בערוץ
 
 
 
 
 
 
 
דברים שיורמים יודעים 
מה עושים העצים? – צומחים 
 
 יש תנאי סביבה יציבים בהם קיים יתרון לגודל וכדי לגדול צריך לחיות הרבה זמן    צילום: pfly, פליקר, רישיון cc-by    
דברים שיורמים יודעים |
 
יורם שורק

מה הייתם אומרים לו ניתנה לכם הבחירה בין להיות בני תמותה כמו שאתם לבין חיי נצח? בעולם החי לא קיימת הבחירה אבל תהליכים ביולוגיים הם שהבשילו במהלך האבולוציה לחיים קצובים. הדוגמא שדברים יכולים להיות אחרת הם הצמחים שחלקם "בוחרים" להיות עצים. מה סוד גילם המתקדם של העצים בעולמנו והאם הם נצחיים או מזדקנים? יורמים יודעים

 
 
 
 
 
 
 
 
 
קורבוס שואל בפורום שלנו: "האם עצים הופכים ליותר זקנים עם השנים? אם כן - למה הם עושים את זה?"
 

מה הופך אותנו ואת חברינו לממלכת החי לבני תמותה?

הטלומרים מתקצרים בכל חלוקת תא עד שהכרומוזום נשחק
 הטלומרים מתקצרים בכל חלוקת תא עד שהכרומוזום נשחק 
 צילום: slushpup, פליקר cc-by 
 
השאלה "למה להזדקן?" נשמעת מוזרה אבל אצל בעלי חיים רבים ההזדקנות והמוות הם אכן תוצאת "החלטה" הטבועה בגנים. אצל יונקים המאריכים ימים (כמונו למשל) מספר ההתחלקויות שיכולים לעבור תאי הגוף קצובה. קצות הכרומוזומים, הנקראים טלומרים, מתקצרים בכל חלוקת תא עד שהכרומוזום השחוק אינו יכול עוד להשתתף בחלוקה נוספת וגוזר מוות על התא. טלומראז, האנזים המחדש את הטלומר, פעיל אצל העובר אבל האבולוציה בחרה להשתיק אותו דווקא ביונקים המאריכים ימים כדי למנוע את תופעת הלוואי של הצטברות נזקי DNA - סרטן. אצל בעלי חיים אחרים כדוגמת המכרסמים הטלומרים אינם נשחקים אבל האבולוציה, בהחלטה אכזרית לא פחות, בחרה להשקיע הכל בקצב התרבות גבוה ולא בתיקון נזקי הסביבה לתאים ובכך גזרה מוות מהיר עוד יותר על היצור.
 

האם צמחים בוחרים במסלול המהיר של החיים ויכולים לחיות לנצח?

השלכת אינה מוות סתמי של עלים אלא התאבדות פעילה ומאורגנת שלהם
 השלכת אינה מוות סתמי של עלים אלא התאבדות פעילה ומאורגנת שלהם 
 צילום: mandj98, פליקר cc-by 
 
המוות המתוכנן אינו זר לצמחים. השלכת אינה מוות סתמי של עלים אלא התאבדות פעילה ומאורגנת שלהם. בתגובה לשינויים בסביבה מופעלת שרשרת תגובות המתחילה בהפסקת הפוטוסינטזה וממשיכה בפירוק חלבונים וחומצות גרעין הקשורים לכלורופיל והזרמת תוצרי הפרוק בצינורות השיפה חזרה אל הצמח. באופן דומה גוזם הצמח חלקי שורש שאינם מועילים כדי לפנות משאבים לשורשונים צעירים. במהלך האבולוציה נזקקו הצמחים, ממש כמו החיות, למצוא את האיזון בין השקעת משאבים בהתרבות או באריכות ימים. כמו דגי הסלמון המתים לאחר ההטלה בחרו רוב הצמחים שלא להאריך את חייהם מעבר לרגע בו הושלמה מלאכת הרבייה. צמחים אלו המתרבים פעם אחת (monocarpic) אינם בהכרח חד שנתיים. צמחי האגבה (מהם מפיקים טקילה) עשויים לחיות כ- 20 שנים והבמבוק אפילו 100 שנים אבל גם הם מתוכנתים לפרוח, להפיץ את הזרעים ולפנות את מקומם לדור הבא.

