שנואים אך מופלאים

 
עודכן 16:15 20/11/2006
ד``ר יורם שורק

האם לג'וקים יש דם, ולמה הם קטנים? עובדות מדהימות על היצורים שאנחנו כל כך אוהבים לשנוא. דברים שיורמים יודעים

 
 
 
 
 
גולש אנונימי מהפורום תוהה: האם יש לנמלים ולג`וקים דם, ולמה הם כה קטנים?

אלה שתי שאלות שהן אחת: החרקים קטנים בראש ובראשונה משום שאין להם דם.
 
ללא המוגלובין, אבל שורדים (איור: ניר מולד)
ללא המוגלובין, אבל שורדים (איור: ניר מולד)
כמו שיודע כל מי שמחץ ג'וק, נוזלי הגוף של החרק אינם אדומים. לחרקים אין המוגלובין - החומר הצובע את דמנו ואת דמם של אחינו במערכת בעלי החוליות באדום. ההמוגלובין הוא מולקולה שמכילה ברזל ותפקידה לקשור חמצן בריאות ולשחרר אותו לתאים בכל חלקי הגוף. לחרקים אין מולקולות קושרות חמצן כאלו ואין להם ריאות.

דרך פתחים בכיסוי הקשה של גוף החרק נמשכים צינורות חלולים הנקראים טרכיאות לתוך הגוף. החמצן האטמוספרי פשוט מחלחל בתהליך פסיבי הנקרא דיפוזיה אל תוך הטרכיאות ומהאוויר שבטרכיאות לתאי הגוף. מעבר של חמצן בדיפוזיה הוא תהליך איטי מאד המתבסס על תנועה אקראית של מולקולות. מי שניסה להמתיק כוס קפה על-ידי הוספת סוכר אך ללא ערבוב - תוך שהוא מחכה שחלקיקי הסוכר יגיעו בכח התנועה האקראית שלהם לכל חלקי הכוס - יודע שהקפה יתקרר הרבה לפני שיורגש הטעם המתוק. כיוון שכך, אף תא של החרק לא יכול לתפקד אם הוא רחוק מדי מחללי האוויר. חרק שיגדל למימדים החביבים על מפיקי סרטי אימה פשוט יחנק.

כל בעל חיים שעוביו מעל שני סנטימטרים בערך חייב להעביר את החמצן באופן פעיל לתאים. אנחנו עושים זאת על-ידי קשירת החמצן ששאפנו לריאות לאטומי ברזל שבהמוגלובין. יש סרטנים, עכבישים וחסרי חוליות אחרים שמצליחים לצמוח למימדים מרשימים על-ידי קשירת החמצן לאטום נחושת בתוך מולקולה הנקראת המוציאנין. ברזל מחומצן נוטה לצבוע עצמים באדום, דמנו אדום מאותה סיבה שגרוטאות מחלידות אדמדמות, נחושת מחומצנת צבעה ירוק או כחול (כפי שמוכיחה פיסת הנחושת המפורסמת בעולם - פסל החירות שבניו יורק). יש סרטנים רבים וגדולים עם דם כחול לתפארת אך החרקים מעדיפים להסתפק בנוזל לימפה חסר גוון.

איך זה שמיליון ויותר מיני חרקים לאורך עשרות מיליוני שנות אבולוציה לא פיתחו מנגנון הולכה אקטיבי של חמצן שיאפשר להם לגדול? התמיהה גדלה עוד יותר כשמביאים בחשבון שלא רק קרובים- רחוקים של החרקים, כגון סרטנים ועכבישים, משתמשים בהמוציאנין להולכת חמצן, אלא קיים לפחות חרק אחד שיש המוציאנין בנוזלי גופו. חרק זה שייך דווקא לקבוצה הפרימיטיבית ביותר של חרקים – Plecoptera (קלועי הכנף), שהם חרקים שדומים מאד למאובנים מתקופת הפחם לפני כ-300 מיליון שנים - התקופה בה חיו אבות החרקים המודרניים. החרקים "בחרו" במהלך האבולוציה לנטוש את ההולכה האקטיבית של החמצן ולשלם על כך בגמדות. מסתבר שהחרקים לא רק לא יכולים לגדול, אלא גם לא כדאי להם במיוחד לגדול.
 

אין לאן לגדול

הסיבה הראשונה להעדפת המידות הקומפקטיות אצל הרמשים היא שאין להם לאן לגדול. בניגוד אלינו, בעלי העצמות הפנימיות שגדלים פשוט לחלל שסביבנו, החרקים עוטים עליהם שלד חיצוני (הוא שיוצר את קול הפיצוח האופייני כשדורכים על הג'וק). לשלד חיצוני יתרונות חשובים מבחינה מכנית - זוהי הדרך היעילה ביותר להפיק חוזק ממסה נתונה של חומר קשיח.
 
