סרטן קטן, זרעון ענק

זרעונים עתיקים וארוכים במיוחד התגלו במאובני סרטנים

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

שתי צדפוניות חיות בנות ימינו

צדפוניות הן סרטנים קטנים הנתונים בשריון בעל שתי קשוות וחיים בימים או במים מתוקים. צילום: Renate Matzke-Karasz

זרעונים ענקיים התפתחו בכמה קבוצות של בעלי חיים. במינים מסוימים של זבובי דרוזופילה (Drosophila, זבוב התסיסה), למשל, אפשר למצוא זרעוני ענק, כשהזרעונים הגדולים ביותר שייכים לזכרים מהמין D. bifurca. הזרעונים של זכרים אלה מגיעים לאורך של 58 מ"מ, פי 20 מאורכו של הזכר (!) ופי 1,100 מאורכו של זרעון אנושי. זרעונים אלו ארוזים בגוף הזכר, הקטן מהם, כאשר הם מגולגלים בדומה לכדור צמר.

זרעונים ענקיים דורשים השקעת אנרגיה רבה מצד הזכר בעת ייצורם ומצד הנקבה בבניית איברים המסוגלים להכילם. לכן, צפוי כי במהלך הברירה הטבעית לא תהיה עדיפות לזכרים שמייצרים זרעוני ענק אלא לאלה המייצרים, כמו הזכר האנושי, כמויות גדולות של זרעונים קטנים. ואכן, כאשר בוחנים זבובי דרוזופילה ממינים שונים, אי אפשר לקבוע האמנם יש יתרון לזרעוני ענק. לא לכל מיני זבובי הדרוזופילה יש זרעונים כאלו, והמינים בעלי הזרעונים הגדולים נבדלים אלה מאלה במבנה הזרעונים, כך שנראה כי התכונה התפתחה בכל מין כזה בנפרד ואינה תכונה שמקורה באב קדמון משותף.

לא ידוע מהו היתרון בזרעוני ענק, אך מדענים משערים כי זרעון גדול אינו רק מעמסה, אלא שלגודל החריג יש גם יתרונות. לדוגמה, הוא יכול להגיע לתא הביצה במהירות וכן למנוע ולחסום בפני זרעונים מתחרים, שמקורם בזכרים אחרים, את הדרך לביצית על ידי יצירת מחסום סבוך במערכת הרבייה של הנקבה.

אחת הדרכים להראות כי יש יתרון בייצור זרעון גדול, לפחות במקרים מסוימים, היא למצוא קבוצות בעלי חיים שבהן זרעוני ענק הם תופעה נפוצה ויציבה הקיימת אצלן זמן רב בקנה מידה אבולוציוני. רנטה מצקה-קרס (Matzke-Karasz) מאוניברסיטת לודוויג מקסימיליאן שבמינכן ועמיתיה פרסמו בשנת 2009 מחקר על בעלי חיים כאלו בשבועון המדע Science.

זרעוני ענק של צדפונית

הזרעונים של זכרי הצדפוניות עשויים להגיע לאורך של ס"מ אחד! צילום: Renate Matzke-Karasz.

בעלי החיים שנחקרו הם סרטנים ממחלקת הצדפוניות (Ostracoda). סרטנים זעירים אלה, שגודלם לרוב כמילימטר, נתונים בשריון בעל שתי קשוות, בדומה לצדפות. זכרי צדפוניות רבים מייצרים זרעוני ענק, המגיע אצל חלקם לגודל של פי עשרה מגופם. בזכרים מערכת הרבייה היא שתי משאבות זרע, ובזכרים בעלי זרעוני ענק היא תופסת כשליש מנפח גופם. בנקבות יש מבנים כפולים המשמשים ככלי קיבול לזרע, וכאשר הם מכילים זרעונים הם תופסים נפח דומה. זרעוני הענק ונוכחות השריון מבטיחים כי תהליך ההזדווגות של הצדפוניות יהיה ארוך ומייגע – לאחר שהנקבה "מסכימה" ליחסי מין, כלומר לא סוגרת את שריונה כדי למנוע הזדווגות, אלא מאפשרת לזכר להחדיר את איברי ההזדווגות שלו, התהליך יכול להימשך כשעה. לשם השוואה, במקצת מזבובי הדרוזופילה ההזדווגות נמשכת כ-4 דקות, ואילו אריות מזדווגים למשך כחצי דקה עד דקה בכל פעם.

