מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
ד"ר עוז ברזני
המכון למדעי הצמח
מינהל המחקר החקלאי, מרכז וולקני
מדעי החיים והרפואה
תקופת המחקר
2010-2014

נשק כימי של צמחים: סוג ההגנה מותאם לסוג האויבים

צמחים רבים מייצרים חומרים רעילים המגינים עליהם מפני חרקים. מחקר מראה כי סוג החומרים הרעילים מותאם לסוג החרקים השכיחים בסביבתם

נכתב ע''י עוז ברזני, 15 אוק 2015

צמחים המקובעים למצע גידולם – כגון הקרקע – פיתחו במהלך האבולוציה דרכי הגנה מתוחכמות מבעלי חיים אוכלי עשב. אחת הדרכים האלה היא ייצור תרכובות כימיות רעילות, הדוחות בעלי חיים או פוגעות בהם. אך להגנה כזו יש מחיר: היא דורשת השקעת משאבים. ומשאבים המושקעים בייצור תרכובות רעילות אינם מושקעים בפעילויות אחרות, כגון צימוח. לפיכך התבססו בצמחים רבים מערכות הגנה מושרות, המופעלות רק לאחר התקפה של אוכלי עשב. בפרויקט זה חקרנו את מערכות ההגנה המושרות באוכלוסיות בר של הצמח בן-חרדל מצוי (ממשפחת המצליבים). שאלת המחקר שניסינו לענות עליה הייתה, אם באוכלוסיות שונות של המין התפתחו אסטרטגיות שונות להגנה מפני אוכלי עשב. אוכלוסיות של בן-חרדל מצוי פזורות באזורים שונים בארץ ישראל: באזורים מדבריים ויובשניים-למחצה לאורך בקעת הירדן, ובבתי גידול ים-תיכוניים לחים יותר לאורך חופה המזרחי של הכנרת ועל המורדות המערביים והדרומיים של רמת הגולן. חומרי ההגנה העיקריים בצמחים ממשפחת המצליבים הם הגלוּקוֹזינוֹלָאטִים, המצטברים בצמח לאחר התקפה של חרקים מזיקים. (חומרים אלה נמצאים בכמויות שונות במינים שונים ממשפחת המצליבים, וההבדלים בכמויותיהם הם המעניקים לצמחי מאכל ממשפחה זו – כגון צנון, כרוב, ברוקולי, קולרבי, ראשד, רוקולה ואחרים – את טעמם הייחודי.) חומרי הגנה אלו אכן מגינים על הצמחים כנגד קבוצות שונות של חרקים. חרקים אלה, האוכלים מגוון מיני צמחים ואין להם הגנה מיוחדת מפני התרכובות הרעילות של משפחת המצליבים, נקראים חרקים כוללניים. לעומת זאת, לחומרי ההגנה אין כל השפעה על קבוצות חרקים שרכשו במהלך האבולוציה יכולת להתמודד עם השפעותיהם הרעילות של החומרים. חרקים כאלה נקראים מינים מתמחים. ממצאי המחקר לימדו אותנו כי אסטרטגיות ההגנה של אוכלוסיות מאזורים ים-תיכוניים אכן מבוססות על צבירה של חומרי ההגנה הגלוקוזינולאטים, המקנים לצמחים בבתי גידול אלו הגנה מפני חרקים כוללניים. באזורים מדבריים, לעומת זאת, מצאנו כי מנגנוני ההגנה מבוססים בעיקר על צבירה של חלבוני הגנה המעכבים אנזימי עיכול במעי החרק. הממצאים מלמדים גם, כי קיימים הבדלים בשכיחויותיהן של קבוצות חרקים אוכלי עשב בבתי הגידול השונים. על סמך הממצאים, אנו משערים כי שכיחות גבוהה יותר של חרקים מתמחים באזורים היובשניים הפעילה לחץ ברירה להתבססות מערכות הגנה יעילות כנגדם, ללא צורך בהשקעת משאבים ביצירה של גלוקוזינולאטים. לעומת זאת, באזורים ים-תיכוניים יש יתרון למערכות הגנה מושרות המתבססות על רעילותם של גלוקוזינולאטים, משום שמערכת אקולוגית זו מתאפיינת בשכיחות גבוהה יותר של חרקים כוללניים אוכלי-כל. לתוצאות העבודה יש, אפוא, חשיבות בהבנת השונות הגנטית הקיימת בטבע, התהליכים האבולוציוניים שמביאים להתבססותה והדרכים שבהן צמחים מתמודדים עם סביבתם.

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

אקולוגיה
אוכלי עשב
בוטניקה
הגנה כימית
מערכות הגנה בצמחים
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום