דם אמיתי

נשיכות קטנות: ארסו של הערפד

נעם לויתן | גליליאו

ערפדים הם עטלפים הניזונים אך ורק מדם, בדומה ליצור האגדי שעל שמו הם נקראים. בניגוד לערפד האגדי המפורסם ביותר – הרוזן דרקולה – שמסופר כי התגורר בטירה באירופה, כל שלושת מיני עטלפי הערפד (המשתייכים לשלושה סוגים שונים) חיים במערות ובחללים אפלים אחרים במרכז אמריקה ובדרומה. בלילה, בחסות החשכה, הערפדים פורשים כנפיים ויוצאים לשחר למקור מזון, יונק או עוף השקועים בשינה. הם מאתרים את קורבנם באמצעות חושים מחודדים – ראייה מעולה, חוש ריח מפותח, שמיעה רגישה ואיכּון הד (Echolocation), המאפשר לעטלפים לזהות עצמים בסביבה על פי ההד החוזר מהם. לאחר שנמצא קורבן מתאים, הערפד נוחת לידו ורץ ומדלג לעברו על ארבעותיו. ערפדים הם העטלפים היחידים שמסוגלים לרוץ.

לאחר שהגיע לקורבן מוצא הערפד, באמצעות חוש המישוש שלו ואיבר מיוחד המאפשר לו לחוש בקרינה תת-אדומה ("חום"), אזור דליל בפרווה שנימי הדם עוברים בו סמוך לפני העור. הערפדים נושכים את האזור בשיניהם החדות כתער ומלקקים בלשונם הארוכה את הדם הניגר. בתחתית הלשון שתי תעלות דמויות קשית המסייעות באכילת הדם ועל גבי הלשון, על חלקה העליון, מוזרמים אל הפצע רוק וארס.

שיני ערפד. צילום: unquenchable.fire, CC-BY-NC-ND.

לרוב, כשאנו חושבים על ארס ועל יצורים ארסיים, אנחנו לא מדמיינים ערפדים אלא את העקיצה המכאיבה של צרעות ודבורים או ההכשה של נחשים שונים, העלולה לסכן חיים. אך ארס אינו חייב להכאיב או להרוג. כל חומר שמופרש על ידי בעל חיים, מוחדר לקורבן דרך פצע וגורם לשינויים פיזיולוגיים המאפשרים לבעל החיים הארסי להתגונן או להיזון מהקורבן, הוא ארס. נחשים משתמשים בארס כדי להרוג את הטרף שלהם (ולעתים כאמצעי התגוננות), באופן דומה גם טפילים הניזונים מדם – יתושות, קרציות, עלוקות, ערפדים ועוד – נעזרים בארס כדי לאכול, אך בלי להרוג את קורבנם.

ללא ארס, ערפדים, וכן יצורים מוצצי דם, היו נתקלים בבעיה. ברגע שבעל חיים כלשהו נפצע מתחילים תהליכים לעצירת הדימום. כלי הדם באזור מתכווצים, וכך מקטינים את אספקת הדם לאזור. תרומבוציטים – שביונקים הם שברי תאים מיוחדים הקרויים טסיות דם – נצמדים זה לזה ולאזור הפגוע ומשחררים חומרים היוצרים קריש דם. כמו כן מופעלת סדרה של תגובות כימיות, שבהן מעורבים חלבונים המכונים גורמי קרישה, שבסיומה נוצרת רשת חלבונית שמחזקת את הקריש.

ארס הערפדים מעכב את עצירת הדימום ופצע שנוצר על ידי ערפד מדמם במשך שעות במקום שהדימום ייפסק תוך דקות. במחקר, שהתפרסם בכתב-העת Journal of Proteomics, קבוצת חוקרים מאוסטרליה, פורטוגל, פקיסטן ומקסיקו, ניתחו את סוגי המולקולות המרכיבות את הארס ומאפשרות לערפד להתגבר על מנגנוני הקרישה.

עטלפי ערפד. צילום: Josh More, CC-BY-NC-ND.