הצדפוניות נפוצות מאוד ברשומות המאובנים מאחר שהן בעלות שריון קשיח וחיות בסביבה מימית, שני תנאים המגדילים את הסיכוי להותיר מאובנים. ידועים מאובני צדפוניות מלפני 450 מיליוני שנים, אך לרוב כל מה שנותר מהצדפוניות הוא השריון ללא חותם של הרקמות הרכות. כדי לבדוק האם גם לצדפוניות הקדומות היו זרעוני ענק יש למצוא מאובנים שבהם נשתמרו גם שרידים מאובנים של הרקמות הרכות, מאובנים שהם נדירים ביותר.

תמונת מיקרוסקופ אלקטרוני של צדפונית מאובנת

תמונת מיקרוסקופ אלקטרוני של צדפונית מאובנת, שגם הרקמות הרכות שלה נתאבנו. תצלום: The Natural History Museum, London.

מאובנים כאלו, מתור הקרטיקון (לפני כ-100 מיליוני שנים), אפשר למצוא באוסף של מוזיאון הטבע בלונדון. מצקה-קרס ועמיתיה השוו את הצדפוניות בעלות זרעוני הענק בנות זמננו לסרטנוני צדפוניות מאובנים מאוסף זה. בצדפוניות מאובנות אלה התאבנו, כאמור, גם הרקמות הרכות. המאובנים נסרקו במתקן האירופי לקרינת סינכרוטרון (ESRF) בטכניקה מיוחדת, שאפשרה לקבל תמונה תלת ממדית של איבריהם הפנימיים בלי לפגוע במאובנים. גם הצדפוניות בנות זמננו נסרקו באותה שיטה. סריקת המאובנים חשפה כי בחמש מבין עשרים ואחת הצדפוניות הקדומות אפשר להבחין במערכת הרבייה – שלושה היו זכרים ושתיים נקבות. מבנה מערכת הרבייה בזכרים הקדומים דומה מאוד למשאבות הזרע של זכרי הצדפוניות בני זמננו.

אחד המבנים המשמש את נקבות הצדפוניות ככלי-קיבול לזרעונים. אפשר להבחין בזרעונים בתוך המבנה.

אחד המבנים המשמש את נקבות הצדפוניות ככלי-קיבול לזרעונים. אפשר להבחין בזרעונים בתוך המבנה. צילום: Renate Matzke-Karasz.

למרבה המזל הנקבות הקדומות הזדווגו מעט לפני מותן, כך שכלי-קיבול הזרע שלהן היו מלאים ותפוחים כשהתאבנו. סריקתן חשפה שני חללים גדולים במקום שבו איברי-הקיבול ממוקמים בצדפוניות בנות זמננו המופרות מזרעוני ענק. מממצאים אלה הסיקו החוקרים כי לצדפוניות הקדומות, כמו לצדפוניות בנות זמננו, היו זרעוני ענק – כלומר תכונה זו היא תכונה קדומה של הצדפוניות והיא קיימת ויציבה לפחות 100 מיליון שנים. כעת, לאחר שהחוקרים הראו כי זרעוני הענק קיימים כבר מיליוני שנים, נותר לחקור ולבדוק כיצד ומדוע תכונה זו, הדורשת השקעה רבה הן מהזכר והן מהנקבה, שרדה זמן כה רב.

עדכון:

מצקה-קרס ועמיתיה אמנם מצאו במאובני הצדפוניות מלפני 100 מיליון שנה כלי-קיבול המותאמים לזרעוני ענק, אך הזרעונים שהיו בהם לא שרדו את תהליך ההתאבנות. במחקר חדש שפורסם החודש גילו החוקרים, במאובני צדפוניות שנמצאו באתר המאובנים ריברסליי שבאוסטרליה, זרעונים בני לפחות 16 מיליון שנה, אלה הזרעונים המאובנים (שלא נשתמרו בענבר) העתיקים ביותר. ככל הנראה הצדפוניות התאבנו במהירות, כולל הרקמות הרכות שלהן, בזכות צואת עטלפים. הסרטנים הקטנים חיו בעבר במקווה מים בתוך מערה, צואת העטלפים שנפלה אל המים העשירה אותם בזרחן – שמסייע לתהליך ההתאבנות של רקמות גוף רכות.

המאמר המקורי:

Matzke-Karasz, R., Smith, R. J., Symonova, R., Miller, C. G. & Tafforeau, P. Sexual intercourse involving giant sperm in Cretaceous ostracode. Science 324, 1535 (2009). doi: 10.1126/science.1173898

הכתבה המקורית מופיעה במגזין גליליאו גיליון 133, ספטמבר 2009

מודעות פרסומת

תגיות: , , , , , , , ,

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: