ריריות אלטרואיסטיות, חקלאיות ורמאיות

מחזור החיים של היצורים החד תאיים האלה מוזר, וכולל שינוי צורה ליצור רב-תאי תוך הקרבה עצמית – ולעתים רמאות

נעם לויתן

זו חיה? זה צמח? זו פטרייה? לא! זו רִירִית (slime mould). היצור שנושא את השם הלא סקסי בעליל הזה תואר לראשונה באמצע המאה ה-19 ומיד יצר לחוקרים בעיות. יש לו גופי פרי כמו של צמח או פטרייה, ותלוי בסוג הרירית, הוא יכול לזחול כמו חיה או להתפשט בדומה לפטרייה.

בשנות ה-60 של המאה הקודמת הוחלט שהיצור הזה הוא פטרייה מוזרה ביותר. אולם במהרה התברר שהוא אינו קרוב לפטריות, או לצמחים ולבעלי חיים, אלא שהוא חלק מהקבוצה אמבוזואה (Amoebozoa): יצורים חד-תאיים בעלי גרעין כגון… אָמֶבּוֹת.

מאחר שבעבר טעו לחשוב שהיצור קרוב לפטריות, הוא כונה פטרירית. כיום הוא איבד את ה"פט" וקרוי רירית, אם כי שמו הרשמי בעברית הוא רִירָנִית.

קיימות שלוש קבוצות של ריריות אמיתיות (Eumycetozoa). הראשונה היא של ריריות קטנות שכמעט ולא נחקרו, ושמה הקליט הוא Protosporangiida.

הקבוצה השנייה היא כנראה המפורסמת מבין הריריות, מאחר שגופי הפרי הזעירים שריריות אלה יוצרות יפהפיים, ואהובים על צלמי מאקרו. אתם יכולים להתרשם מהם באתר של צלם המאקרו בארי ווב (Webb) ובעמוד אינסטגרם שלו, וכן בקבוצת פייסבוק הישראלית עם השם המיושן "פטריריות בישראל".

הריריות בקבוצה זו הן "ריריות פּלסמוֹדיוֹת", שמתחילות את חייהן כיצורים חד־תאיים מיקרוסקופיים דמויי אמבה. כאשר שני תאים כאלה נפגשים הם יכולים, אם הם מתאימים, להתמזג ולהתפתח לתא אחד גדול בעל גרעינים רבים, ובו מבנים תוך-תאיים המאפשרים העברת מזון יעילה לאורך התא.

שטחו של התא, שנראה כמו רשת עורקים ריריים, יכול להגיע למטר רבוע ואף יותר והוא ניזון מחיידקים, מעובשים ופטריות אחרות, מאמבות וחד-תאים נוספים ומרקב. מחקרים, שגם כתבתי עליהם כאן בבלוג, הראו שהתא הזה מסוגל ללמוד, לקבל החלטות ולזכור, וכל זאת ללא מוח או מערכת עצבים – עוד סיבה שבגללה ריריות פלסמודיות מפורסמות.

ריריות אלה חיות באזורים מוצלים ולחים על גבי צמחייה מרקיבה ונמנעות מאור ברוב שלבי חייהן, אך תחת התנאים המתאימים, למשל מחסור במזון, הן פתאום נמשכות אל האור: התא הענק זוחל למקום מואר וחשוף, מצמיח גופי פרי קטנטנים ולעתים יפים, ומסיים את חייו.

גופי הפרי מכילים נבגים, שמהם יתפתחו ריריות חדשות. כשגופי הפרי מתייבשים הנבגים מופצים ברוח, או על ידי פרוקי רגליים כגון טחביות.

הקבוצה השלישית היא של "ריריות תאיות", הקרויות גם "אמבות חברתיות". הרשומה הזו עוסקת בעיקר בה, וספציפית ברירית התאית מהמין Dictyostelium discoideum, או "דיקטי" בפי חברים.

רירית שחוברה לה יחדיו

ריריות תאיות מעבירות את רוב חייהן כיצורים חד-תאיים דמויי אמבה, אך יכולות להפוך ליצור רב-תאי. הן חיות כתאים בודדים באדמת היער, או על מרבדי העלים שמכסים את קרקעיתו. הריריות רודפות וצדות חיידקים להנאתן, ומתרבות להן בחלוקה, עד שפורץ רעב בעקבות פיצוץ אוכלוסין או ציד יתר של הטרף שלהן.

