שם המאמר: "כימיה" בין חרקים שם המחבר: איקן ר. פרטים ביבליוגרפים: (1989) לדעת, כרך יט, חוב' 5, ע' 3 סוג המאמר: מאמר מלא הנושא: תקשורת, הדברה, מזיקי צמחים, פרומונים "כימיה" בין חרקים ברשימה זו ברצוני לעמוד על ההיבטים התקשורתיים-מיניים בקיומם ובהישרדותם של בעלי-חיים, ובמיוחד של חרקים ויונקים. דגש מיוחד יושם על ה"כימיה" בין הפרטים השונים המתקיימת באמצעות חומרי טבע המכונים פרומונים. חומרים אלה ממלאים תפקיד חיוני בתהליך ההתרבות. החרקים הופיעו על פני כדור הארץ לפני כ300- מיליון שנה ולכן נתחיל בהם. החרקים יכלו להתמודד בבעיות היום-יומיות ולדאוג לקיומם והישרדותם באמצעות חוש הראייה, ובמיוחד בעזרת "טעם וריח" מפותחים שסיגלו לעצמם במרוצת הדורות. ידועים כמיליון מינים של חרקים ומתוכם כ3000- מינים המזיקים לאדם ולחקלאות. הם מתחרים עם האדם על מקורות המזון ומשמשים כנשאים ומעבירים של מחלות כמו מלריה למשל. מלחמה בלתי פוסקת מתנהלת בין האדם לבין החרקים המזיקים. הנשק המקובל על האדם במלחמה זו הם חומרי ההדברה. ניתן לציין שלושה דורות של חומרי הדברה: עם "הדור הראשון" נמנו חומרי טבע רעילים מן הצומח. אלה הם חומרים שמפתח הצמח להגנה בפני מזיקים (חרקים ובעלי חיים אחרים) בחינת אם אין אני לי... חומרים אלה הם לרוב תרכובות שניוניות. אלה הן תרכובות אשר אינן משתתפות במסלולים ביוכימיים יסודיים ומצטיינות ברעילות רבה. דוגמאות לכך - צמח הטבק מרחיק את החרקים בעזרת ניקוטין, או החרצית (Chrysanthemum) הגדלה בקניה והעשירה בחומרים המכונים פירתרואידים. חומרים אלה רעילים לחרקים אך אינם רעילים ליונקים. כמו כן נמנים עם הדור הראשון חומרים אי-אורגניים כמו גופרית, ארסן, כספית ותרכובותיהם. עם חומרי "הדור השני" נמנות תרכובות אורגנו-כלוריות כמו די.די.טי. תרכובות אלה יעילות מאוד אולם טומנות בחובן חסרונות. העיקרי שבהם - תוצרי הפרוק של חומרי ההדברה הללו רעילים אף הם, והם חודרים לשרשרת המזון של האדם ושל בעלי חיים. נוסף לכך התפתחה בחרקים עמידות בפני המוצרים האורגנוכלוריים. עם דור חומרי ההדברה השני נמנות גם תרכובות אורגנוזרחתיות (כמו פרתיון) ואחרות. פעילותם של חומרים אלה נובעת מיכולתם לעכב את פעילות האנזימים אצטיכולין-אסטרז. חסרונם הוא בכך שהם "חריפים" גם עבור יונקים וחרקים מועילים, ולפיכך השפעתם רעה על המאזן האקולוגי. בשנת 1986 השתמשו, בארצות הברית בלבד, בכ- 500 מיליון ק"ג חומרי הדברה כאלה ובכמות דומה של מוצרי נפט. בפני חרקים מזיקים פותחו גם אמצעים אחרים, נוסף להתגוננות כימית, ביניהם עיקור זכרים בקרני גמא וקרני-X, או באמצעות חומרי עיקור, והחזרתם לטבע "להתחרות" בזכרים פוריים. שיטה אחרת כרוכה בהחדרת הורמוני נשל לחרק בשלב שאינו כרוך בהשלה בתהליך התפתחותו. התערבות זו עשויה לגרום התפתחות לא נורמלית, דוגמת רימה בעלת שלושה ראשים של pink bullword. שיטה זו הנה בעלת עניין אקדמי יותר מאשר יישומי-שימושי. ידועים גם כ-450 מיני צמחים טורפים שהחרק משמש להם מקור חשוב לחלבונים. רבים