האם כדאי לדבר לצמחים? אולי כן...
ב-1986 אמר הנסיך צ'רלס בראיון טלוויזיה, שמאוד חשוב לדבר לצמחים והם מגיבים כאשר מדברים אליהם. ב-2007 טען מדען מדרום קוריאה בשם מי־ג'אונג ג'אונג שהוא ניגן את "סונטת אור הירח" לצמחי האורז שלו כדי לעודד אותם לגדול ולפרוח מוקדם יותר.
אלו רק שתי דוגמאות מני רבות להשערות שהועלו, לפיהן אם נדבר לצמחים הדבר יסייע להם לגדול. עד למרץ האחרון היה זה לא יותר מאשר מושא לסאטירה.
אולם במרץ האחרון הוכרז בבריטניה מחקר מטעם החברה המלכותית לגננות (RHS) התומך בהשערה זו בדיוק. במשך 30 יום ייבדקו גידולי עגבניות בסארי שליד לונדון. נשאלת השאלה, האם העגבניות יקשיבו לקולות שיושמעו להן באמצעות אוזניות מכשיר ה-MP3 שיוצמדו לעציצים בהם הן גדלו? הגידולים יימדדו לפני הניסוי, במהלכו ואחריו, וישוו את הצמחים המאזינים ל-MP3 עם צמחים שלדאבונם הרב לא ניתן להם MP3. הגנן קולין קרוסבי טוען שקולות מסוימים (לבטח קולה הערב של מלכת בריטניה. או שמא קולו של הנסיך צ'רלס?) מעודדים גידול בריא של העגבניות. המחקר שהוכרז באביב התקבל בבריטניה בקריאות אחד באפריל. אבל הגנן אמר: קחו זאת ברצינות, רבותיי. רצוי למצוא את מיקס הקול האנושי המתאים לעידוד גידול הצמחים. ה-BBC דיווח, כי מצפים שההקלטות ב-MP3 יכילו שירים, שירי ערש, סיפורים, שירים ואפילו חרוזים מאת שייקספיר. העיקר שהקולות יהיו בין 125 הרץ ל-250 הרץ – הטווח שמשפיע על הביטוי הגנטי בצמחים ומסייע להם לגדול. זהו. דברו לצמחים, ובבריטניה אפילו תקבלו עצה כיצד ובאיזה תדר...
שיח עגבניה (מקור: MorgueFile)
צמחים ישראליים מדברים אלינו
ועתה נשאלת השאלה, מה יקרה אם תקשיבו למה שיש לצמחים לומר לכם? זוכרים את הסרט חנות קטנה ומטריפה? הצמח אודרי 2 הרעבה מדברת לסימור העני וגדלה בחנות הצמחים. מחקר משנה שעברה מצביע על צמחים ישראלים שמדברים אלינו. האם בישראל מתרחשים דברים מוזרים יותר מאשר באנגליה? בכל אופן, אודרי 2, את לא לבד בעציץ.
ד"ר יוליה פנחסוב – שהייתה בשעתו דוקטורנטית בהנחייתו של פרופ' צבי דובינסקי מהפקולטה למדעי החיים על שם גודמן באוניברסיטת בר אילן, גלתה שצמחים יכולים לומר לנו האם גופי מים הם בטוחים או מזוהמים. כמובן שלמחקר השלכות על בעיית המים באזורנו. הגילוי יכול להזהיר על זיהומים ורעלים במי השתייה.
שני החוקרים פתחו טכנולוגיה שיכולה "להקשיב" לקולות שצמחי אצות מיקרוסקופיים משחררים אל תוך גוף של מים מזוהמים. הטכנולוגיה עובדת על עיקרון הפוטוסינתזה (התהליך של המרת אור שמש לאנרגיה כימית בצמחים). החוקרים מקרינים את הצמח המיימי בלייזר ירוק. אחר כך הם בודקים את קצב הפוטוסינתזה של צמחי האצות שגדלות במים. אם הצמח מממש את מלוא פוטנציאל הפוטוסינתזה, סימן הוא שהוא בריא.
אולם כאשר צמח האצה לא מימש את הפוטנציאל הפוטוסינתטי המלא שלו, פירוש הדבר שמשהו לא בסדר איתו. במצב זה הצמח ישתמש בחלק מאור הלייזר וימירו לאנרגיה שהוא אוגר, כאשר השאר מומר לחום. חום זה גורם למים להתפשט ולכן ליצור שינויים בלחץ. שינויים אלה הם למעשה גלי קול של ממש שניתן לאספם על ידי הידרופון – מיקרופון מיוחד שמתוכנן למים. בהתבסס על כמות אנרגיית האור שמומרת לחום ולקול, החוקרים יכולים לחשב את השארית שנבלעה על ידי הצמח, וכך ללמוד על מצבו. אם למשל הצמח סובל מהרעלת עופרת, תוצאה של פסולת שהושלכה לגופי מים, כגון סוללות ושאריות ממפעלי צבע, הוא ייצור קולות שונים מצמח בריא.
המצאה חדשה: הצמח מתקשר בטלפון ואומר: תשקו אותי
Botanicalls הוא פרויקט בריטי שמחבר צמחים לאדמה, לחיישנים ולמעגל חשמלי. דרך החיישנים עובר מידע על רמת הלחות של האדמה. אחר כך המידע עובר ללוח מחשוב, שמעביר את המידע לרשת ואז הנתונים עוברים למאגר ולמערכת טלפוניה. מערכת הטלפון מבצעת את שיחת הטלפון לדודה הבריטית הדאגנית, שאוהבת את הצמחים שלה בעציצים. כאשר היא מרימה את השפופרת, הצמח (כלומר, קול אוטומטי) אומר לה: "אני צמא, תשקי אותי".
צמחים ובקטריות מדברים יחד ביניהם
שנה אחרי מחקרם של פנחסוב ודובינסקי, גילו חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בדייויס , בראשות פתולוגית הצמחים פמלה רולנד, שמולקולת רצפטור בצמח נצמדת למולקולה פולשת מסוימת בבקטריה ויחד שתיהן מגנות מפני פלישת בקטריה אחרת הגורמת למחלות. בניגוד לחיות, צמחים לא יוצרים נוגדנים נגד מחלות. נראה שנתגלתה כאן איזו שהיא הגנה לא ידועה שהיא חלק ממערכת חיסון הצמח. כלומר, צמחים ובקטריות מתקשרים זה עם זה על ידי מולקולת איתות בקטריאלית שמתחברת לרצפטור מסוים בצמחי אורז (בניסוי הספציפי הנדון) כדי לסלק מחלה הרסנית לצמחים. את הממצאים פרסמו החוקרים בכתב העת Science ב-6 בנובמבר.
האם צמחים יכולים לדבר בינם ובין עצמם?
ביוני האחרון יצא מחקר חדש מבית מדרשן של אוניברסיטת קליפורניה בדיוויס ואוניברסיטת קיוטו באוֹצוּ שביפאן, שמראה שיתכן כי צמחים "מדברים" זה עם זה באמצעות שליחת אותות כימיים ביניהם.
החוקרים יצרו עותקים משובטים גנטית של צמחי לענה משוננת, צמח הגדל בר בארה"ב. הם שתלו את הצמחים בשמורה של אוניברסיטת קליפורניה. חלק מהעותקים נשתלו ליד הצמח המקורי, וחלק ליד צמח לענה שאין לו קשר גנטי־משפחתי להם. אז גרמו החוקרים נזק לצמחים הנשתלים, בצורה שמחקה נזק שהיה עושה חרגול או אוכל עשב טבעי אחר. אחר־כך הם חיכו בסבלנות שנה שלמה. הם חזרו לאותו מקום אחרי שנה, וגילו להפתעתם שהצמחים שגדלו ליד העותקים המשובטים שלהם ידעו לזהות את הסכנה ששמה חרגול, להיזהר מחרגולים ולשקם את עצמם לאחר הנזק. הם סבלו מ-42 אחוז פחות נזק מאוכלי עשב למיניהם לעומת הצמחים שגדלו ליד פרטים שאינם קשורים אליהם גנטית.
לענה משוננת
המסקנה של החוקרים הייתה שהצמחים שהיו בני אותה משפחה והיו סמוכים זה לזה, איכשהו ידעו להזהיר אחד את השני שעומדת להגיע מתקפה של אוכלי עשב ולומר לשכן שלהם: "הי, תגן על עצמך עכשיו מפני החרגול!" בצורה זו הם ידעו להכין את עצמם למתקפה ולהתגונן מאיומים בצורה אפקטיבית יותר. כלומר, השיבוטים של צמח הבר המקורי תקשרו ביניהם וידעו לשתף פעולה זה עם זה כדי למנוע מהחרגולים לאכול אותם. אולם הצאצאים שנשתלו רחוק לא ידעו להזהיר את אלה שהיו יותר רחוקים מהם גנטית. מכאן מסתבר שלצמחים יש מנגנון להתנהגות מתוחכמת יותר משחשבו.
המחקר פורסם בכתב העת "מכתבי אקולוגיה" על ידי ריצ'רד קָארבָּן וקָאוֹרי שיוֹג'ירי. הוא מעלה את האפשרות שצמחי בר יכולים להבחין בין צמחים שזהים להם גנטית לבין אלה ששונים מהם. חיות, כידוע, מעדיפות פעמים רבות לסייע לקרוביהן דווקא. אולם העדויות לכך שצמחים יכולים להתנהג כמו חיות המגוננות על קרוביהן לא היו חד משמעיות. ניסויים מסוימים הראו, שכאשר שורש של צמח צומח בסמוך לזה של צמחים שאינם קשורים אליו, השניים ינסו להתחרות על מקורות המזון והמים. היו ניסויים שהראו שאם ניקח צמח, ניטול ממנו שני שורשים, ונשתול אותם באדמה זה ליד זה, שני השורשים עדיין יתחרו זה עם זה על מקורות המזון והמים.
אולם הניסוי של קארבן ושיוג'ירי מראה מקרה שבו הצמחים משתפים פעולה זה עם זה. ויותר מכך, המחברים מעלים את ההשערה שצמחים אחרים מתנהגים באותו האופן. החוקרים אינם יודעים כיצד הצמחים "מדברים", אבל הם מעלים את ההשערה, שכנראה הם עושים זאת באמצעות אותות כימיים נדיפים. כאשר צמח אחד מותקף על ידי אוכל עשב, הוא פולט כימיקלים מסוימים לאוויר, ובכך הוא מזהיר את חבריו מסביב כדי שיתגוננו. או יתכן שהצמח המותקף ממלא את עליהם של שכניו בכימיקלים המזיקים לאוכלי העשב כמו החרגולים ומבריחים אותם. או אולי הוא מזיז באופן פיזי את הגבעולים והעלים של שכניו בדרך כלשהי כדי לגרום להם להיות פחות טעימים. המכניזם עדיין לא ידוע. בכל מקרה, מחקר כזה יכול להועיל מאוד לגננים ולמי שהצמחים בגינה ובעציצים יקרים ללבו. כל עוד הצמחים לא מתכננים אי שם בתוך העציצים איזו מזימה נגד האנשים, התקשורת ביניהם חיובית ואולי אף חסכנית במים ובחומרי דישון.
בקטריות מדברות בינן לבין עצמן
חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן־דייגו פיתחו אמצעים שמאפשרים להבחין בתקשורת בין אוכלוסיות בקטריות שונות. המחקר מראה כיצד בקטריות "מדברות" זו עם זו (בשפת החיידקים כמובן). אם הבקטריות מדברות ביניהן ומשתפות פעולה, ניתן לתקוף אותן בהתאם למידע חדש זה.
