מחקר חדש מגלה כי צמחים טפיליים מסוג כְּשׁוּת "גונבים" את הורמון הפריחה של הצמחים שהם מטפילים, וכך פורחים בו זמנית איתם. דבר זה מעניק, ככל הנראה, כשירות מיטבית לצמח הטפילי, שמתבטאת בהעמדת מספר רב של זרעים איכותיים המבטיחה את קיומו של הדור הבא.

לרוב, כשמדברים על טפילים, קופצות לראש מחשבות מטרידות על חרקים מוצצי דם, אך האם ידעת שיש גם צמחים טפיליים? כְּשׁוּת (Cuscuta, לא להתבלבל עם הצמח המשמש להכנת בירה הנקרא כשותנית) היא צמח טפילי ממשפחת החבלבליים (Convolvulaceae), שאיבד את עליו ושורשיו בתהליך האבולוציה ואיתם את היכולת לבצע פוטוסינתזה ולינוק מים מן האדמה. על מנת להתקיים, צמחי הכשות נכרכים סביב צמח מאכסן וחודרים לגבעוליו בעזרת איברים המכונים מְצוֹצוֹת (haustoria). המצוצות מתאחדות עם צינורות ההובלה של הצמח המאכסן, וכך משיג צמח הכשות הטפילי מים וחומרי הזנה [1]. לאחרונה התגלה כי דרך אותן מצוצות ישנו מעבר דו-כיווני של חלבונים, מולקולות RNA וחומרי בקרה רבים [3-2]. 

 כשות מטפילה עץ שיטה (צילום: Khalid Mahmood, Wikimedia Commons)

כשות (אירופאית) מלופפת סביב מאכסן. החץ מסמן את המצוצות (צילום: Michael Becker, Wikimedia Commons)

תזמון הפריחה הוא מרכיב קריטי להצלחה הרבייתית של כל הצמחים הפורחים, ובלעדיו יכולתם להעמיד דור המשך נפגעת. מה שמאפשר לצמחים לפרוח בזמן המתאים הוא יכולתם לחוש באותות סביבתיים, כגון אורך היום, שמשתנה בהתאם לעונות השנה. ישנם צמחים שיפרחו כאשר מספר שעות האור ביממה רב (צמחי יום ארוך), ואחרים יפרחו כשמספר שעות האור מועט (צמחי יום קצר). כשעלי הצמח חשים באורך היום המתאים מתחיל להיווצר בהם חלבון הנקרא FT) Flowering locus T). החלבון נע בצינורות ההובלה של הצמח מהעלים אל קודקודי הצמיחה, ושם הוא גורם להתחלת פריחה [4]. צמחי הכשות נפוצים ברחבי העולם ומטפילים מיני צמחים רבים, ביניהם צמחי "יום קצר" וצמחי "יום ארוך" [1]. 

לכשות אין עלים, אז כיצד היא יודעת מתי זמנה לפרוח? הרמז הראשון התקבל מניסוי שנערך בשנות השישים, שבו הטפילו צמחים מאכסנים בעלי זמני פריחה שונים בכשות ממין מסוים [5]. זמני הפריחה של צמחי הכשות לא היו אחידים, אלא הקבילו לזמן הפריחה של הצמח המאכסן שהטפילו. עם זאת, המנגנון העומד מאחורי הסנכרון שנצפה נותר לא ידוע במשך עשרות שנים.

 במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי PNAS ניסו החוקרים לשפוך אור על התופעה [6]. תחילה, הם רצו לאמת את התצפיות שדווחו בשנות השישים. לשם כך הטפילו החוקרים זן של צמח סויה הפורח כאשר היום קצר, וזן של סויה הפורח ביום ארוך, וגידלו אותם בחדרי גידול בעלי תאורה מלאכותית המדמה אורכי יום שונים. התוצאות היו חד משמעיות -  צמחי הכשות פרחו אך ורק כשהמאכסן שלהם פרח, למרות הבדלים ניכרים בזמני הפריחה של הצמחים המאכסנים. התוצאות חזרו על עצמן גם בהטפלת צמחים שפריחתם אינה תלויה באורך היום. 

פריחה מסונכרנת בין כשות למאכסן (צילום: BlueRidgeKitties, flickr)

על מנת לחשוף מהו המנגנון הגורם לסנכרון התמקדו תחילה החוקרים ברצף ה-DNA של הכְּשות ומצאו רמזים לכך שהגֵן המקודד לחלבון ה-FT, האחראי כאמור על התחלת הפריחה, אינו תקין. ואכן, הם לא הצליחו לאתר את תוצריו של הגֵן בצמחי כשות בשלבי הפריחה השונים. תוצאות אלו, בשילוב עם התצפיות של סנכרון הפריחה, הובילו את החוקרים לשער כי חלבון ה-FT של הצמח המאכסן עובר דרך המצוצות אל צמח הכשות, מגיע אל קודקודי הצמיחה שלו וגורם לפריחה.

כדי לבחון את השערתם השתמשו החוקרים בצמחי טבק מהונדסים נטולי החלבון FT, שאינם יכולים לפרוח. בהתאם, צמחי כשות שהטפילו את צמחי הטבק האלו לא פרחו כלל. בשביל לאמת סופית את השערתם, החוקרים השתמשו בצמחים מאכסנים בעלי חלבון FT מסומן כך שיוכלו לעקוב אחריו. ואכן, חלבון ה-FT של המאכסן אותר במיצוי של צמחי הכשות המטפילים. בנוסף הוכיחו החוקרים כי חלבון ה-FT של המאכסן מפעיל גנים של פריחה בצמח הכשות. כלומר, צמח הכשות איבד את יכולתו העצמאית לפרוח, ונשען על העברת החלבונים מהצמח המאכסן. 

מדוע חשוב סנכרון הפריחה בין צמח הכשות לצמח המאכסן? אם צמחי הכשות יפרחו לפני הצמח שהם מטפילים, הם יעשו זאת לפני שניצלו את הצמח המאכסן עד תום, גודלם יהיה קטן והם יעמידו כמות קטנה של זרעים. לעומת זאת, אם צמחי הכשות יפרחו מאוחר מהצמח שהם מטפילים, הם עלולים להימצא במחסור אנרגטי שכן הצמח המאכסן השקיע את מרבית חומרי האנרגיה שלו ביצירת הזרעים שלו עצמו, ואולי אף "הספיק" למות. גם במצב זה, ייפגעו כמותם ואיכותם של זרעי הכְּשות [6]. 

צמחי הכשות פיתחו יכולת טפילות אופטימלית על ידי כך ש"ויתרו" על עליהם ושורשיהם והם מסתמכים לחלוטין על הצמח שהם מטפילים, שמספק להם חומרי הזנה ומים. מחקר זה מצא כי צמחי הכשות אף "ויתרו" על יכולתם לפרוח באופן עצמאי. ויתור זה מאפשר להם להטפיל מינים רבים של צמחים בעלי זמני פריחה שונים, "לצותת" למנגנון הפריחה של הצמח שהם מטפילים, ובכך לסנכרן את פריחתם עם צמחי המאכסן ולשמור על כשירות אופטימלית. מעניין יהיה לגלות כמה נפוצה התופעה בקרב צמחים טפיליים נוספים. 

איור ועיצוב: שגיא ברודסקי

מקורות:

1. על צמחים טפיליים
2. על מעבר מולקולות בין צמחי הכשות למאכסניהם
3. על מעבר מולקולות בקרה מצמחי הכשות למאכסניהם
4. על התקדמות בהבנת מנגנוני הפריחה בצמחים
5. המאמר שדיווח לראשונה על תזמון הפריחה של הכשות עם הצמח המאכסן משנות השישים
6. המאמר המתואר בפוסט - "כשות טפילית מצותתת לאותות הפריחה של הצמח המאכסן"