ומגוונים הם המנגנונים המשמשים צמחים ללכידת חרקים. צמחים ממשפחת הטלליתיים, למשל, מפרישים נוזל צמיג מקצות בלוטות הפזורות על פני העלים. הנוזל מדביק את החרק לעלה והצמח מעכל אותו באמצעות אנזימים הוא מפרק את החרק לחומרים הזמינים לו. לצמחים רבים מלכודות דמויות כד ובהן חומרי משיכה המביאים למשיכת החרקים וללכידתם. אנו רואים כי הלוחמה בחרקים מזיקים אינה מלחמתו של האדם בלבד - גם לצמח אמצעים שהוא מפעילם במלחמת ההישרדות שלו. בעשור האחרון פותח "דור שלישי" של חומרי הדברה כימיים, לאור תוצאות מאכזבות למדי של שני הדורות הקודמים ושל האמצעים האחרים שננקטו. ה"דור השלישי" מבוסס על ניצול חומרים המשמשים בתהליכי רבייה ותקשורת בחרקים ובמזיקים אחרים - למשיכתם, לכידתם והדברתם. אלה הם הפרומונים. פרומונים הפרומונים הם חומרים אורגניים המופצים על ידי פרטים של בעלי-חיים (חרקים, מכרסמים, יונקים ועוד) ונקלטים על ידי פרטים אחרים של אותו המין הביולוגי. קליטת הפרומונים גורמת לשינוי בהתנהגות או בהתפתחות אצל הקולט. הפרומון לפיכך, הוא חומר הנושא או המעביר גירוי. הפרומונים, בניגוד להורמונים, הם חומרי הפרשה חיצוניים, ולהם תפקידים שונים בתקשורת של בעלי חיים. כך לדוגמה פרומון שביל מסמן את השביל למקור מזון של נמלה, פרומון התכנסות משמש להעברת מידע ולהתקבצות הפרטים במקום אחד, פרומון אזעקה משמש לגיוס המגינים על הקן והכרזת "מצב הכן" בפני פולש, פרומון המלכה מדכא התפתחות שחלות של מלכות מתחרות בכוורת דבורים או צרעות, פרומון שטח מסמן את שטחי המחיה של בעלי-חיים שונים, פרומון מין מושך זכר לנקבה, ולהפך, למטרות הפריה והתרבות. רוב הפרומונים, חומרים אורגניים נדיפים, בעלי משקל מולקולרי בסביבות ה-250. הם ייחודיים לכל מין ומין כלומר, לכל מין של בעלי חיים חומר כימי ייחודי הפועל רק עליו. השפעתם על מערכת העצבים המרכזית מתבטאת בשני אופנים: השפעה מיידית עם קבלתם, כמו בפרומונים המיניים, או השפעה התנהגותית דחויה המתבטאת בשינויים פיזיולגיים. פרומוני מין בחרקים פרומון המין מצוי בדרך כלל בנקבות, ולעתים גם בזכרים. בלוטות המכילות פרומון מין ממוקמות במקומות שונים בגוף החרק: בקשקשי הכנפים, בין פרקי הבטן, על הגב, בפיסות רגליים, לסתות התחתונות ועוד. בחרקים מסויימים נשלפת בלוטת הריח כ"מברשת" או כ"אצבע". התברר כי פרומוני המין פעילים ביותר, אף בריכוזים נמוכים מאוד. אפילו 30 מולקולות עשויות למשוך זכר לנקבה. במקרה שתועד, משכה אחריה נקבה אחת של צרעות האורן מחנה בן 11,000 זכרים. בטבע אנו עדים לתופעה זו לעתים קרובות כאשר מלכת דבורים מושכת אחריה נחיל בן מאות אלפי דבורים. מחקר הפרומונים של זחל טוואי המשי (תולעת המשי) החל בסוף המאה ה-19. נזק רב שנגרם על ידי זחלים אלה לעצי תות בצפון-מזרח ארה"ב הביא את אנשי משרד החקלאות האמריקני למחקר שתוצאותיו היו בידוד וזיהוי החומר האחראי למשיכה מינים בטוואי המשי. חומר זה אף הוכן במעבדה. מבלוטות של חצי מיליון נקבות בודדו רק 20 מיליגרם של הפרומון שכונה בומביקול. בניסוי