמקצה היער ועד קצהו תועבר אזעקת שריפה וכולם יבינו את פירושה, מה אז? האם העצים מסוגלים לחפור את עצמם אל תוך הקרקע כדי להימנע מן האסון העומד לפקוד אותם? לפני שננסה להשיב לו, הבה נבחן מה הוא רוצה לומר, בעצם? לדעתו, מאחר שלצמח אין יכולת להגיב בזמן קצר למתרחש סביבו, אז ברי שאינו נזקק ליכולת של שידור המסר וגם ליכולת של קליטתו. יכולות אלה, לכאורה, לא תועלנה לו. על כן, הוא מפקפק בתועלת האבולוציונית שלהן עבור הצמחים. ואם אין תועלת כזאת, הרי ודאי שגם לא התפתחו במרוצת הזמן.

אם נקדיש מעט מחשבה לסוגיה, ניווכח לדעת כי הצמחים מסוגלים לחוש מה מתחולל בתוכם ומה קורה סביבם. זוהי חישה כימית, בדרך כלל. אלמלא יכלו הצמחים לחוש את המתרחש באיבריהם הפנימיים, איך יכולים היו לדעת לאן יש לייצא את התרכובות האורגניות שנוצרו בעליהם מפחמן דו-חמצני, בעזרת האור ובנוכחות המים? הצמחים צריכים לייצא את התרכובות הללו לשורש ולפרחים בכמות הנדרשת להם, ונהיר למדי כי מתקיימת בתוך הצמח מערכת תקשורת המעבירה את המידע הנחוץ בין חלקיו השונים. הפרח חש מהם החומרים ומהי כמותם אשר להם יזדקק, ואת תוצאות חישתו הוא משדר לעלים. הם, בתורם, קולטים את השדר, מפענחים אותו, ומעבירים בדיוק את כמות החומרים שנזקק להם הפרח. גם אי-היענותם לצרכיו מהווה מסר משלהם. אולי הם לא קיבלו את מסרו של הפרח, אולי מוטל עליו לשדר אותו מחדש וביתר עוצמה.

הצמחים גם מסוגלים לחוש את המתרחש בסביבתם החיצונית. הם חשים את עוצמת האור וכיוונו באמצעות שינויים כימיים המתחוללים בתוכם, ולראייה, פרחים פורחים ביום ונסגרים בלילה. בעזרת שינויים כימיים אחרים, חשים הצמחים גם את עוצמת כוח הכובד ואת כיוונו. הן ידוע כי השורש גדל תמיד בכיוון מטה, אפילו תהפכו את הצמח על ראשו. כמה מן הצמחים אף חשים בפעילות חשמלית. הצמח הטורף, דיונאת הזבובים (Dionaea muscipula), גדל בקרקע דלת מינרלים, ולכן עליו להשיגם בדרך אחרת לשם קיומו. קצות עליו משמשים מלכודת ומעוצבים כשתי אונות. לאורך שוליה החיצוניים של המלכודת מפרישות הבלוטות צוף מתוק לשם פיתיון. על שטחה הפנימי של כל אונה נמצאים שלושה זיפים המשמשים להפעלת מנגנון הלכידה. כאשר נוגע דבר-מה בזיף יחיד לא קורה מאומה. אולי זו טיפת גשם ולא טרף רב-ערך. רק כאשר חשים שלושת הזיפים במגע יחדיו, או בזה אחר זה בפרק זמן קצוב בן שניות אחדות, הם מחוללים זרם חשמלי. הזרם גורם למשיכת שתי האונות זו אל זו, והמלכודת נסגרת מיד. חומרי עיכול המופרשים פנימה מפרקים את גוף הטרף, וחלקיו הרכים נספגים בדפנות העלים. בדומה לדיוניאה, גם מימוזה ביישנית (Mimosa pudica) משתמשת באיתותים חשמליים כדי לקפל את עליה כשנוגעים בהם. תנועת הצמח מרתיעה חרקים מסוימים ומבריחה אותם, ואילו חרקים אחרים פשוט נופלים מהצמח בשל תנועתו. אפשר כי מדובר במנגנון הגנה מפני מזיקים.