כדי לקבל, באמצעות עצם פנימית אותו חוזק שמפיק בעל חיים ממעטה חיצוני שעוביו כעשירית מקוטר הרגל, נצטרך עצם שתופסת כמעט 90% מהקוטר כך שלא יישאר מקום רב לשרירים. כידוע לחובבי הכדורגל, הטבלה לא משקרת, ואמא טבע בהחלט מעדיפה שלד חיצוני: ידועים בעולם כמיליון מיני פרוקי רגלים שהשלד שלהם עוטף אותם מבחוץ (חרקים, סרטנים, עכבישים וחבריהם) ומספר זה מייצג, כנראה, רק מיעוט ממספר המינים הכולל. ישנן עוד כ-130 אלף מינים של רכיכות, שלפי שמן גם להן אין עצמות. שלד פנימי יש רק לכ-60 אלף מיני בעלי חוליות (דגים, דו-חיים, זוחלים, עופות ויונקים). אבל מסתבר שלשלד חיצוני יש גם מגבלות, כדי לגדול בעל החיים צריך להשליך את השלד הקטן ואז לבנות במקומו שלד רחב יותר. בתקופת הביניים, בין נשירת השלד הישן להתקשות השלד החדש צריכים השרירים לבדם להחזיק את משקל הגוף, וזוהי מעמסה שהולכת ונעשית כבדה ככל שהחרק גדל. אצל חסרי חוליות, החיים במים ללא כח המשיכה אינו מציב בעיה ואכן סרטנים, לובסטרים ופרוקי רגלים ימיים אחרים גדלים לפעמים למידות מרשימות.
 

אין זמן לגדול

סיבה נוספת למימדיהם הקטנים של חרקים היא שאין להם זמן לגדול. האסטרטגיה של החרקים היא העמדת צאצאים רבים, שמגיעים מהר ולבד לבגרות מינית. למעשה, החרקים מצאו פתרון גאוני לעמידה בשתי המטלות שצריך למלא כל יצור חי, לאכול ולהתרבות. בניגוד לבעלי החוליות, שגופם צריך להתמודד עם שתי המשימות בו-זמנית, לחרקים שלב חיים שמותאם ספציפית לאכילה וגדילה ושלב אחר בו גופם מותאם באופן אופטימאלי לרביה.
 
שתי תקופות חיים - אחת לאוכל והשניה לרביה (SXC)
שתי תקופות חיים - אחת לאוכל והשניה לרביה (SXC)
השלב האוכל הוא שלב הזחל. מי שגידל בחייו תולעי משי בקופסת נעלים יודע כי הזחלים הם מכונות אכילה ועושים מעט מאוד פרט לכרסום. כאשר החרק אכל מספיק הוא משנה את צורת גופו (בד"כ בשלב לא פעיל הוא הגולם) לצורה הבוגרת, שעוסקת בעיקר במציאת בן זוג, הזדווגות והטלת ביצים. כדי לגדול במימדי הגוף, חרק יצטרך לאכול יותר. כלומר, להאריך את משך שלב הזחל, בו הוא פגיע יותר לטריפה, ולהאריך את משך הזמן עד לבגרות מינית. משמע, להעמיד פחות מחזורי צאצאים בשנה. חרק גדול יעמיד, לכן, פחות צאצאים ויעביר פחות את הגנים שלו לדורות הבאים מאחיו הקטנים.

סיבה נוספת ואחרונה היא שרוב החרקים בשלב כלשהו בחייהם מעופפים. כדי שעצם יעוף, צריך לפעול עליו כח עילוי שיאזן את כח המשיכה המושך את כולנו לכיוון מרכז כדור הארץ. כח העילוי יחסי למהירות, והמהירות המינימלית לקבלת טיסה יציבה (Stall speed) יחסי לגודל. גופים גדולים צריכים לנוע מהר יותר כדי לא ליפול. החרקים מצליחים לעוף לאט, ובלי השקעת אנרגיה רבה, משום שהם קלי משקל. גם בקרב בעלי החוליות נוטים המעופפים להיות קטנים: העטלפים קלים וקטנים מרוב היונקים והציפורים המעופפות קטנות מאלו שאיבדו את כושר התעופה כדוגמת היען.

עלתה בדעתכם שאלה מעניינת, מסקרנת, מוזרה, הזויה או מצחיקה? פורום "לכל שאלה תשובה" מחכה לה. ניתן גם לשלוח ל-ysorek@gmail.com.
 
  
 
תגובות
הוסף תגובה 0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.