רוב הצמחים, כאמור, בחרו שלא להמשיך את קיומם מעבר לשלב ההתרבות. כמו בעלה הבודד לפני השלכת מופעלת בצמח כולו שרשרת תגובות שסופה כמישה. יש כמה סיבות טובות לעשבים למות. כדי לכלכל את הנבט נדרש ריכוז גבוה של חלבון וחומצות גרעין בזרע. המשאבים מצומצמים והשימוש הטוב ביותר מנקודת ראות אבולוציונית בחומרים אלו היא פירוקם למרכיביהם והעברתם מהגבעול, השורש והעלה אל הזרע. יש צמחים כדוגמת בני משפחת הקטניות בהם הזרעים כבדים ונופלים קרוב להורים, עדיף לצמח האב למות ולהשאיר להם קרקע בתולה לנבוט בה.
 
 

מה הופך צמח לעץ?

 
ועכשיו, קורבוס, הגענו סוף סוף לעצים. עץ הוא צמח שעשוי להשתייך למשפחות רבות של צמחים ולרוב העצים יש "קרובי משפחה" שבחרו באורח חיים עשבוני. עצים אינם קבוצה ביולוגית בעלת עבר אבולוציוני משותף אלא בחירה אסטרטגית שביצעו צמחים ממשפחות שונות כשנדרשו להכריע בין ריבוי מהיר לאריכות ימים. אם תביט, קורבוס, בפרחיו הפרפרניים של הרותם תראה מייד את קרבתו המשפחתית לקטניות החד שנתיות. בשלב כל שהוא באבולוציה בחרו אבותיו באסטרטגיה שונה שהעניקה לו אריכות ימים.

יש תנאי סביבה יציבים בהם קיים יתרון לגודל וכדי לגדול צריך לחיות הרבה זמן. צמח גבוה מנצח בתחרות על אור השמש, מתרחק מסכנות הרוחשות על הקרקע והוא מפיץ אבקנים וזרעים למרחק רב. המשאבים שהושקעו בצמיחה לגובה בגזע מסיבי ובמערכת שורשים שתכלכל צמח גדול, באים על חשבון יצירת זרעים מהירה אבל מאפשרים לצמח לייצר זרעים לאורך שנים רבות. נקודת ההכרעה שבין שתי האסטרטגיות, העצית והעשבונית, "בחרו" כ- 20% מהצמחים (כ- 80,000 מינים) להאריך חיים ולצמוח לגובה - כלומר להיות לעצים.
 

כיצד שורדים העצים שנים ארוכות כל כך והאם הם לעומתנו בני אלמוות?

 במהלך האבולוציה נזקקו הצמחים, ממש כמו החיות, למצוא את האיזון בין השקעת משאבים בהתרבות או באריכות ימים. עצים הם תוצאת בחירה אסטרטגית שביצעו צמחים ממשפחות שונות כשנדרשו להכריע 
בניגוד לקרוביו הנמוכים, אין לעץ אינטרס אבולוציוני בהזדקנות ובמוות. ואכן דעה רווחת בקרב בוטניקאים היא שעצים אינם מזדקנים, הם דואגים לפרק ולהמית חלקים בלתי נחוצים כעלים או הסתעפויות שורש לא מועילות אבל העץ כולו נשאר צעיר לנצח. מה שמאפשר את הפלא הוא יכולתם של תאי צמחים לעבור מיון מחודש. חלקי צמח שנפגעו יכולים, לכן, להתחלף מרקמות שכנות. גננים מכירים היטב את התופעה ונעזרים בה להכנת ייחורים: תאים בענף שנגזם והוכנס למים הופכים לשורש חי ומתפקד. לכל אורך חייו שומר הצמח על רקמה לא ממויינת (meristem) המקבילה מבחינה גנטית לתאי הגזע העובריים והיא המאפשרת לו להצמיח בעת הצורך איברים חדשים במקום בו הם נדרשים.

בשנת 1963 התחולל מפגש טראגי בין אינסופיות חייהם של עצים לאינסופיות טיפשותו של האדם כשהעץ העתיק ביותר, אורן בן 5,000 שנים, נכרת בקליפורניה. כיום, העץ הזקן ביותר הוא "מתושלח" שגילו 4,841 שנים (כמעט 4,000 שנים מבוגר יותר ממתושלח המקראי). למעשה, מתושלח זקן יותר מספירת השנים האנושית. כשלוח שנה בן 365 ימים הוכנס לשימוש במצרים בשנת 2874 לפנה"ס כבר חגג מתושלח את יום הולדתו השישי.
 