הצמח לא רק מתקשר עם סביבתו הפנימית, אלא גם יוצר קשר עם מינים אחרים של יצורים. התקשורת שמתקיימת בתוכו והתקשורת עם החוץ הן בעלות מאפיינים דומים, והחלוקה לסוגיהן היא שרירותית רק בפי האדם. ידועה משכבר הקריאה של הקטניות לחיידקי ריזוביום (Rhizobium) להתיישב בשורשיהן. בלית מינרלים חיוניים בקרקע, הן יוצרות חומר המושך את החיידקים אליהן. אלה מתרבים בשורשים ומשתמשים בחנקן אטמוספרי כדי ליצור תרכובות הנחוצות לצמחים. בתמורה, מסופקים להם חומרים המופקים בתהליך הפוטוסינתזה. הצמחים גם קוראים אליהם בעלי חיים באמצעים ויזואליים וריחניים על מנת שייטלו חלק ברבייתם. החרקים והציפורים מאביקים את הפרחים ומפיצים לכל עבר את זרעיהם. הצמחים אפילו קוראים לאויבי מזיקיהם כדי לבוא ולסלק אותם מעליהם. הם עושים זאת על ידי שחרור חומרים נדיפים ייחודיים שמזעיקים את הטורף בתגובה לנזק שגרם הטפיל, שממנו הוא ניזון, לרקמות הצמח. ראו גם בהרחבה: הדילמה המסובכת של צמחים – משיכת בעלי חיים והרחקתם.

מה קורה כשהצמח משחרר תרכובות נדיפות לסביבתו? עליו של עץ הערבה שנגועים במזיק ספציפי, מפיצים את התרכובות הללו כדי שעלים אחרים השייכים לאותו עץ ייצרו חומרים שיהפכו אותם לפחות טעימים. אולם, עץ הערבה אינו חי לבדו בסביבה. גם עצי ערבה אחרים שגדלים לידו קשובים למתרחש בקרבתם. עליהם קולטים את התרכובות הנדיפות, ואף הם משנים את הרכבם הכימי כדי להיות בלתי טעימים עבור המזיק הספציפי. בתורם, גם הם, כנראה, משחררים חומרי התראה נדיפים לסביבה, אף שעדיין לא נפגעו. כך נוהגת האפונה בתנאי עקה. שכנותיה אשר קולטות את המסר שלה ממשיכות להפיץ אותו ביניהן מבלי שתוכלנה לאמת אותו. מכיוון שהצמחים מפיצים קודם כל עבור עצמם את המסרים, מעיד הדבר על כך שהם אמינים. הצמח לא ישקר לעצמו. אם נוכל לחבר אותו לפוליגרף באחד הימים, הוא יימצא דובר אמת.

התפשטות ההתראה במרחב אין משמעה כי מדובר בהגנה הדדית מכוונת. המינים עודם מתחרים זה בזה, אולם הרווח לכולם במקרה דנן ברור היטב: אפשר כי הצמח מעדיף להתחרות עם פרטים אחרים באמצעים פחות הרסניים, מאשר לקוות כי הארבה יהיה שבע לאחר שיחסל את כל שכניו. למעשה, אם לצמח ישנה יכולת להתריע בפני עליו מפני הגעת מזיקים, גם במחיר שצמחים מתחרים יקבלו את המסר, והוא לא משתמש ביכולתו זו לעולם, אז האסטרטגיה שלו היא "תמות נפשו" עם מתחריו. מתישהו, האנוכיות הקיצונית שלו תביא לאובדנו, אם כולם ינהגו כמותו. כמו כן, יש לדעת, כי אומנם מתחרים ביניהם פרטים בני אותו מין, אבל יש להם מטרה משותפת – מותאמות, קרי לשרוד ולהתרבות בהצלחה. הם נזקקים זה לזה לצורך רבייה מינית, וככל שיתמעטו, כך יגדל הסיכון לכיליונם. הם אינם יכולים להסתמך רק על רבייה אל-מינית, מפני שהשונות הגנטית שלהם לא תגדל, והם מחויבים בהגדלתה כדי להתגונן מפני סכנות עתידיות. הסלקציה הטבעית תברור מתוכם את הסתגלניים ביותר בעת הצורך והמין ישרוד.

יצדקו אלה שיאמרו כי ידוע עד כה בעיקר על צמחים שמדברים לעצמם, ואחרים בסביבתם מקשיבים להם. הם יאמרו כי אין זו שיחה של ממש, אבל טעות היא בידם. ניסוי שערכתי לפני שנים רבות בקרב ילדים הציג זאת היטב. הושבתי שלוש תלמידות בחדר אחד, כשהיה ידוע לי ששתיים מהן מצויות ברוגז אחת עם השנייה כבר זמן רב. במהלך ההקלטה אשר לה הקשבתי, לא חדלו הצ'ילבות הוותיקות להעביר מסרים זו לזו באמצעות שיחה כביכול עם הילדה השלישית. התקיים, אפוא, שיח משולש ממשי ביניהן. אחרי כן, הוצאתי את הילדה המתווכת, ואז קרה דבר בלתי צפוי: אחת הצ'ילבות החלה לדבר אל עצמה, אך כיוונה את דבריה אל הצ'ילבה האחרת, ואילו זו ענתה לה בתגובה דרך דיבור עם עצמה. יש לומר כי שתי הבנות לא השלימו זו עם זו, אף לאחר שבועות רבים מאז בוצע הניסוי. הצמחים מדברים אל עצמם, אבל הם יכולים לדעת האם מקשיבים להם, בקצב האיטי שלהם, וזהו סוג של תקשורת דו-צדדית לכל דבר. למשל, החוקרים חושדים כי מבין הצמחים האללופתיים (Allelopathy) ישנם מינים הנוהגים לשגר מסר כימי כלשהו לצורך התקשורת הפנימית, אך כתוצאת לוואי מתפשט המסר גם בסביבתם, וכשהאללופתיים קולטים את התגובה הכימית אליו, רק אז הם יודעים כי מתחרים מצויים בקרבתם, והם משחררים לקרקע חומרים מעכבי גדילה.

