נמלים מייצרות חלב
20/12/2022
החיים במושבת נמלים מתנהלים כסימפוניה מתוזמרת של תקשורת בין פרטים הפועלים יחד, בדומה יותר לתאים ברקמה מאשר ליצורים עצמאיים החיים בצוותא. כעת, חוקרים גילו רשת חברתית של קשרי גומלין שלא הייתה ידועה עד כה, המאחדת את המושבה ומקשרת בין נמלים בשלבי התפתחות שונים - מזחלים, דרך גלמים ועד לנמלים בוגרות: הגלמים מפרישים נוזל והוא נצרך מייד על ידי הנמלים הבוגרות והזחלים. נראה כי הישרדותה של המושבה כולה תלויה בצריכה מהירה של הנוזל הזה, שעשיר בחומרי תזונה. הזחלים זקוקים לו כדי לגדול, ואם הנמלים לא מצליחות לצרוך ולסלק אותו, הגלמים ימותו מזיהומים פטרייתיים בגלל הצטברות הנוזל סביבם.
פוסט אורח מאת אורלי שניר, פוסט-דוקטורנטית באוניברסיטת רוקפלר בניו יורק, מובילת המחקר
"התגלית הזאת נמצאת בלב ליבה של הבנת חיי הנמלים, אבל מפני שנמלים פועלות בתוך ההמולה של מושבה עמוסה, הן מציבות קשיים בפני חוקרים וכנראה לכן עד עתה התופעה נשארה נסתרת. הנוזל החשוב הזה כנראה נצרך במהירות ובעקביות לפני שהוא מספיק להצטבר ולכן לא היה ניתן להבחין בו בין הערימות הטיפוסיות של ביצים, זחלים וגלמים במושבות של נמלים", אומרת ד״ר אורלי שניר, המחברת הראשונה של המאמר ופוסט-דוקטורנטית במעבדה של פרופ׳ דניאל קרונאואר באוניברסיטת רוקפלר [1, 2, 3]. כדי להתגבר על ההמולה של הקן, החליטה שניר לבודד נמלים מהמין Ooceraea biroi בשלבי התפתחות שונים ובחנה כיצד הבידוד החברתי משפיע עליהן (ראו בתמונת הנושא: הנמלים הבוגרות מניחות את הזחלים הצעירים על הגלמים כדי שיצרכו את הנוזל שהגלמים מפרישים. אם הזחלים לא צורכים את החלב, רבים ימצאו את מותם).
אחד הדברים הראשונים ששניר שמה לב אליהם היה הצטברות נוזלים סביב גלמים מבודדים. חרקים אינם מפרישים נוזלים בדרך כלל בשלב הגולם, ונוזל כזה מעולם לא נצפה בנמלים. הנוזל היה מועד להתפתחות זיהומים פטרייתיים שבסופו של דבר הרגו את הגלמים. רק כאשר שניר שאבה את הנוזל וסילקה אותו, הגלמים שרדו. ההנחה היא שבטבע הנמלים במושבה מונעות איכשהו את הצטברות הנוזל וכך המושבה ממשיכה להתקיים.
בהמשך שניר, פרופ׳ קרונאואר ועמיתיהם ערכו ניסוי שבו צבעו בצבע כחול את אותו נוזל שהפריש הגולם כדי לעקוב אחריו (תמונה 1). הם גילו שהבוגרים והזחלים צורכים אותו (כמו שותים אותו), וכך הבינו שמדובר בנוזל חברתי - מעתה נכנה אותו "חלב" בשם חיבה. הם החלו לחקור את הרכב החלב ולצפות במה שקרה לנמלים שלא השתתפו במשתה.
תמונה 1: נמלה מהמין Myrmecocystus mexicanus ניזונה מהחלב שמפריש הגולם. שימו לב לנוזל הכחול שעובר בגופה. במחקר החלב נצבע בכחול, וכך זוהתה העברת החלב מהגולם לנמלה הבוגרת.