עצי בונסאי שגדילתם מעוכבת באופן מלאכותי מאריכים ימים יותר מחבריהם בשדה הפתוח
 עצי בונסאי שגדילתם מעוכבת באופן מלאכותי מאריכים ימים יותר מחבריהם בשדה הפתוח 
 צילום: joka2000, פליקר cc-by 
 
אורך הטלומר, קוצב החיים שלנו, בתאים של עצי אורן בני 2,000 ו- 3,500 שנים זהה לאורכו אצל עצים בני 30 שנים מאותו מין. איך נסביר אם כך את הזדקנות היערות? עצים מבוגרים צומחים לאט יותר, מייצרים עלים קטנים יותר ויעילים פחות בחילופי הגזים הנדרשים לנשימה ולפוטוסינטזה. השינויים הללו עשויים להתפרש כזקנה או פשוט כתופעת לוואי לגובה, ככל שהעץ גבוה קשה יותר להעלות מים עד לצמרת והעלים על הענפים הגבוהים חיים בתנאי מדבר. בנוסף, גזע גבוה וענפים עבים וכבדים דורשים השקעה מסיבית בייצוב מבנה שבאה על חשבון העלים והרבייה.

כדי לבדוק האם ענפי עצים זקנים אכן סובלים מבעיות גריאטריות ביצע החוקר מאוריציו מאנקוציני (Maurizio Mencuccini) שורה ארוכה של הרכבות. למאותגרים חקלאית נסביר כי הרכבה היא שתילת ענף מעץ אחד על גזע של עץ אחר (כנה). כך גדלים, למשל, תפוזים על "כנה" של חושחש - עץ הדר חסון שפירותיו אינם אכילים. כך ניתן לבדוק ביצועים של ענף זקן על גזע ושורשים המספקים תנאי גידול של עץ צעיר. התוצאות שקיבל מאנקוציני חד משמעיות: העצים לא מזדקנים. ענף זקן יתפקד כצעיר לכל דבר כל עוד אינו נדרש לתמוך במבנה מסורבל של עץ זקן. יערות האורן של הקק"ל מזדקנים ומוחלפים בגיל 50 בערך אלא שבניסויי הרכבה לא הראו ענפי אורן בני 270 שנים כל סימני זיקנה.
 

אם עצים לא מזדקנים אז מדוע גם עליהם ניכרים סימני הגיל?

 עצים מבוגרים צומחים לאט יותר, מייצרים עלים קטנים יותר ויעילים פחות בחילופי הגזים הנדרשים לנשימה ולפוטוסינטזה. השינויים הללו עשויים להתפרש כזקנה או פשוט כתופעת לוואי לגובה 
אם נגדיר זקנה כבלאי של החומר הגנטי הרי שהם שומרים על נעורי נצח. אבל יש הגדרות אחרות לזקנה המתייחסות לאורגניזם השלם ועל פיהן העצים אכן מזדקנים. כאשר בודקים את סיכויי התמותה ביחס לגיל מתברר שדווקא אצל מאריכי החיים בקרב הצמחים עולה הסיכוי של כל צמח למות מגיל 100 בערך. ממש כשם שסיכוייו של אדם בן 90 לחגוג יומולדת 91 קטנים מסיכוייו של חתן בר מצווה לחגוג יומולדת 14 כך קטנים סיכוייו של עץ בן 300 להגיע לגיל 400 לעומת הסיכוי של עץ בן 100 לחגוג 200 אביבים. הסיבה לכך היא שהעץ חייב לגדול. אנו יכולים לקבוע את גילו של עץ לפי מספר הטבעות בגזע משום שכל שנה נאלץ העץ לגדל רשת צינורות חדשה בחלקו החיצוני של הגזע. כך נחרץ גורלו של כל עץ לגדול אל מעבר למימדים המתאימים לו ולהפוך לפגיע יותר. ואכן, עצי בונסאי שגדילתם מעוכבת באופן מלאכותי מאריכים ימים יותר מחבריהם בשדה הפתוח.

שימור של רקמת תאים עובריים ואסטרטגיה של צמיחה מתמדת נתנה לעצים אריכות חיים מופלגת אבל בסופו של דבר גם העצים חייבים למות מכובד שנותיהם.

תודה ל:
Dr. Sergi Munne-Bosch , Dr. Maurizio Mencuccini
על עזרתם

כותרת המאמר כאן בהשראת השיר "מה עושים העצים" מאת ע. הלל
תמונות השער: joiseyshowaa ו- extranoise, פליקר, רישיון cc-by
» לכל מדורי "דברים שיורמים יודעים"
כותב: יורם שורק, עורך: יובל בגנו

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? פורום "לכל שאלה תשובה" מחכה לה. ניתן גם לשלוח ל- ysorek@gmail.com

לקבלת עדכונים ב-RSS על כל מדורי נענע אקטואליה, העתיקו את הלינק המצורף: http://rss.nana10.co.il/?s=126&Cat=10576
להסבר על RSS
 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 
תגובות
הוסף תגובה0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.
 
 
 
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by