לפעמים זוהי תקשורת חד-צדדית. כולם מכירים את הופעתה במטבח הביתי. כשמניחים בננה עם אבוקדו בלתי בשל בתוך שקית, קצב הבשלתו גובר. הבננה ממשיכה לייצר אתילן גם לאחר שנקטפה, אך לא כך נוהג האבוקדו. האתילן מפעיל שרשרת של תהליכים שבסופם הפרי מבשיל. אם לא היה נקטף, היה מקבל האבוקדו בזמן המתאים את המסר להבשיל מן העץ שעליו גדל. התקשורת אינה חייבת להיות מוכוונת באופן בררני. די לה בצד משדר ובצד קולט כדי להתקיים. עץ המפריש את החומר Strigolactone עושה זאת לצורך העברת מסר פנימי: הסתעפות ענפיו לענפים נוספים, ולצורך העברת מסר חיצוני: עידוד פטריות סימביונטיות לגדול בין שורשיו, בקשר הדדי הקרוי מיקוריזה. אולם, העלקת, שהינו צמח טפיל, קולט גם הוא את המסר ונובט בנוכחותו של חומר זה. ודאי שמתקיימת כאן תקשורת בין העץ לבין הטפיל, ולבטח אין היא רצויה לעץ. הטפיל השתלט על ערוץ התקשורת של העץ לשם צרכיו, כמו מרגל המאזין לתשדורת האויב ופועל לפיה. העץ יצטרך להילחם בטפיל באמצעים אחרים.

לצמחים ישנה גם רגישות לגלי הקול. הימצאותם של קטני אמונה בעולמנו אין משמעה שהאמונה אינה נכונה ביסודה. כשבדקו בניסויים מבוקרים צמחים שהשמיעו להם צלילים בתדר מסוים, נתגלה כי הם גדלים בכיוון הקול. וכפי שטוענים קטני האמונה, אולי אין משמעות חיונית ליכולת קליטת הקול של הצמח, אם איננו יכול להשמיע קול גם בעצמו. ואכן, שורשיהם של צמחי תירס, כך מתברר, מפיקים קולות נקישה כל העת, ושכניהם מגיבים, לפי הסברה, לקולות הללו בהשמעת נקישות משלהם. האם משוחחים הם ביניהם כדרכנו? קשה להניח זאת. קרוב לוודאי, בשפה הפשוטה של הצמחים, משמש הקול רק כדי להשמיע אזעקה, ואחרים מגיבים אליו בהפעלת מנגנוני הגנה מוקדמים ובהשמעת אזעקה משלהם. מפני שריפת יער אולי לא יוכלו להגן על עצמם, אבל דרך מסר שמתפשט בסביבה כולה אולי מסוגלים יהיו להתגונן מפני יובש מתקרב על ידי סגירת הפיוניות בעליהם. הצמחים יודעים לעשות זאת באמצעים כימיים. אם יש ברשותם גם אמצעים להשמיע קול, ויכולת לחוש בו, מדוע, אפוא, שלא ישתמשו בקול לצורך זה?

לקריאה נוספת:

Ian Baldwin & Jack Schultz. 1983. Rapid changes in tree leaf chemistry induced by damage: evidence for communication between plants. Science, Vol. 221, No. 4607: 277-279

Marcel Dicke & Maurice Sabelis. 1988. How plants obtain predatory mites as bodyguards. Netherlands Journal of Zoology, Vol. 38, No. 2-4: 148-165

Omer Falik, Yonat Mordoch, Lydia Quansah, Aaron Fait & Ariel Novoplansky. 2011. Rumor Has It…: Relay Communication of Stress Cues in Plants. PLoS ONE.

Monica Gagliano, Stefano Mancuso & Daniel Robert. 2012. Towards understanding plant bioacoustics. Trends in Plant Science, Vol. 17, Issue 6: 323-325

מודעות פרסומת

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