(דצמבר 2024)
לא מכבר חלקתי כאן את התפעמותי מהיופי של עץ-בר שלא נגזם מעולם ועיצב את צורתו לגמרי לבדו. אנחנו כל כך רגילים למראה של עצים גזומים ומקוצצים, עד שכמעט שכחנו כמה מהפנט המראה של עץ שלם, שעיצב את עצמו לגמרי לבד, במשך עשרות שנים. רק עבור חוויה כזאת כדאי להרחיק בטיולים אל הטבע הפראי.
"העצים מתים זקופים" הוא קומדיה יפהפייה של אַלֵחַנדרוֹ קַסוֹנַה. זקן שוכר את שירותיו של שחקן כושל, האמור לשחק את תפקיד הנכד הנעדר בחיי אשתו ההולכת ומאבדת את צלילותה. אני רוצה לדבר אם כן על מבנה הצמח, בחייו וגם אחרי מותו. יש לי היפותזת שעשועים בנושא זה.
א.
לא כל הביולוגים עוסקים בחישובים, אבל צריך לזכור שהחיים מבוססים לא רק על פיזיקה וכימיה אלא גם, ובעיקר, על מתמטיקה, וליתר דיוק הנדסה: כל מבנה ומנגנון חי מציג פתרון פשרה אופטימלי בין דרישות רבות וסותרות.
קחו לדוגמא את מלאכת העכביש. רשת הקורים שלו, כמו קן הציפור, תל הטרמיטים ומבנים אחרים שיוצר האורגניזם, שייכים למה שריצ'רד דוקינס מכנה "הפֶנוֹטִיפּ המורחב." נהוג היה לחשוב שגֶנוֹטִיפ הוא מכלול המידע התורשתי ופֶנוֹטִיפּ הוא מבנה הגוף הנבנה לפי מידע זה, אבל כיוון שגם מבנה רשת הקורים כבר מקודד כאינסטינקט במוח העכביש, ומוח זה מקודד ע"י הגנוטיפ, אזי יש להרחיב את מושג הפנוטיפ גם למבנים החיצוניים שיוצר האורגניזם סביבו על פי הוראות הגנים.
נדון אם כן באתגר ההנדסי של רשת העכביש ומשם נעבור להנדסה של גוף האורגניזם עצמו. כל קור עכביש מצריך גם חוזק וגם אלסטיות, לכן הוא עשוי מחלבון מיוחד מקבוצת הספינדרואינים, שתכונותיו המפליאות עדיין לא מובנות עד הסוף, ושהעכביש צריך לסנתז בלי הרף ממזונו. כל קורים הרשת צריכים להיות במרחקים מאוד מדויקים זה מזה בשלושה ממדים כדי למלא את תפקיד לכידת הטרף וגם להחזקת המשפך שיהווה בית לטורף. דוקטורט בהנדסה שהוגש לפני שנים אחדות (1) מראה כמה ענקית הייתה עבודת החישוב שנדרשה ממחשבים מתקדמים, אליהם הוזנו ההרכב הכימי של קורי העכביש ותכונותיהם הפיזיקליות, כדי לשרטט רשת כמו זו שמוציא לפועל מוחו הזעיר של העכביש תוך פחות משעה.
עכשיו, מה בקשר למבנה גוף העכביש עצמו? אותו דבר: גם הוא בנוי בצורה אופטימלית כדי לענות על מכלול דרישות שחלקן סותרות. נכליל אם כן: כל מבנה אורגני מקיים דרישות הנדסיות המבוססות על עבודת חישוב עצומה.
חישוב? אז רגע, איפה המחשב? קל לנו לדמות את המוח למחשב, אבל האמת היא שהמוח הכי גדול של החיים הוא האבולוציה עצמה. במילים אחרות: לא מוח העכביש עושה את עבודת החישוב, אלא מיליוני שנות אבולוציה שעיצבו את המוח הזה כך שהתוכנה כבר טבועה בו.
בעניין ראו מאמר אחר שלי על הכלל הביוגנטי המורחב: כל אוכלוסייה של אורגניזמים שמחליפים ביניהם גנים ע"י רבייה מינית או בדרך אחרת היא למעשה מחשב ענק שמסוגל לפתור בעיות הנדסיות מורכבות בדרך של ניסוי-ותעייה במספר אסטרונומי של אינטראקציות עם הסביבה – והשוואה חוזרת בין התוצאות.
ב.