צילום: Daniel Kronauer
התברר כי הנוזל עשיר בחומרים מזינים, בחומרים פסיכואקטיביים, בהורמונים וכן בכמה מרכיבים שנמצאים גם במזון המלכות שדבורי הדבש מאכילות בו את הנסיכות הצעירות [4]. הימצאות החומרים האחרונים בחלב מרמזת על חשיבותו בעולם הנמלים - קרובות משפחה של דבורי הדבש.
בעוד שנמלים בכל שלבי החיים נהנות מהחלב, עבור זחלים צעירים הוא חיוני: בניסוי, זחלים שמנעו מהם את החלב בארבעת ימי החיים הראשונים לא הצליחו לגדול, ורבים מתו בסופו של דבר.
"בימים הראשונים לאחר ההגחה מהביצים, הזחלים מסתמכים על הנוזל כמעט כמו שיילוד מסתמך על חלב אימו (ביונקים)", אומר פרופ׳ קרונאואר. "גם הבוגרות צורכות את החלב בשקיקה, ואף על פי שעוד לא ברור מה זה עושה להן, אנחנו בטוחים שזה משפיע על ההתנהגות ועל הפיזיולוגיה שלהן”.
כדי לבדוק אם התופעה קיימת במינים נוספים של נמלים, שניר דגמה מיני נמלים שונים בסנטרל פארק בניו יורק. במחקר שסיכם את הממצאים עד כה והתפרסם בכתב העת Nature (ככתבת שער! [5]) החוקרים זיהו חלב בשבעה מינים, המייצגים את חמש תת-משפחות הנמלים הגדולות, כאשר חלק מתת-המשפחות עתיקות יותר, וחלק חדשות יותר על העץ האבולוציוני של הנמלים (לדוגמה, תמונה 2). המשמעות היא שתופעת החלב היא כללית יותר, אינה מוגבלת למין אחד של נמלים, ומעידה על כך שהיכולת נשמרה במהלך האבולוציה בנמלים.
תמונה 2: נמלים מהמין Crematogaster lineolata. גם אצלן זוהה החלב כנוזל חיוני שעובר בין פרטים בשלבים התפתחותיים שונים במושבה.
צילום: Daniel Kronauer
תופעה דומה שנשמרה במהלך האבולוציה של הנמלים, ומוכרת כבר למעלה ממאה שנה היא "האכלה הדדית" (Trophallaxis). כדי לבצע האכלה הדדית, הנמלים הבוגרות מעבירות ביניהן מזון ממקור חיצוני, למשל דבש, וכן מעבירות אותו לזחלים בדרך שנראית כמו נשיקה. מזון כזה עובר מנמלה שצרכה אותו מחוץ לקן אל נמלים בתוך הקן ומתפזר במושבה, ואף הוא נחשב לנוזל חברתי. אולם תופעה זו פחות נרחבת ולכן הסברה היא שה"חלב" קדום יותר מ"האכלה הדדית" באבולוציה של הנמלים.
"אחת ההשערות שעולות מהמחקר היא שייתכן שהחלב תרם לנמלים לפתח חברתיות", אומרת שניר. לדבריה, החלב הזה משמש כדבק חברתי בין שלבי החיים השונים של הנמלים. הגילוי הזה משמעותי כי מזה שנים מדענים מנסים להבין מהם הגורמים המחברים בין פרטים במושבת הנמלים, וכיצד המושבות, המכונות "אורגניזם-על" פועלות. כלומר, איך הן פועלות כישות מאוחדת אחת למרות העובדה שהן מורכבות מפרטים רבים. כיום ידוע כי נמלים מעבירות מידע במושבה באמצעות אותות כימיים ופרומונים המופרשים מבלוטות שונות בגופן. גילוי ה"חלב", הנוזל החברתי שמפריש הגולם והבנת תפקידו בחיבור בין בוגרות, גלמים וזחלים, חושפים בפנינו ערוץ נוסף של תקשורת ובקרה בתוך המושבה. "הנוזל החברתי הזה הוא הכוח המניע מאחורי רשת של מערכת יחסים מרכזית במושבות נמלים שעד כה לא ידענו על קיומה", מסכמת ד״ר שניר.
עריכה: גליה הלוי שדה
מקורות
[1] מאמר המחקר
[3] הודעה לעיתונות
[4] על מזון מלכות בקבוצת "עולם הדבורים" בפייסבוק
