כולם יודעים שמבעלי חיים ארסיים צריך להיזהר, ובצדק. ארס הוא מנגנון הגנה והתקפה יעיל מאוד, שהתפתח במקביל במאה שושלות אבולוציוניות שונות לפחות, במגוון בעלי חיים, למשל פרוקי רגליים, רכיכות, זוחלים, צורבים ואפילו יונקים. מנגנון הארס כולל את הארס עצמו וכן מבנים והתנהגות שמאפשרים להחדיר אותו.
ארס של טורף קטן משמש אותו כדי לעזור לו לצוד את מזונו וכדי להגן על עצמו מפני טורפים החושקים בו לארוחה הבאה שלהם. אך יש הבדל בין שני סוגי הארס: ארס שמשמש לציד צריך לשתק את הטרף, ואילו ארס להגנה עצמית צריך לגרום לטורף חוסר נעימות עז שיגרום לו לברוח.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי
נפטר הנח”לאי שפיתח תרופה לסרטן
בעיות ניווט בעולם מוצף מידע: מהן הטיות קוגניטיביות?
אור ושמו סטיב
בעלי חיים רבים מסוגלים לשלוט בהרכב הארס שהם מפרישים, אך הנושא לא נחקר דיו. לפשפש ממשפחת הטורפניתיים (Pristhesancus plagipennis), למשל, יש כמה סוגים של בלוטות ארס, והוא יכול לבחור איזה ארס להחדיר כשהוא עוקץ. לנדלים, לעומת זאת, יש רק סוג אחד של בלוטות ארס. מחקר חדש חשף כיצד מין של רַבְנָדָל, שיש לו בלוטת ארס מסוג אחד בלבד, מסוגל לייצר שתי תערובות שונות, שמעוררות תגובות שונות.
חימוש מדויק
הרבנדל מהמין Scolopendra morsitans הוא פרוק רגליים מסדרת הרַבנַדְּלָאִים שמצוי כמעט בכל העולם. אורך גופו מגיע לכ-13 סנטימטר והוא צד את הטרף שלו באמצעות זוג הרגליים הקדמיות שהתפתחו לגפי ארס, רַגְלָסוֹת. הוא אוחז בטרף, נושך אותו ומחדיר לתוכו את הארס המופרש מבלוטות הארס שנמצאות בבסיס כל רגלסת. הרבנדל לא יהסס לנשוך בעזרת הרגלסות שלו גם בעלי חיים שמאיימים לטרוף אותו וכך להגן על עצמו.
על מנת לחקור איך הרבנדל מפיק סוגים שונים של ארס תוך שימוש בבלוטת ארס מסוג אחד בלבד, החוקרים גרמו לו להפריש ארס בשתי שיטות. בשיטה הראשונה, שמדמה החדרת ארס בזמן ציד, החוקרים הרדימו את הרבנדלים והשתמשו בגירוי חשמלי של הרגלסות על מנת לגרום לרבנדלים להפריש ארס. באמצעות השיטה הזאת, החוקרים ציפו שהרבנדל יפריש ארס שמכיל את כל המרכיבים שהוא מסוגל לייצר. בשיטה השנייה הם נתנו לרבנדל לנשוך קרום פרפין שכיסה פתח של מבחנה, כפי שחולבים ארס נחשים. השיטה הזאת דימתה התגוננות מטרף, והחוקרים העריכו שהיא תגרום לרבנדל להפריש ארס עם תערובת מצומצמת של חומרים, בהשוואה לגירוי החשמלי.
למרבה ההפתעה, אף אחד משני סוגי הארס לא הכיל את כל חלבוני הארס שבלוטות הארס של הרבנדל מסוגלות להפיק, והם היו שונים זה מזה בהרכבם – וגם בהשפעה שלהם. החוקרים בדקו אותם על צרצרים בתור מודל לטרף, ועל תערובת של תאי עצב המתמחים בחישה, שנלקחו מעכברים וחולדות, בתור מודל לטורף. שני סוגי הארס פעלו באותו אופן על הצרצרים וגרמו להם לשיתוק, מה שהקל על טריפתם. לעומת זאת, על תאי העצב שדימו תוקף, רק הארס המתגונן השפיע: הארס הזה גרם לתגובה עצבית המזוהה עם חישה.
ארס לפי בחירה
כיצד יכול הרבנדל לשלוט בהרכב הארס, כשיש לו בלוטות ארס רק מסוג אחד? החוקרים בדקו את מבנה הבלוטות של הרבנדל ומצאו שכל בלוטה מכילה מאות יחידות לייצור ארס הבנויות מארבעה תאים: שני תאים מייצרי ארס, תא ביניים ותא המשמש כתעלה להזרמת הארס אל צינור הארס. התאים שמייצרים את הארס מכילים הרבה גופיפים (Granules) שמייצרים ארס ומפרישים את תוכנם לתא התעלה, כמו הפרשת רוק או זיעה. ההפרשות האלה נשלטות לרוב על ידי מוליכים עצביים, ואכן, בסמוך ליחידות שמייצרות ארס נמצאו מבנים שהמוליך העצבי סרוטונין מפעיל אותם. כל יחידת ייצור ארס עטופה בסיבי שריר, וכך יש בה תא אחד שמופעל על ידי סרוטונין ותא שני שמופעל על ידי שרירים. היחידות נבדלות זו מזו בסוג החלבונים שהן מפרישות כדי לייצר את הארס, והרבנדל יכול לבחור אם להפריש ארס הגנתי או התקפי, בהתאם למצב שבו הוא נתון.
החוקרים משערים שמכיוון ששני סוגי הארס מופרשים לתא התעלה, ייתכן ששני הסוגים צריכים להתערבב כדי שהארס יהיה פעיל. ייתכן שהרבנדל אוגר ארס בבלוטות במצב לא פעיל, כדי שברגע האמת הוא יוכל להפוך אותו לפעיל ולהשתמש בו. ייתכן גם שזו השיטה שלו להתגונן מפני הארס שלו-עצמו.
שיטת הגירוי החשמלי נפוצה במחקרים על ארס. לרוב מניחים שהארס שמופק בשיטה הזאת מכיל את כל מגוון החומרים שהארס מכיל, אך המחקר הנוכחי מצא שזה לא בהכרח נכון. יש להפיק את הארס בשיטות נוספות כדי לקבל תמונה מלאה של החומרים הפעילים, שכן מנגנון הארס עשוי להיות מבוסס על שילוב של היבטים מולקולריים, מבניים והתנהגותיים – כמו אצל הרבנדל.
קרן אור, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