החוקרים לכדו זוג ערפדים מצויים (Desmodus rotundus), מין ערפד שניזון רק מיונקים, ומיפו את הגֶנים המתבטאים בבלוטות הארס שלהם ואת החלבונים שאת יצירתם הם מקודדים. החוקרים מצאו בארס חלבונים שכבר מוכּרים למדע כחלק ממרכיביו, וכן גילו עוד עשרות חלבונים חדשים.

חלבוני הארס של הערפדים אינם המצאה אבולוציונית חדשה. במהלך האבולוציה של הערפד הותאמו חלבונים קיימים, שנמצאים גם בבעלי חיים אחרים ולא רק בעטלפים, וגויסו לתפקיד חדש. למשל, לאחר שפצע החלים או במקרה שנוצר קריש דם במקום לא נכון יש לפרק את הקריש. באדם, בערפד ובחולייתנים אחרים, חלבון הקרוי מפעיל-פְּלַסמינוֹגֶן גורם לשינוי בחלבון אחר, הנמצא בקריש, ומפעיל אותו. החלבון המופעל מפרק את הקריש וגורם להמסתו. לאחר שסיים את תפקידו, פעילותו של מפעיל-הפלסמינוגן מנוטרלת, כך שלא ימנע יצירת קרישים חדשים במקרה הצורך. נוסף למפעיל-הפלסמינוגן הרגיל, ערפדים מייצרים גרסה מיוחדת של החלבון בבלוטות הארס שלהם. כשחלבון זה חודר לפצע של קורבן הערפד, הוא מפעיל את חלבוני הקורבן וגורם להם למנוע היווצרות קרישי דם ולמעשה לסייע לערפד. כמו כן, חלבון זה עמיד בפני נטרול, ופעילותו נמשכת זמן רב פי ארבעה מפעילות מפעיל-הפלסמינוגן הרגיל.

חלבונים נוספים בארס הערפד, שגורמים לפצע להמשיך לדמם, כוללים את הדרקולין, המעכב את פעילותם של חלק מגורמי הקרישה, חומרים המרחיבים כלי דם ומונעים את כיווצם וחומרים המונעים היצמדות טסיות. לחלבונים אחרים בארס פעילות אנטימיקרוביאלית או פעילות נוגדת דלקת.

קורבנות הערפדים אינם חסרי הגנה לחלוטין. מערכת החיסון של בעלי חיים המותקפים שוב ושוב על ידי ערפדים מצליחה ללמוד לזהות חלק מחלבוני הארס וליצור נוגדנים נגדם וכך לפגוע ביעילותם. אך הערפדים מצדם פיתחו דרכים להקשות על מערכת החיסון ולהקטין את הסיכוי שקורבן כלשהו יצליח להתנגד. הארס כולל, כאמור, חומרים נוגדי דלקת וחומרים אחרים המדכאים את פעילות מערכת החיסון. נוסף לכך, הארס מכיל כמה צורות של אותו חלבון. למשל, יש בארס גרסאות רבות של מפעיל-פלסמינוגן עם שינויים קטנים על פני השטח החלבון ולכן, גם אם ייווצר נוגדן נגד אחד מהחלבונים, האחרים ימשיכו לתפקד. זאת ועוד, מוטציות הגורמות שינויים קלים אלו – על פני שטח המולקולה – נפוצות באוכלוסיית הערפדים, כך שארס הערפדים עובר אבולוציה מהירה המגדילה את הסיכוי שקורבנותיהם תמיד יהיו פגיעים להתקפתם של קרובי משפחתו של דרקולה.

למידע נוסף

המאמר המקורי [PDF]:

Low, D. H. W., Sunagar, K., Undheim, E. A. B., Ali, S. A. et al. Dracula's children: Molecular evolution of vampire bat venom. J. Proteomics 89, 95-111 (2013). doi: 10.1016/j.jprot.2013.05.034

פרק על טסיות (לוחיות) הדם בסדרת האנימציה "החיים":

קטעי מעבר – לאוויר: קצת על האבולוציה של העטלפים (וגם של העופות).

הכתבה המקורית התפרסמה במגזין גליליאו גיליון 180, אוגוסט 2013