לפני כ־100 מיליון שנים, חרקים זעירים נלכדו בענבר ושקעו אל תוך ההיסטוריה. כעת, במחקר שהתפרסם בכתב העת MDPI Insects, מאובנים אלו חושפים התאמה ביולוגית יוצאת דופן: חדק ארוך וגמיש, שהתפתח ככל הנראה כדי לאפשר להם להגיע למקורות מזון שהיו מחוץ להישג ידם של חרקים אחרים. המבנה הייחודי הזה מספק הצצה לא רק לאופן שבו ניזונו החרקים הקדומים, אלא גם ל"מירוץ החימוש" האבולוציוני שהתרחש בין חרקים לצמחים כבר לפני עשרות מיליוני שנים.
גלריה
נונו, הציקדה המאובנת בעלת החדק הארוך במיוחד. בתמונה התחתונה ניתן לראות את יכולת הכיפוף של החדק ואת פני השטח המקומטים שלו
(צילום: דולב פבריקנט)
החרקים שנחקרו משתייכים לתת-סדרת הציקדות, ולמשפחה בשם Neazoniidae, קבוצה קדומה שהתקיימה לקראת סוף עידן הדינוזאורים. מאובנים של בני משפחה זו נמצאו באתרים המשתרעים על פני שטח גאוגרפי עצום – ממזרח רוסיה ועד אירופה, ובכלל זה גם באזורנו, בענבר הלבנוני. במחקר זה, החוקרים ניסו להבין כיצד חיו חרקים אלו ומה היה תפקידם במערכות האקולוגיות הקדומות שבהן התקיימו, ולשם כך התמקדו במבנה גרמי הפה שלהם. "מבנה החדק של ציקדות מודרניות מחולק למספר פרקים קשיחים, אורכו קצר ומספיק רק כדי לגשר על המרווח הצר בין הציקדה והצמח עליו היא יושבת", מסביר דולב פבריקנט, דוקטורנט מבית הספר לסביבה של אוניברסיטת תל אביב, שנמנה עם צוות המחקר. "בניגוד לזאת, החדק של החרקים הללו היה מפותח ביותר, והגיע לפי שניים מאורך גופם".
כדי לדמות את האנטומיה של החרק, החוקרים ביקרו בהמבורג שבגרמניה כדי להשתמש במאיץ חלקיקים המסוגל לייצר קרן רנטגן חזקה ביותר שמאפשרת לסרוק את המאובן, ולבצע הדמיה של המבנה הפנימי ברזולוציה מיקרוסקופית. סריקה זו הראתה כי פני שטחו של החדק בחרקים העתיקים הללו מעוטר בצפיפות בקמטים רוחביים. להשערת החוקרים קמטים אלו הקנו לפרקי החדק גמישות רבה ועמידות לביקוע, בדומה לקשית גמישה מפלסטיק, או צינור שרשורי. מלבד המבנה עצמו, המעיד על תכונותיו הפיזיות של החדק, גמישותו הוסקה מאוסף המאובנים על סמך השתמרותו בעודו מקופל בכיוונים שונים, מה שמספק הוכחה ישירה לגמישות האיבר טרם התאבן, שכן הענבר מקבע את מצב החרק ברגע הילכדותו ובעודו בחיים.
נונו, הציקדה המאובנת בעלת החדק הארוך במיוחד, שתוארכה כבת 100 מיליון שנים
(צילום: דולב פבריקנט)
ענבר מאובן המכיל ציקדה ממשפחת ה-Neazoniidae, עם הדמיון המדהים שלה לפרפרים
(צילום: דולב פבריקנט)
עד לתגלית זו, חדק בעל מבנה גמיש ומוארך לא היה ידוע אצל אף אחד מ-45 אלף מיני הציקדות המוכרים כיום. על כן, מבנה זה מהווה חידוש אבולוציוני עתיק. המראה המיוחד של החדק, ועיניו הגדולות של החרק נתנו השראה לחוקרים להעניק את הכינוי "נונו" לחרק הקדום, על שמה של הדמות הבדיונית בצורת שואב אבק חברותי המופיעה בסדרת הטלוויזיה "הטלטאביז".