נשוב אם כן אל הצמח. המבנה שלו הוא הפנוטיפ הבסיסי, וזו המשימה החישובית העומדת בפניו: צריך להעלות מהאדמה מים ומינרלים לגובה מטרים רבים, להצמיח ענפים ארוכים ההולכים ומסתעפים לצדדים רחוק ככל האפשר מהגזע אבל חזק ככל האפשר כדי שלא יישברו. ענפים אלה אמורים לאפשר לעלים שיצמיחו לקלוט מקסימום אור תוך מינימום הפרעה זה לזה. לשם כך חייב העץ להצמיח גם שורשים מתחת לאדמה, שגם הם יסתעפו כדי לינוק עוד מים וגם כדי לחזק את יציבת העץ. לעומת עצים כמו האורן והאקליפטוס, שעליהם הנושרים גורמים לאַלֵלופַּתיה, כלומר דיכוי גדילת צמחייה סביבם, יש עצים כמו המנגו המשתמשים בשורשיהם דווקא כדי להזרים סוכר לאדמה כדי לעודד צמיחת מיקרואורגניזמים שיסייעו לעץ! מו כן יש עצים הנותנים לענפים הנוגעים באדמה לעשות הברכה (layering) ולהצמיח שורשים משלהם כדי לתמוך בגזע המקורי, וכמובן הפיקוס מוריד מענפיו הגבוהים שורשי אוויר שיעניקו לו גזעים חדשים. כל הזמן הזה צריכים אינספור עלים לעשות פוטוסינתזה בתהליך שאף אחד לא הבין היום עד הסוף, ולסנתז את התרכובות הדרושות לבנות שלד חזק של צֵלוּלוֹז, ליגְנִין ומינרלים שונים, שלד שיעמוד שנים רבות נגד כוחות הכבידה והרוחות.
אלה דרישות רבות, וכאמור חלקן סותרות. הגנום של העץ למד במהלך האבולוציה לבצע תהליך חישוב אדיר, שיעמוד במשימות ההנדסיות האלה באופן אופטימלי. ושלא במפתיע, התוצאה המיטבית העומדת בכל הדרישות האלה מצטיינת כאמור גם ביופי מרהיב.
ג.
סוג הצמחים שבו אני רוצה להתמקד הוא דווקא חד-שנתיים גדולים, משהו בין עשב לשיח. אני מתכוון לקבוצת צמחי הקוצים הנפוצים כמו הגדילן, הברקן והחוח. לפעמים קשה להבדיל ביניהם כשהם ירוקים ופורחים, אבל בקיץ כשהם מתייבשים הם יוצרים יחד שטחי קוצים גדולים וסבוכים.
השלד של הגדילן הקוצני קטן בהרבה מזה של עץ זקן מת, אבל גם הוא מרשים, בעיקר כשהוא מופיע במספרים גדולים. בטבע אפשר לראות דונמים רבים של צמחיית קוצים דוקרנית ובלתי-עבירה של שיחים כאלה וגם אחרים, לפעמים גבוהים מקומת אדם. מאסה צפופה באפור-חום, גן עדן לנחשים.
והנה בא החורף, ובקרקעית סבך הקוצים הזה כבר צומח מרבד ירוק עבה. מתישהו ייעלמו הקוצים המלבינים ותשתלט הצמחייה הירוקה עד שתהפוך בקיץ לסבך קוצים חדש.
אבל האם שאלתם את עצמכם איך מתרחשת ההיעלמות הזאת? כאן זה נעשה מעניין. התפרקות הקוצים היבשים היא מאוד הדרגתית. רק הרטיבות והמגע עם האדמה גורמים לפירוק הליגְנין העצי ולהתפוררותו. הליגנין הוא פולימר, כלומר מולקולה בצורת שרשרת של מולקולות זהות, ויחד עם הצֵלוּלוֹז וההֶמִיצֵלוּלוֹז הוא מאגר הפחמן העשיר ביותר בגוף הצמח. השרשרת הזאת היא אם כן מזון מרוכז לדור הבא.
איזה חלק מהצמח מתפורר תחילה? אלה הם כמובן השורשים והגבעול התחתון של הצמח הבאים במגע עם הקרקע הרטובה והפטריות והחיידקים המפרקים שבתוכה. גם העלווה הרטובה המצטברת למטה מסייעת לפירוק. אבל שימו לב: למרות ריקבון השורש, השיחים לא נופלים ומשתטחים על האדמה! למה? ראשית, כי הם מסועפים מאוד לצדדים, ושנית, כי הם ממשיכים להחזיק זה בזה! לכן הם בעצם "שוקעים" בהדרגה. וכך, גם בעיצומו של החורף, עדיין ממשיכה הקרקע לקבל חזרה את פיקדון חומרי המזון של הדור הקודם באופן הדרגתי, מלמעלה למטה.
שמא גם התפרקות זו מתוזמנת באופן מכוון כדי ליצור שחרור מזון הדרגתי לקרקע, כמו ה-slow release של התרופה בדם? די ברור שהסבך הקוצני מסייע בסתיו לאגור מי גשמים וטל וליצור סביבה מגינה לנבטים הצעירים שלרגליו. ואני בטוח שאם מישהו ימדוד את הטמפרטורה בשכבה סבוכה זו של צמחייה מתפרקת, יתברר שהדור הקודם מספק לצאצאים גם מעט חום חיוני.
אולי, אם כן, על מכלול הצרכים המכתיבים את צורת הצמח הבוגר – יציבות, קליטת אור, גובה פרחים וכו' – מתווסף גם שיקול המיחזור המיטבי של השלד לטובת הדור הבא? לפני כמה שנים עלתה בי מחשבה כזאת כשראיתי עצי ענק מתפוררים ביער ביצות בשבדיה: כשעץ כזה נופל, נעקרת אתו מקרקעית היער כל מערכת השורשים שלו, שהיא דווקא לא עמוקה אלא מתפרשת סביבו בכעין מעגל. שמא צורה זו של השורש נועדה בין השאר לגרום לכך שאחרי נפילת העץ תיפער מתחתיו גומה ענקית אוגרת מים לטובת שכניו?
כך או כך, התנועה הגלית הזאת אצלנו בשדות – סבך יבש יורד למטה, ועשב ירוק צומח למעלה – שובה את הלב כל שנה מחדש. לי נראה שהצמח מצווה במותו את החיים ביותר דרכים ממה שאנחנו יודעים.
ג.
בואו ננסח את זה בשפת האבולוציה והגנטיקה: במאבק הקיום בטבע מצליחים לא רק אלה השומרים על חייהם אלא – ויותר – אלה שדואגים לקיום צאצאיהם אפילו תוך הקרבת חייהם, אחרי שמילאו את תפקיד הרבייה. הנה חוקרים ישראליים, משה קול וחב' מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת בן-גוריון (2) גילו כי נקבת עכביש הצמירן נוקטת באסטרטגיית הרבייה שכינו "טיפול אמהי התאבדותי": בגופה עוברים שינויים מרחיקי-לכת כדי שצאצאיה יאכלו אותה לפני שייצאו לדרכם בחיים. זו בוודאי לא הדוגמא היחידה. "הגֶן האנוכיי," יצירתו המונומנטלית של הביולוג הבריטי ריצ'רד דוֹקינס, מבוסס על תופעה פרדוקסלית זו: גֶן בודד יכול לדחוף אורגניזם להקרבה עצמית עד להתאבדות, אם הדבר משרת אורגניזמים אחרים הנושאים עותקים זהים של אותו גֶן.
השערתנו נעשית עתה מוגדרת: אם אורגניזמים דואגים לצאצאיהם, הרי בין הנבטים שיגדלו בסביבת הצמח הנובל יהיו גם כמה מצאצאיו, שיושפעו מצורת וקצב התפרקותו. עדיף לו אם כן לשחרר לאדמה את חומרי המזון מהשלד שלו ביעילות, כלומר בשחרור איטי כמו תרופה. אולי גם עצם הישארו זקוף אחרי מותו מסייע לנבטי הדור הבא. ברור, למשל, שצמח קוצני יבש ממשיך להרתיע אוכלי עשב.
הלחץ האבולוציוני המשלים פועל גם הנבטים: הם גדלים בסביבה שבה עדיין עומדים שיחים נבולים מהדור הקודם ולכן עליהם להסתגל למצב זה ולהפיק ממנו את מלוא התועלת. לא ייפלא אם כן שלבנה (3) מציין בהתפעלות את העובדה שצמחים קוצניים כמו החוח מותירים את שלד הליגנין גם שנתיים אחרי מות הצמח:
הרכב הגבעולים כולל יותר ליגנין מהרגיל, ולכן הם עמידים יותר גם לאחר מות הצמח. אין הם כלים בשריפה, ותהליכי הרקבון שלהם איטיים. לעומת יתר הקוצים החד-שנתיים, הנעלמים מן הנוף בשנה הבאה אחרי רדת הגשמים הראשונים, הרי שלדי החוח נותרים בנוף עוד שנתיים, ואף אפשר להבדיל ביניהם לפי גילם: בשנה הראשונה הם חומים, בשנה השניה הם מאפירים.
עוד הוכחה ללחץ הברירה ההורי, הצופה פני עתיד, מספקים ה"גלגלים" המפורסמים כמו המלחית האשלגנית או הקוכיה ההודית. בצמחים אלה הענפים גדלים בצורת קשת, הפונה למרכז, ולכן מבנה הצמח כולו הוא כדורי. אין הסבר לכדוריות זו כל עוד אנו מתבוננים רק בצמח החי. אבל אחרי מות הצמח מתפרק תחילה השורש, ואז משתחרר הצמח היבש מאחיזתו בקרקע ומתחיל להתגלגל ברוח ולפזר ביעילות את זרעיו. כאן בבירור נעשית פשרה הנדסית מורכבת: לצד הדרישות התפקודיות המוטלות על צורת הצמח בזמן חייו, מוטל עליה לשרת את המין גם בשלב שאחרי קמילתו.
הנה גם מלחית מתגלגלת שצילמתי ליד הבית, המבצעת אותה מטרה:
ולא נשכח את הדוגמה הדרמטית ביותר: למה עצי האורן הם כל כך דליקים? הכמות הגדולה של חומרי שרף ושמנים טֵרפֶּנִיים המצטברים בגזע העץ אינה מקרית. יער האורן ממש מזמין דליקה מקרית להתפשט בו כי זו הדרך הטובה ביותר להפיץ את זרעיו למרחקים עקב התפוצצות האצטרובלים, גם אם זה עולה בחיי העץ עצמו.
השערת ההתפרקות המבוקרת היא הכללה של הסתגלות זו. המנגנון אמור לפעול בעיקר בצמחים הגדלים בצורה צפופה, שבהם גדולה ההסתברות שהצמח הנובל יסייע לצאצאיו הישירים. אבל בהתחשב במגוון היחסים האקולוגיים בין צמחים שונים החולקים את אותו ביוטופ, תיתכן עזרה הדדית כזאת גם בין צמחים שונים לדורות הבאים.
ההשערה לסיכום היא זו: מבנה הצמח, כולל הרכבו הכימי, בא למלא תפקידים ידועים של יציבות, העברת מים, קליטת אור וכד' – כל אלה בתקופת חייו של הצמח. אבל על אלה נוספים גם תפקידים שימלא המבנה אחרי מותו, לתועלת הדור הבא. בין תפקידים אלה נמנה השחרור המבוקר של חומרי מזון חזרה לאדמה, הגנה ע"י קוצים מפני אוכלי-עשב, וכן אגירת מים ויצירת חום בשכבה התחתונה בה מתרחשים תהליכי הפירוק. אולי גם השלד המת של הצמח שייך לתופעת "הפנוטיפ המורחב" של דוקינס לעיל.
ד.
שלשום הביא הרמטכ"ל לשעבר גדי איזנקוט לקבורה את בנו גל מאיר ז"ל שנפל בעזה. גל למד ביואינפורמטיקה וחלם להמשיך ללימודי הרפואה. בא היום הראשון לשבעה והאב השכול התבשר גם על נפילת אחיינו, מאור מאיר כהן. שני הדודנים נשאו את שם סבם מאיר. לא עברו ימים רבים ומשפחת איזנקוט הביאה לקבורה את סרן יוגב פזי ז"ל אחיינה של חנה תיבדל"א.
אין לי כוונה להיות ממלכתי עכשיו. הייתי שמח מאוד אילו, במקום שלושת הבחורים היפהפיים האלה, היו מובלות בשיירת שקים (מתמחזרים בבקשה) גופותיהם של נתניהו, בן גביר, סמוטריץ', לוין, דיכטר, דרעי, גולדקנופף, סילמן, זוהר, רגב, וכל כנופיית הדמים שהביאה אותנו עד עברי פי פחת. פיר עמוק בחירייה יהיה פתרון אקולוגי מיטבי לצורך זה.
וְיוֹסֵף יָשִׁית יָדוֹ עַל עֵינֶיךָ, כך נקרא בפרשת השבוע הבא. כשישובו צעירים לקבור את הוריהם, נשוב להיות עַם שוקק חיים.
1. Jiang, Y. (2020) Modeling and Analysis of Spider Orb Webs Under Impact Loads. PhD dissertation, Northeastern University Boston, Massachusetts.
2. Salomon, M. Aflalo, E. D. Coll, M. Lubin Y. (2015) Dramatic histological changes preceding suicidal maternal care in the subsocial spider Stegodyphus lineatus (Araneae: Eresidae) J. Arachnol, 43(1):77-85.
3. . https://www.kkl.org.il/wild-flower/plants/37.aspx?ID=37 מייק לבנה, חוח עקוד.
