צבעי איכות

נוצות צבעוניות של תוכים עמידות יותר בפני חיידקים המעכלים אותן

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

דנה אינטרנשיונל לבושה בשמלת הנוצות ("התוכי") שעיצב ז'אן פול גוטייה. צילום: EBU

ציפורים רבות מושכות את עינינו בשלל הצבעים של כסות הנוצות שעל גופן. הצבעים הבוהקים משמשים לתקשורת בין הציפורים ולרוב מבדילים בין זכרים ונקבות ובין צעירים לבוגרים. במרבית העופות מקור הצבעים האדומים, הכתומים והצהובים הוא בפיגמנטים המצויים במזונם ומכונים קָרוֹטֶנוֹאידים. עקב כך מעטה הנוצות הרבגוני מאפשר לזכרים הניזונים היטב להפגין לא רק כמה הם מרהיבים, אלא עד כמה הם בריאים וכשירים. דוגמה מפורסמת להשפעת המזון על צבע הנוצות היא הפלמינגו שבשבי צבעו לבן, לרוב, אך בטבע צבעו ורוד בוהק בזכות פירוק של בטא-קרוטן המצוי בסרטנים ובאצות שהפלמינגו אוכל.

צבעים נוספים שעוטות ציפורים שונות הם גווני שחור, חום ואפור. מקור צבעים אלה הוא בכמות גרגרי המלנין; הגוון הכחול נובע הן מכמות הגרגירים והן מפיזורם בנוצה. המלנין הוא אותו פיגמנט הקובע את צבע העור והשיער שלנו. בנוסף לקביעת צבע הנוצות נוכחות מלנין בהן מחזקת אותן ומגנה עליהן ולכן הצבע השחור נפוץ, למשל, בכנפיים ולעתים בנוצות הגוף של עופות ימיים.

מבין הציפורים, מיני התוכים השונים (מסדרת התוכאים) עוטים נוצות ססגוניות במיוחד. אך אצלם, בניגוד לציפורים האחרות, הצבעים אדום, כתום וצהוב אינם תלויים במזונם.

מאחר שאף בעל חיים אינו מסוגל לייצר קרוטנואידים (פרט למין כנימה מסוים) ציפורים אחרות זקוקות לאספקה חיצונית של הפיגמנטים להפקת שלושת הצבעים. אך התוכים מייצרים את הצבעים בעצמם מפיגמנטים ייחודיים, שאינם קרוטנואידים, הקרויים פסיטקוֹפוּלבינים (psittacus הוא תוכי בלטינית). בנוסף לכך, בניגוד למצב במרבית הציפורים האחרות אין כמעט הבדלים בצבעים של נקבות וזכרי תוכים ושלל הצבעים שלהם לא מושפע מתזונתם ומגילם.

עקב התכונות הייחודיות של צבעוניות התוכים והעובדה שרובם חיים באזורים טרופיים ולחים שאינם מיטיבים עם נוצות, החליט אדוארד ברט (Burtt) מאוניברסיטת אוהיו ווסליאן לבדוק אם הפיגמנטים של התוכים מספקים לנוצות הגנה דומה לזו שמספק מלנין. הוא הראה לפני כמה שנים כי מלנין מגן על נוצות ציפורים מחיידקים מפרקי נוצות הנמצאים עליהן ולכן העלה את ההשערה כי לפסיטקופולבינים תפקיד דומה.

במאמר שברט ועמיתיו פרסמו בכתב-העת המדעי Biology Letters מתוארת עמידותן של נוצות תוכים בעלות צבעים שונים לפירוק על-ידי חיידק מעכל נוצות (Bacillus licheniformis). כדי לבדוק את עמידות הנוצות השונות ביקשו החוקרים מבעלי תוכים שיאספו בשבילם נוצות בצבעים שונים. בסופו של דבר היו בידם נוצות המייצגות 13 מינים שונים של תוכים בשלל צבעים: כחול, ירוק, אדום, צהוב, כתום, שחור ולבן.

נוצות תוכי ירוקות. צילום: נעם לויתן

ברט ועמיתיו חשפו את הנוצות לתרביות של החיידק המפרק ומדדו את קצב פירוק הנוצות במשך חמישה ימים. הם גילו כי צבע הנוצות השפיע בצורה משמעותית על קצב פירוקן: נוצות לבנות התפרקו בקצב הגבוה ביותר, נוצות צהובות – המכילות כמות קטנה של פיגמנטים ושהפסיטקופולבין שלהן מורכב ממולקולות קצרות וקלות לפירוק – התפרקו קצת יותר לאט, וכל הנוצות האחרות התפרקו בקצב אטי בהרבה. להפתעת החוקרים, אף שנוצות ירוקות מכילות גם פסיטקופולבין וגם מלנין הן לא נהנו מהגנה כפולה, אלא הראו עמידות כמו הנוצות האדומות או הכחולות והשחורות המכילות מלנין בלבד. הסיבה לכך נעוצה בסוג המולקולות שמקנות לנוצות את צבען הירוק – מלנין, המספק הגנה טובה מפירוק; והפיגמנט הצהוב, שכאמור כמעט אינו מונע פירוק.

אם כך, החוקרים הראו כי מקור ססגוניות התוכים מורכב יותר מכפי שחשבו בעבר וכי לתכונות מסוימות יכול להיות יותר מבסיס אבולוציוני יחיד. למשל, כסות הנוצות הצבעונית של התוכים משמשת גם להסוואה. הצבע הירוק נפוץ מאוד בקרב התוכים ומאפשר להם להיעלם על רקע הצמחייה הירוקה. כמו כן, שלל הצבעים משמש גם בתוכים לתקשורת חזותית. אך ברט ועמיתיו מציינים בסיום מאמרם שתגליתם מראה כי בנוסף לכל אלה יש לשקול את תכונותיהם הביוכימיות של פיגמנטים ולא רק את השפעתם הבולטת לעין.

המאמר המקורי:

Brutt, E. et al. Colourful parrot feathers resist bacterial degradation. Biol. Lett. 7, 214-216 (2010). doi: 10.1098/rsbl.2010.0716

הכתבה המקורית מופיעה במגזין גליליאו גיליון 148, דצמבר 2010