אי ההתאמה של מבנה החדק בחרקים מאובנים אלו לקרוביהם המודרניים מקשה על הבנת אופן השימוש בו, ונשאלת השאלה לשם מה התפתח? "המבנה של חלקי הגוף באורגניזמים לרוב קשור ליתרון ההישרדותי אותו הוא מקנה, זאת כתוצאה מהברירה הטבעית לאורך הדורות המתאימה את המבנה היטב לפעולתו. לדוגמה, מבנה הלסת והשיניים אצל חתולים מותאם לאורח חיים של טורף. קשר הדוק זה בין המבנה האנטומי ותפקודו של האיבר מאפשר לפלאונטולוגים (חוקרי מאובנים) להתבונן במבנה גופם של יצורים מתקופות עברו ולשער השערות מושכלות על אורח החיים והאקולוגיה שלהם", מסביר פבריקנט, שערך את המחקר בהנחיית ד"ר לאונידס-רומנוס דברנוגלו, ממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, ובשיתוף פעולה עם ד"ר יאנז'ה פו ממכון נאנג'ינג לגאולוגיה ופלאונטולוגיה בסין.
בחיפוש אחר מקבילים מודרניים למבנה חדק דומה אצל חרקים, ניתן לזהות את הפרפרים שמשתמשים בחדק גמיש וארוך כדי לשתות צוף מפרחים. "ממבט ראשון בכנפיהם הצבעוניות והחדק המוארך של חרקים מאובנים אלו, ההקבלה כה חזקה, עד שללא ידע מקצועי ניתן אף להתבלבל ביניהם לבין הפרפרים שהופיעו רק כ-40 מיליון שנים לאחר מכן", אומר פבריקנט. "על כן, מפתה לשער כי גם הם האביקו פרחים ושתו צוף".
שחזור של האופן שבו ציקדות בתקופת הדינוזאורים השתמשו בחדק שלהן כדי להזין עצמן דרך קליפת העץ
(איור: דולב פבריקנט)
מאובן ציקדה ממשפחת ה-Neazoniidae, המאופיינת במבנה החדק המוארך והגמיש שלה
(צילום: דולב פבריקנט)
בניגוד לחדקם של הפרפרים הדומה לקשית הבנויה ליניקת צוף בלבד, החדק של הציקדות העתיקות הללו, במשותף עם קרוביהן המודרניים, מופנה אחורה ובנוי בצורה דמוית מזרק. צורה זו מאפשרת חדירה ישירה לרקמות צמחים ויניקת נוזלים עתירי סוכר, אך מקשה על איסוף חוזר ונשנה של צוף מפרחים.
בנוסף לכך, מאביקים כגון פרפרים נוטים להתכסות באבקת הפרחים אותם ביקרו, ומצב זה משתמר גם במאובנים. במחקר של פבריקנט ועמיתיו, למרות התבוננות זהירה בעשרות מאובנים, לא נצפה אפילו גרגר אבקה בודד דבוק לגופן של הציקדות. "סביר להניח שבדומה לקרוביהם המודרניים, חרקים אלו ינקו מיץ מגבעולים וענפים, והחדק הגמיש והמוארך אפשר להם לתמרן בין סדקים וחריצים בקליפת העץ עד לשכבה עשירת המיץ, ובכך להיזון גם מצמחים בעלי קליפה עבה במיוחד", מסביר פבריקנט. "בנוסף לגמישותו, החדק כלל גם מבנה מיוחד בקצהו, המורכב משתי אונות מחוספסות שנפתחו בעת הזנתו של החרק וכנראה אפשרו לקבע את החדק לרקמת הצמח על מנת לאפשר חדירה יציבה יותר".
דולב פבריקנט (מימין) וד"ר לאונידס-רומנוס דברנוגלו
(צילום: דולב פבריקנט)
ההתמחות של משפחת חרקים עתיקה זו לתזונה על עצים עבי קליפה הינה מפתיעה, אך כנראה אינו ייחודי, כיוון שמחקרים קודמים הראו שחדקן של הציקדות בעבר הרחוק היה ארוך מקרוביהן של ימינו. התפוצה הרחבה של התאמה זו בחרקים מאובנים יכולה להעיד על פרופורציה גבוהה יותר של עצים עבי קליפה ביערות הקדומים. אחת הסיבות הבולטות להתפתחות קליפה עבה בצמחיה מודרנית היא תדירות גבוהה של שריפות טבעיות, שכן הקליפה מגינה מפניהן. חשוב לציין כי ברוב שכבות הקרקע בהן נמצאו החרקים המאובנים שנחקרו, נמצאו עדויות לשריפות יער תכופות כגון פחמים ומיני צמחים המותאמים לאש. "ייתכן כי תנאים מיוחדים אלו, ששררו ביערות הטרופיים של תקופת הקרטיקון, אך אינם נפוצים כיום, יצרו לחץ אבולוציוני להתפתחותם של גרמי פה אצל הציקדות, המאפשרים להתקיים בסביבה מאתגרת זו", מסביר פבריקנט.