כשאחת מהן חשה במצוקה כזו היא מפרישה בפעימות אות כימי (cAMP) לסביבתה. דיקטי שכנות קולטות את האות הפועם, נעות לעברו, ומתחילות לשלוח אותות בעצמן, כך שעוד ועוד תאים נוהרים לאותו מקום. התאים המתקבצים נתקלים אלה באלה, וכשתא נושק לתא הם מתחברים זה לזה באמצעות מולקולות מיוחדות שהופיעו על חלקם החיצוני, ויוצרים תלכיד רב-תאי.

התלכיד גדל לגובה ויוצר "אצבע" שגודלה כמה מילימטרים, ושמורכבת מעשרות אלפים עד מאות אלפים של תאים. במרבית המקרים ה"אצבע" צונחת על צידה והופכת למעין תולעת רב-תאית, שזוחלת כשהיא מותירה בעקבותיה שובל רירי ומכונה "חשופית" (slug, אין קשר לחשופיות אמיתיות).

כאחוז מהתאים ב"חשופית" הזו הופכים לתאי זקיף, תאים שמגנים עליה מרעלנים, חומרים מזיקים אחרים ומחיידקים גורמי מחלות. תאי הזקיף נודדים ב"חשופית". אם הם פוגשים חיידקים הם משליכים לעברם מעין מלכודות – מבנים דמויי רשת מ-DNA – שמשמידות אותם. הזקיפים גם בולעים חיידקים וגורמים מזיקים אחרים, נושרים איתם מה"חשופית", ונותרים בשובל שלה. באופן זה הם מותירים אותה בריאה ונטולת זיהומים, בעוד תאי זקיף חדשים תופסים את מקומם. כלומר, הם מעין מערכת חיסון, כליות וכבד של התולעת.

ה"חשופית" זוחלת לעבר אור וחום – וגם לעבר פני הקרקע אם יש צורך בכך – במשך כמה שעות, עד שלבסוף היא מוצאת מקום טוב, שבו סביר שפרוקי רגליים יתקלו בצורה הסופית שלה: גוף פרי.

החשופית עוצרת במקום, ונדחקת לצורה שמזכירה סומבררו או קונדום מגולגל, עם חלק תחתון שטוח ובליטה קטנה במרכז. הבליטה הזו מתארכת לגבעול בגובה של כ-4-1 מילימטרים, שבנוי מתאים מתים ותאית (צלולוזה). כ-20 אחוז מתאי דיקטי מקריבים את עצמם בפעולה אלטרואיסטית לבניית הגבעול.

יתר התאים, שלא התאבדו למען הכלל, עולים במעלה הגבעול והופכים בחלקו העליון לצבר של נבגים, הנתונים בתוך טיפות נוזל. כשפרוק רגליים כלשהו עובר בסביבה, או יצור קטן אחר, הנבגים נדבקים אליו וכך מופצים למרחקים. כשתנאי הסביבה באזור אליו הגיעו הנבגים הופכים למיטביים – חמים ולחים – ואם יש שם טרף זמין, הם בוקעים ומתחילים שוב את חייהם כדיקטי חד-תאיים עצמאיים.

סרטון של התהליך:

יודעת חקלאית פיקחת

כשליש מאוכלוסיות הדיקטי עוסקות בחקלאות פרימיטיבית. במקום לקוות שהנבגים שלהן יגיעו למקום עם טרף זמין, הן אורזות בתוך צבר הנבגים חיידקים לשימוש עתידי. כשהנבגים מתפזרים החיידקים מתפזרים איתם וגדלים במקום החדש, עד שיש די חיידקים שישמשו לדיקטי כמזון.

דיקטי לא חקלאיות טורפות כמעט את כל החיידקים באזור לפני שהן הופכות לחברתיות, ומתלכדות ליצור רב-תאי. לעומתן החקלאיות מפסיקות לאכול מוקדם, אוספות חיידקי מאכל מהסביבה, נושאות אותם בתוך ה"חשופית", ומעבירות אותם לבסוף לצבר הנבגים.

מאחר שהחקלאיות אוכלות פחות הן משלמות על כך מחיר ויוצרות פחות נבגים מאשר דיקטי לא חקלאיות. אולם יש לנבגים האלה יתרון על פני אלה של הלא חקלאיות במקרה שהם מגיעים לאזור דל במזון, מאחר שהם מביאים איתם מזון "מהבית".

את היכולת לחקלאות ריריות דיקטי מקבלות מחיידק שהן לא מסוגלות לעכל. החיידק, מהסוג Paraburkholderia, מדביק אותן ומלווה אותן במהלך חייהן החד-תאיים והרב-תאיים. כל עוד הן מודבקות בו הן מסוגלות לשאת חיידקי מזון.

"חשופיות" מודבקות זוחלות למרחקים קצרים יותר מ"חשופיות" לא-חקלאיות, וגם מייצרות פחות תאי זקיף מהן, אך החיידק יותר ממפצה על כך: הוא מגן בעצמו על דיקטי מפני רעלנים, שומר בדרך כלשהי על רמת הגנתן מפני גורמי מחלות, וגם עוזר להן לפגוע במתחרים שלהן ולרמות.

כמה מכם עלולים למות, אבל זהו קורבן שאני מוכן להקריב

ביצורים רב-תאיים רגילים, כמונו למשל, המוצא של כל תאי הגוף והמין זהה והם חולקים מטען גנטי. עם זאת לעתים נוצרות כימרות, יצורים שבהם תאים שמקורם אחר (למשל מהאם או מאח תאום) ושמטענם הגנטי שונה.

גם כאשר דיקטי נוהרים להקים יצור רב-תאי חדש, יכול להיות שכל התאים התורמים יהיו מאותו שבט, כלומר זהים גנטית. אם כי אין זה נדיר שתיווצר כימרה מערבוב של שבטים שונים.

במקרה בו ה"חשופית" מורכבת מתאים זהים גנטית, קל יחסית להבין מדוע, בעת יצירת גוף פרי, 20 אחוז מהתאים מקריבים את עצמם כדי לאפשר לאחיהם להתרבות. אפילו כאשר ה"חשופית" מורכבת משבטים שונים משתלם לשתף פעולה: אם כל האוכלוסיות יתרמו באופן שווה ליצירת גוף הפרי, כל אחת מהן תצטרך להקריב פחות תאים להקמת גבעול ארוך.

---

---

למרות זאת כשקרבת המשפחה בין אוכלוסיות דיקטי השונות לא גדולה, יהיו כאלה שינסו לרמות – לתרום פחות תאים לבניית הגבעול המת, כך שמקור רוב הנבגים יהיה ברמאים. רמאים כאלה יתנהגו כרגיל כשהם יוצרים גוף פרי עם בני השבט שלהם, ויצמיחו גבעול, אבל יקצו כמות קטנה יותר של תאים לגבעול כשיש באזור דיקטי זרים שאפשר לנצל. אחרי הכל למה להסתכן ולמות כשאפשר להתרבות בבטחה?

באוכלוסיות מעורבבות של דיקטי חקלאיות ולא-חקלאיות, החקלאיות מרמות בעזרת החיידקים שלהן, שמשמשים נשק נגד הלא-חקלאיות. החיידקים מפרישים חומרים שפוגעים בריריות הלא-חקלאיות וגורמים לכך שנבגים יווצרו בעיקר מריריות שמודבקות בהם.

על אף היתרונות שיש לרמאים, לא מוכרות בטבע דיקטי שהן טפילות חברתיות, כלומר רמאיות מוחלטות שלא מסוגלות לבנות גבעול לבדן, ולכן חייבות לנצל דיקטי אחרות כדי להצמיח גוף פרי. מחוץ למעבדה טפילים אלה צפויים להיכחד במהרה: לאחר הפצת הנבגים שלהם הם לרוב יגיעו לאזור שבו אין ריריות אחרות שאפשר לנצל, כך שהן לא יוכלו להתרבות. אפילו כשהן כן מוצאות קורבנות לנצל הגבעולים של גופי הפרי הנוצרים קצרים מהרגיל, ופוגעים ביכולת הפצת הנבגים.

ממתינות לבד בחושך

כמו בכל חברה ניתן למצוא אצל הריריות התאיות לא רק משתפות פעולה ורמאיות, אלא גם דיקטי לא חברתיות.

חלק קטן מהריריות מתעלמות מהאות ששולחות שכנותיהן ונותרות עצמאיות ובודדות. ככל הנראה יש למתבודדות אלה תפקיד חשוב. אם חברותיהן שהפכו ליצור רב תאי לא שורדות את התהליך –בגלל טפיל חברתי שפגע ביכולת להצמיח גוף פרי ולהתפשט, או בגלל מחלה – הריריות המתבודדות יכולות להצמיח אוכלוסייה חדשה ולנסות שוב.

אם לא יגוועו ברעב.

---

עקבו אחרי גם ב:

פרופילים אישיים, לא רק על מדע

---