קליפת אשוחית מכילה רמות גבוהות של תרכובות פנוליות המסייעות בהגנה על עצים מפני פטריות מזיקות. חוקרים ממכון מקס פלנק לאקולוגיה כימית בינה רצו להבין כיצד ההגנות הכימיות הללו עוברות דרך מארג המזון של היער. עבודתם התמקדה בחיפושית קליפת האשוחית (Ips typographus), אשר צורכת את התרכובות הללו בזמן שהיא ניזונה מרקמת עצים. המדענים שאלו האם החיפושיות יכולות לעשות שימוש חוזר בכימיקלים הגנתיים של העץ כדי להגן על עצמן מפני זיהומים פטרייתיים.
כדי לחקור את התהליך הזה, הצוות השתמש בכלים מתקדמים כולל ספקטרומטריית מסה ותהודה מגנטית גרעינית (NMR) כדי לזהות את הכימיקלים ההגנתיים המיוצרים על ידי עצי אשוח ולעקוב אחר האופן שבו חיפושיות קליפות מעבדות אותם. החוקרים גילו שחיפושיות הניזונות מעצי אשוח סופגות תרכובות הגנה מהפלואם, במיוחד גליקוזידים פנוליים כמו סטילבן ופלבנואידים.
בתוך החיפושיות, תרכובות אלו משתנות כימית. החרקים ממירים אותם לאגליקונים, שאינם מכילים עוד מולקולות סוכר ויש להם השפעות אנטי-מיקרוביאליות חזקות הרבה יותר. הכימיקלים שעברו טרנספורמציה מספקים לחיפושיות הגנה יעילה מפני פתוגנים פטרייתיים. "לא ציפינו שהחיפושיות יוכלו להמיר את ההגנה של האשוח לנגזרות רעילות יותר בצורה כה ממוקדת", אמר הסופר הראשי Ruo Sun מהמחלקה לביוכימיה.
פטרייה שיכולה להשבית את ההגנה הכימית של החיפושית
לאחר מכן בדקו המדענים כיצד ההגנות הללו של החיפושיות משפיעות על הפטרייה בובריה בסיאנה. "למרות שפטרייה זו לא הייתה יעילה בעבר בהדברת חיפושיות הקליפה, מצאנו זנים שהדביקו והרגו אותם באופן טבעי. לכן רצינו לחקור יותר מקרוב כיצד הצליחו להדביק בהצלחה את החיפושיות", מסביר Ruo Sun.
ניתוחי מעבדה ובדיקות אנזימים הראו שהפטרייה משתמשת באסטרטגיית ניקוי רעלים דו-שלבית. השלב הראשון הוא גליקוזילציה, אשר מוסיפה סוכר בחזרה על האגליקונים הרעילים. השלב השני הוא מתילציה, המחברת קבוצת מתיל לסוכר. התרכובות הסופיות, המכונות מתילגליקוזידים, אינן מזיקות בובריה בסיאנה.
שינוי כימי זה עוזר באופן בלתי צפוי לפטרייה להדביק חיפושיות, במיוחד אלו שניזונו בעבר מרקמת אשוחית עשירה בתרכובות פנוליות. המתילגליקוזידים עמידים גם לאנזימי חיפושיות שבדרך כלל מפרקים אותם ומשיבים את הרעילות שלהם באמצעות הידרוליזה.
מחקרי גנים מאשרים את מנגנון ניקוי הרעלים
כדי לאשר את חשיבותו של מסלול זה, החוקרים השביתו את הגנים האחראים למתיגליקוצילציה ב בובריה בסיאנה. פטריות ללא גנים אלו הצליחו הרבה פחות בהדבקת חיפושיות הקליפה, מה שמראה שתהליך ניקוי הרעלים הוא קריטי להתגברות על ההגנות הכימיות של החיפושיות.
המחקר מראה שניתן לשנות שוב ושוב כימיקלים להגנה על עצים כשהם עוברים מצמחים לחרקים ולאחר מכן לפתוגנים. לשינויים הללו יש השלכות גדולות על המאבק האבולוציוני המתמשך בין עצים, מזיקים ופטריות. "הוכחנו שחיפושית קליפה יכולה לצרף תרכובות הגנה של עץ כדי ליצור הגנות נגד אויביה. עם זאת, מאז אחד האויבים, הפטרייה בובריה בסיאנהפיתחה יכולת ניקוי רעלים להגנות אנטי-מיקרוביאליות אלו, היא יכולה להדביק בהצלחה את חיפושיות הקליפה ובכך למעשה לעזור לעץ במאבקו נגד חיפושיות הקליפה", מסכם מנהיג המחקר יונתן גרשנזון.
שיפור הבקרה הביולוגית של חיפושיות הקליפה
הממצאים עשויים לסייע למדענים לפתח שיטות בקרה ביולוגיות יעילות יותר. "עכשיו, כשאנחנו יודעים אילו זנים של הפטרייה סובלים את התרכובות הפנוליות האנטי-מיקרוביאליות של חיפושית הקליפה, אנחנו יכולים להשתמש בזנים אלה כדי להילחם בחיפושיות הקליפה בצורה יעילה יותר", אומר Ruo Sun. המחקר גם מדגיש את הצורך לבחון האם מזיקים פיתחו אסטרטגיות עמידות או ניקוי רעלים כאשר נעשה שימוש בחומרי הדברה ביולוגיים.
במחקר עתידי, הצוות מתכנן לחקור עד כמה נפוץ מסלול ניקוי הרעלים של מתילגליקוזילציה בזנים שונים של בובריה בסיאנה ובפטריות אחרות שמדביקות חיפושיות קליפה. הם גם שואפים להבין כיצד מסלול זה מקיים אינטראקציה עם תכונות פתוגנים אחרות המשפיעות על הצלחת ההדבקה.
קישור לכתבת המקור – 2026-01-01 23:08:00