במעבדה התברר כי כמות של 10-10 (אחד חלקי עשרה מיליארדים) מיליגרם בומביקול גורמת להתרגשות של הזכרים, כלומר, סוף ההשפעה של החומר הוא 10-10 מיליגרם. כאשר הוכנסה נקבה לקופסה חתומה ושקופה, וליד הקופסה הונח נייר סינון טבול בבומביקול, נמשכו הזכרים לנייר הסינון ולא לנקבה שבקופסה. תוצאות מחקר זה יושמו לצורך הדברה: חוקרים הכניסו כמויות זעומות של בומביקול למלכודות מיוחדות אשר פוזרו ביער. תוך זמן קצר נלכדו רוב המזיקים. נמצא כי האותות הנשלחים באמצעות חומרים כימיים נקלטים באמצעות המחושים של החרק הבוגר. למחושי החרק צורות רבות, בחלקן דמויות חוט או מסרק, ועליהם ממוקמים אתרי חישה. במחוש אחד של זכר טוואי המשי, מצויים 17,000 אתרים כאלה. בכל אתר חישה מצויות נקבוביות זעירות דרכן חודר הפרומון. מעריכים כי מחוש אחד של טוואי המשי מכיל 40 מיליון נקבוביות! על המבנה הכימי כפי שצוין קודם יש לכמויות זעירות ביותר של פרומונים השפעה רבה על פעילותם של החרקים. החרקים מבחינים לא רק בכמות זעירה, כי אם גם בהבדלים מיבניים קטנים ביותר במולקולות הפרומון. יתכן כי לשתי מולקולות יהיה מבנה כימי זהה ובכל זאת הן לא תהיינה זהות לגמרי. לעתים קרובות קיים מצב בו שתי מולקולות בנויות מאטומים זהים, המרחקים הבין-אטומיים והזוויות הבין-אטומיות זהות אך עדיין קיים הבדל - מולקולה אחת היא בבואה (השתקפות במראה) של המולקולה השניה. שתי מולקולות המתייחסות זו לזו כעצם אל בבואתו מכונות בשם אננטיומרים. פרומונים הם מולקולות אורגניות העשויות להופיע כשני אננטיומרים. נמצא כי חרקים מבחינים בין שני אננטיומרים. במקרים רבים מגיבים חרקים בעוצמה רבה לאנטיומר אחד בלבד. ההנחה היא שאתרי החישה הם המבחינים בהבדלים בין שני האננטיומרים. עד לפני שנים מספר סברו החוקרים כי פרומון המין בחרק מורכב מחומר אחד בלבד. עתה מתברר כי יש מינים של חרקים בהם התקשורת הכימית בין הפרטים מתבצעת על ידי תערובת של חומרים כימיים שונים. באחרונה נמצא כי פרומון המלכה בדבורת הדבש הוא תערובת של 5 חומרים שונים. לפרומון זה השפעה על הפועלות - גורם להן להתקבץ סביב המלכה ולטפל בה וכן הוא מדכא את התפתחות שחלותיהן והופכן ללא פוריות. כל הקודם זוכה זכרים של חרקים שונים מתחרים ביניהם על זכות הבכורה לקיים יחסים מיניים עם נקבה מאותו המין. זכרים של החיפושיות, עשים ועכבישים שונים מייצרים חומרים נדיפים מיוחדים אותם הם "מרססים" על פני הנקבות לאחר ההזדווגות. בכך הם גורמים לסתירת פעילות הפרומונים שלהן. פעולה זו מונעת את משיכתם של שאר הזכרים המתחרים על הנקבה, והיא נשארת בבחינת "את מקודשת לי" לזכר "המרסס" בלבד. גמלי שלמה נמנים עם החרקים הנאים ביותר, אולם יש להם הרגלי חיים מאוסים. המפורסם שבהם הוא תאוותה של הנקבה לבלוע את בן זוגה לפני, בעת או בתום תהליך ההזדווגות. החוקרים הציעו מספר תיאוריות באשר לקניבליזם מיני זה. התופעה נצפתה בתום המאה הקודמת ונחקרה על ידי קנת רודר מארה"ב בשנת 1930. הוא הבחין כי הנקבה אוכלת את הזכר, ראשו תחילה, לפני