מחקר חדש מציע דרך מפתיעה ואלגנטית לשפר את יכולתן של עגבניות להתגונן מפני אחד המזיקים העקשניים ביותר שפוגע בהן בחקלאות – עש מנהרות העגבנייה (Tuta absoluta). החוקרים גילו שתוספת פשוטה של סיליקה (צורן דו-חמצני) לקרקע משנה את ההרכב הכימי של שערות זעירות שמכסות את גבעול הצמח.
השינוי הזה משפיע לא רק על המקום שבו נקבות העש בוחרות להטיל ביצים, אלא גם על קצב הגדילה וההישרדות של הזחלים. ואם לא די בכך, השינוי אף מאפשר לצמח לגייס לעזרתו את אויביהם הטבעיים של העשים.
שינוי קל, תועלת רבה
עש מנהרות העגבנייה הוא מזיק עקשן במיוחד: הוא עמיד לחומרי הדברה, מתרבה במהירות ומחולל נזקים כבדים לחקלאות העגבניות ברחבי העולם. החוקרים, מהמרכז לחקר פיזיולוגיית חרקים ואקולוגיה בניירובי בירת קניה ומאוניברסיטת פרטוריה בדרום אפריקה, ביקשו לבדוק אם דישון הקרקע בחלקיקי סיליקה זעירים יכול לעורר בצמח תגובת הגנה יעילה – ללא צורך בכימיקלים נוספים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
"להפוך את הקוטביות", או ליישר את שפת המדע?
בינה מלאכותית משחקת מיינקראפט בהצלחה
הסולידריות הנקבית של הבונובו
החוקרים התמקדו בשערות הבלוטיות של הצמחים – מבנים מיקרוסקופיים שמכסים את גבעולי העגבנייה ומפרישים חומרים פעילים. כפי שקיוו שיקרה, בצמחים שטופלו בסיליקה השערות הללו השתנו. בבסיסן הופיע גוון כהה, המעיד על שינוי כימי, ובתוכן הצטברו כמויות גדולות של סוכרים – בעיקר סוכרוז וארבינוז, וכן שעווה. הרכב החומרים החדש שינה את ההתנהגות של העשים המזיקים, והשפיע גם על צאצאיהם.
התברר שהשינוי הכימי בשערות הבלוטיות עורר את נקבות העש להטיל את ביציהן דווקא על הגבעולים של הצמחים שעברו את הטיפול, במקום על העלים כדרכן הרגילה. נראה כי הן פירשו את האותות הכימיים שפלטו השערות כסימן לסביבה מתאימה לשגשוג הצאצאים. בפועל, זו הייתה בחירה לא מוצלחת: הזחלים שבקעו ניזונו מהחומרים בשערות, אך המזון הזה פגע בהם. הם אכלו פחות, גדלו לאט יותר, ורבים מהם מתו לפני שהשלימו את שלבי ההתפתחות הראשונים והפכו לגולם.
לשינוי היו גם השלכות עקיפות. החוקרים מצאו שהמזון החדש שצרכו הזחלים שינה את הרכב החיידקים במערכת העיכול שלהם, ולכן גם את ריח הצואה שלהם. חלק מהתרכובות שנפלטו מוכרות בטבע כריחות שמושכים טורפים. ואכן, כשהחוקרים חשפו חרקים טורפים וצרעות טפיליות לריחות הצואה של הזחלים, הם נמשכו במיוחד לריח הזחלים שגדלו על שיחי עגבניות שצמחו על קרקע מועשרת בסיליקה. כך שבעקבות הטיפול, הצמח לא רק פוגע ישירות בזחלים – אלא גם מצליח לגייס להגנתו את אויביהם הטבעיים.
לדברי החוקרים, הצמח לא ייצר חומרים חדשים, אלא הגביר את הייצור של תרכובות שהוא מייצר ממילא. זהו פתרון חסכוני ויעיל: סוכרוז, לדוגמה, מעודד את הזחלים לאכול, אבל ארבינוז ושעווה דווקא פוגעים בהתפתחותם. השילוב ביניהם יוצר השפעה מצטברת שמחלישה את המזיק.
חומר זול ובטוח
צורן דו-חמצני (SiO₂), כלומר סיליקה, הוא תרכובת שלא נחשבת חיונית לצמחים, אך משפרת את עמידותם ללחצים סביבתיים. בצמחים שמסוגלים לאגור אותה, למשל אורז, הסיליקה יוצרת שכבת מגן מוחשית שמקילה עליהם לשרוד. בעגבנייה – צמח שמכיל באופן טבעי רמות די נמוכות של סיליקה, תרומתה באה לידי ביטוי בעיקר בחיזוק מנגנוני ההגנה הכימיים.
מעבר לכך, סיליקה הינה חומר אשר מאושר לשימוש על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי. כבר כעת נעשה בה שימוש רב בתעשיית המזון – כתוסף מונע התגבשות, כחומר מייצב, ולעיתים גם כרכיב בתוספי תזונה. בזכות בטיחותה ומחירה השווה לכל נפש, היא מועמדת מבטיחה לשימוש נרחב, במסגרת של חקלאות בת קיימא.
למרות ההצלחה המרשימה שרשמה העשרת הקרקע בסיליקה בתנאי מעבדה, החוקרים מדגישים כי נחוצים ניסויים נוספים שייעשו בתנאי שדה. רק כך אפשר יהיה לבחון את ההשפעה שלה על גידולים, מזיקים וחרקים מועילים אחרים. עם זאת, מדובר בכיוון מסקרן: לא הדברה כימית במובן הקלאסי, לא הנדסה גנטית – אלא חיזוק של מנגנוני ההגנה הטבעיים של הצמח עצמו, תוך גיוס המערכת האקולוגית הסובבת אותו.
אליסה קיסר, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
