מהיר וקטלני

הטורף המהיר בעולם הוא דווקא צמח מים עדין למראה

יונת אשחר ונעם לויתן | גליליאו

המילים "תנועה מהירה" עשויות להעלות על הדעת את מעוף הנץ, או ריצה של ברדלס – מה שבטוח, הן אינן מתקשרות ל…צמחים. אך צמח הנֹאדיד, כך מתברר ממאמר שפורסם בכתב-העת Proceeding of the Royal Society B, מסוגל לתנועה כה מהירה, עד שבמשך עשרות שנים החוקרים לא הצליחו להבין כיצד בדיוק היא מבוצעת. רק בעזרת טכנולוגיה של המאה ה-21 הצליחה קבוצת חוקרים, בראשותו של פיליפה מרמוטנט (Marmottant) מאוניברסיטת גרנובל בצרפת, להאט את התנועה מספיק בשביל להבחין בכל פרטיה.

הנאדידיים הם צמחי מים טורפים החיים במגוון סביבות, מביצות ועד לשלוליות קטנות בתוך עלים ביערות טרופיים. עם ייבוש החולה נכחדו נאדיד המים (Utricularia australis) והנאדיד העדין מנופי הארץ, אך אפשר לראותם כאן בגנים בוטניים. מדובר בצמחים קטנים במיוחד: הם צדים את טרפם, יצורי מים קטנטנים, בעזרת עלים מיוחדים שהם למעשה שלפוחיות שגודלן כמילימטר. כאשר הטרף עובר ליד השלפוחית היא נפתחת ושואבת אותו פנימה. התהליך כולו נמשך פחות מאלפית שנייה, והמים (ואיתם היצור חסר המזל) זורמים לתוך השלפוחית במהירות של כחמישה קמ"ש. מרמוטנט וצוותו פיענחו את המנגנון ההנדסי המתוחכם שמאפשר כל זאת, בעזרת מצלמה המסוגלת לצלם כ-15 אלף תמונות בשנייה!

השלפוחית של נאדיד המים מורכבת משׂק (נֹאד) בעל דפנות אלסטיות ודלת הסוגרת עליו. המלכודת נדרכת לפעולה באמצעות משאבות המוציאות מים מתוך השק. דפנות השק נמשכות כלפי פנים, והבדלי לחץ נוצרים בין המים מחוץ לצמח לפנים השלפוחית. הדלת סוגרת הרמטית את פתח השק, ושערה המחוברת אליה עובדת כהדק: כשהטרף נוגע בשערה היא זזה והדלת מתחילה להיפתח. ברגע שהדלת נפתחת במקצת, המים זורמים פנימה אל מקום הלחץ הנמוך יותר, ופותחים אותה לחלוטין. דפנות השק האלסטיות נמתחות כלפי חוץ והבדלי הלחץ גורמים למים, לטרף ולכל מה שנמצא בסביבה, להישאב פנימה. כניסת המים נמשכת כאמור פחות מאלפית השנייה – דבר ההופך את נאדיד המים לצמח הטורף המהיר ביותר המוכר לנו, שתנועתו מהירה פי 100 מהתנועה שבה הדיוניאה ("מלכודת הזבובים") סוגרת את "שיניה" על חרקים. המים נשאבים פנימה בתנועת מערבולת, והחוקרים סבורים כי יש לכך חשיבות במניעת הבריחה של הטרף מהשלפוחית. העובדה שהדלת נסגרת בתוך כשתיים וחצי אלפיות השנייה עוזרת גם היא. לאחר מכן, מתחיל עיכול הטרף – בעזרת חלבונים מפרקים שהצמח מפריש.

כל תהליך לכידת הטרף הוא מכני ואוטומטי לחלוטין: כשהשערה זזה, היא משנה במקצת את צורתה של הדלת, וזו אינה יכולה כבר לאטום את פתח השק. לאחר כניסת המים, כשהלחץ משתנה, הדלת נסגרת מחדש מעצמה.

מעניין לציין שמרמוטנט אינו ביולוג אלא דווקא פיזיקאי. העניין שלו בנאדיד סובב בעיקר סביב המכניקה של פעולת השלפוחית, והוא מקווה לנצל את הידע הזה לפיתוח מכשירים מיניאטוריים – בעיקר פיפטות – המבוססים על אותו עיקרון. כך, אולי, תוכל הביוטכנולוגיה לנצל את הטכניקות המופלאות שפיתח, במשך מיליוני שנים, צמח מים קטן אחד.

המאמר המקורי:

Vincent, O. et al. Ultra-fast underwater suction traps. Proc. R. Soc. B 278, 2909-2914 (2011). doi: 10.1098/rspb.2010.2292

הכתבה המקורית התפרסמה במגזין גליליאו גיליון 152, אפריל 2011