או במשך ההזדווגות. אף על שהזכר מאבד את ראשו באופן פיסי הוא עושה כל מאמץ להזדווג עם הנקבה, גם בהיותו כרות ראש. תופעה מוזרה זו הוסברה על ידי החוקר בכך, כי מערכת העצבים המעכבת והמבקרת פעילות מינית, קבועה בראש החרק. לפיכך לאחר עריפת (ואכילת) ראשו הוא "פורק כל עול" ומזדווג בהתרגשות. בדומה לחרקים אחרים, מפרישה הנקבה פרומונים המושכים את הזכר, וההזדווגות ביניהם יכולה להמשך כמה שעות. קיימת גם דעה כי פרשת "הקניבליזם המיני" קיימת בעיקר בתנאי שבי (במעבדה) ולא בטבע, אך לכך אין סימוכין החלטיים. על כגון זה ניתן לומר "עזה כמוות האהבה". הדברת חרקים באמצעות פרומוני מין פרומוני מין של חרקים משמשים את החקלאי במלחמתו במזיקים שבהם. ידועות מספר שיטות לוחמה באמצעות פרומונים, וביניהן: שיטת ניטור - שמים במלכודות מיוחדות כמויות זעירות של פרומון סינתטי שימשוך זכרים (או נקבות) של חרק מסוים. החרקים נלכדים, וספירתם במועדים קבועים מספקת מידע על רמת אוכלוסיית המזיק בשדה, מיקומו והמועד הרצוי לטיפול בו באמצעות חומרי הדברה. שיטה זו עלתה יפה בישראל בהדברת זחל ההלקט הוורוד (Pectinophora gossypiella) הגורם לנזקים כבדים בגידולי כותנה. כמו כן נוסו פרומונים בהצלחה בניטור מזיקים בפרדסי הלימון, האתרוג ובמטעי תפוחי עץ. שיטת לכידה מרבית של זכרים - שיטה זו מבוססת על פיזור "מלכודות-מין" המכילות פרומון נקבי. הזכרים נמשכים אליהן ונלכדים בהמוניהם, ולכידתם מונעת מהם להפרות את הנקבות. כך נמנע מן המזיק להעמיד צאצאים, ואוכלוסייתו נשמדת. יתרון שיטה זו בכך שהיא מקטינה בהרבה את הצורך בריסוס חומרי הדברה. שיטת מיסוך ובלבול - מבוססת על פיזור פרומונים בריסוס. החומר משתחרר לאיטו מתכשיר מיוחד ומתפזר על פני שטח גדול. פרומוני המין שפוזרו משבשים את התקשורת הכימית בין זכרים לנקבות, מונעים את הפגישה ביניהם ואת הזדווגותם. מידת ההצלחה של השיטה נמדדת על פי השוואה בין מספר הזכרים המגיעים אל נקבה, הנמצאת בתוך המלכודת המוצבת בשדה שרוסס בפרומון, לעומת שדה שלא רוסס בחומר פעיל. בדרך כלל קימת ייחודיות של פרומון לגבי מין מסוים של חרק, אולם ידועים מקרים בהם משמשת אותה תרכובת כימית כפרומון במספר מינים של חרקים, וכך ניתן לקיים הדברה בו-זמנית של מספר מיני חרקים. לשימוש בפרומונים להדברת מזיקים מספר יתרונות: פעולה על שלב ההתרבות של החרקים באמצעות דיכוי פעילותם המינית. לא מתפתחת עמידות בפני חומרי הדברה, תופעה הקיימת בהדברת חרקים באמצעות חומרים כימיים. זאת משום שהפרומונים הם חומרים "מתוצרת" החרק עצמו. הפרומונים אינם גורמי זיהום סביבתי. באמצעות פרומונים מושגת הדברה בררנית של מזיק מסוים בלבד מבלי לפגוע במינים ביולוגיים אחרים. כמויות הפרומונים הדרושות לצורך הדברה הן זעירות ביותר. ניתן לומר כי הדברת החרקים המזיקים נעשית עתה בשיטות משולבות הכוללות אמצעים כימיים, ביולוגיים ואגרוטכניים. בהדברה משולשת זו יש לפרומני מין תפקיד חשוב ומיוחד. תקשורת כימית בבעלי חיים עילאיים בדומה לחרקים, גם בעלי-החיים המפותחים מצוידים באיברי ריח המשמשים לתקשורת והשתלבות חברתית. נמצא כי לכל היונקים יש בלוטות פרומון במקום כלשהו בגופם: בעורף (אצל גמלים וג'ירפות), ברקות (אצל פילים), בבסיס הקרניים (אצל יעלים) וכן בלחיים, על החזה, על הרגליים ועוד. ריחות החומרים המצויים בבלוטות אלו משמשים למשיכה מינית ולפעילות ביולוגית מגוונת. תקשורת באמצעות ריח מלווה יונקים רבים מאז היוולדם. האם מפרישה "פרומון אימהי" שתפקידו לשמור על זיקתם של הוולדות אליה באמצעות הריח, בתקופה גורלית זו לחייהם. קשר הדדי זה מתבצע, לעתים, על ידי ליקוק הצאצאים כדי להספיג את ריח האם ולהטביעו בוולדות. אצל יונקים שונים משמש הריח להתוויית שבילים, לסימון שטחי מחיה ועוד. והרי מספר דוגמאות לתקשורת פרומונלית ביונקים: אייל שחור זנב - הפרומון ה"חברתי" של אייל זכר מופרש מבלוטה הממוקמת בברכיים של רגליו האחוריות. רחרוח הבלוטה על ידי הנקבה מביא לגירוי מיני. מקורו של החומר בשתן והוא נספג ממנו בעת שהשתן חולף על פני הבלוטות. כלבים - ידוע כי כלבים נמשכים לשתן של נקבה מיוחמת. בולטת במיוחד פעולת הרחרוח של הזכרים באזור בית הרחם של הנקבה כאשר היא מיוחמת. תופעת רחרוח דומה נתגלתה אצל פרות. גם אצל קופים וחזירים נמצאו פרומוני מין. מכרסמים - המריון המצוי הוא מכרסם לילי נפוץ בישראל וגורם נזקים גדולים בחקלאות. הוא ניזון מכל חלקי הצמח ואוגר בתוך קינו זרעים של צמחי-בר וגרגירי תבואה. במטעים הוא מכרסם את קליפת הגזע עד לגובה של 30-25 ס"מ. חלק מהתנהגותו החברתית קשור בסימון ריח, הנעשה על-ידי שפשוף אזור הבטן בקרקע בעת מהלכו. מעקב התנהגותי ממושך הראה כי חומרים המצויים בבלוטות הבטן של הזכר מושכים את הנקבות וכי לתופעה זו חשיבות במנגנון ההפריה. אצל אוגרים משמשת הפרשה מן הנרתיק של נקבות כחומר משיכה מיני לזכרים. נמצא כי משיכת הזכר לשתן של הנקבה מתגברת בעת המחזור, כנראה עקב נוכחות הורמונים בשתן. דגים וסרטנים - תקשורת פרומונלית מתקיימת גם בימים ואגמים. קיימים אמנם קשיים באיתור מקור הפרומונים אצל היצורים הימיים עקב הבעיות הקשורות בהעברת מידע כימי במים. עם זאת תצפיות שונות מצביעות על קיום משיכה מינית בין הדגים, הסרטנים ועוד. פעילות פרומונלית בקרב סרטני ים הודגמה בניסוי הבא: שמו נקבה במיכל פלסטי, לא שקוף, המנוקב חורים קטנים (קוטר 1 מ"מ) שהונח בתוך אקווריום בו שכן זכר. מעקב אחר התנהגותו של הזכר, ועובדת היותו צמוד למיכל הפלסטי בו שהתה הנקבה הוכיחה מעבר פרומונים מן הנקבה. גם כיסוי עיני הסרטן לא שינה את התנהגותו המינית. בני-אדם - חוש ריח של האדם אינו מפותח בהשוואה לבעלי חיים אחרים. נמצא כי הרגישות לריחות מפותחת יותר בין תושבי שבטים פרמיטיביים באפריקה ובאוסטרליה ואצל הבדואים. בניגוד לבעלי חיים המשתמשים בהפרשותיהם לליכוד המשפחה, להתרבות, לסימון גבולות ועוד, הרי האדם מנסה לטשטש את ריחו הטבעי (כמו זיעה) על ידי מריחת גופו בתמרוקים המופקים מצמחים ומבלוטות ריח של בעלי חיים שונים. יתכן שאף בבני אדם מצויים חומרי משיכה מיניים.