למעשה, החוקרים תיארו דרך חדשה שבה ניתן להבחין במאבק, כמו גם בשיתוף פעולה, בין הבקטריות. כאשר בוחנים את האנטיביוטיקות שבהן אנו משתמשים, הרבה מהן זוהו כתוצרים טבעיים שאותם יצרו בקטריות, כמו למשל הפניצילין. בסביבתן הטבעית משתמשות הבקטריות בתרכובות אלה כאנטיביוטיקות כנגד סוגים אחרים של בקטריות המתחרות עמן על המשאבים. המחקר החדש יצר שיטה שיכולה לנטר ישירות את היצירה והשחרור של מולקולות התרכובות האלה ("שפת הבקטריות"). השיטה מתברר מפשטת משמעותית את היכולת לחקור את האינטראקציות הבקטריאליות והיא יכולה לספק דרכים חדשות לזיהוי ולפיתוח תרכובות אנטיביוטיות חדשות.
במאמר שפורסם בכתב העת "Nature Chemical Biology", מתארים פיטר ס. דורסטיין, יוּ-ליאנג יאנג ויוּקוּואן שוּ, יחד עם פול סטרייט מאוניברסיטת טקסס, גישה שאותה הם פתחו לתיאור האופן שבו הבקטריות מתקשרות בסידור מעבדתי. הסידור כולל את השיטה הידועה לחקר ביומולקולות, MALDIMS (קיצור שלMatrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry). זהו כלי אנליטי לחקירת ביומולקולות. המולקולות מוצמדות למטריצה של מולקולות מתגבשות. לייזר חנקן פולט קרינת יונים על המטריצה והמולקולות סופחות את אנרגיית הלייזר ומתאדות. המכשיר מצומד לספקטרומטר מסות.
החוקרים הצליחו לבנות סידור מעבדתי מסובך באמצעות ה-MALDI וספקטרומטר המסות ולצפות בהשפעות של איתותים מרובים באינטראקציה בין כמה סוגי בקטריות. השיטה של החוקרים מורכבת מהדמיה תוך שימוש בספקטרומטריית המסות - טכניקה שמניבה תמונה כמותית: אילו כימיקאלים וכמה כימיקאלים נוצרים כדי להלחם בבקטריות אחרות או לסייע להן בתחרות על המשאבים.
כדי לתקשר, בקטריות מפרישות מולקולות ש"אומרות" לבקטריות אחרות: "אני עצבני, תפסיק כבר לגדול", "אני זקוק ליותר מזון", "התקרב, אני יכול לספק לך חומרי מזון". מדובר ב"שיחות" כימיות. החוקרים ממפים מאות אינטראקציות בין הבקטריות, הפרשות מולקולות והאינטראקציה שלהן עם מערכת ההגנה של הגוף.
באותו עניין, כדאי לצפות בהרצאתה של בוני בסלר, המתארת כיצד בקטריות "מדברות" זו עם זו באמצעות שפה כימית, שמאפשרת להן למסור זו לזו מידע בדבר נוכחותן, ומכאן בדבר מתקפות ודרכי התגוננות.
פורסם במקור ב"משרד הפטנטים של ד"ר גלי וינשטיין".
|
קישורים
משרד הפטנטים של ד"ר גלי וינשטיין - הפרסום המקורי
מדען מדרום קוריאה : בטהובן טוב לאורז
ה-BBC דיווח על מחקר השמעת קול לעגבניות
מחקר משנה שעברה - אצות מספרות על זיהום
Science - שיתוף פעולה בין צמחים לבקטריות
מחקר חדש צמחים מזהירים את קרוביהם
הרצאתה של בוני בסלר ב-TED, על תקשורת בין בקטריות
דרך חדשה להבנת תקשורת בקטריאלית
|
RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש