ארס עקרבים לשירותנו

למה צריך להדביר?

אוכלוסיית בני-האדם על כדור הארץ הולכת ומתרבה בקצב מהיר, והדרישה לאספקת מזון גדלה. איך אפשר לספק מזון לכולם? כמובן, על-ידי פיתוח החקלאות.

אבל, החקלאים נתקלים בבעיה קשה: לעתים קרובות חרקים מזיקים פוגעים ביבול החקלאי. כיום נלחמים במזיקים האלה בעיקר באמצעות חומרי הדברה כימיים.

אם כך, מה הבעיה?
הבעיה היא שקוטלי-חרקים אלה גורמים לבעיות רבות: הם אינם בררניים, והם מתפרקים לאט ומצטברים בקרקע ובמי-התהום, וכך הם מגיעים אל מזוננו. כל אלה פוגעים בנו, בני-האדם, ובבעלי-חיים אחרים.
אם כן, יש צורך באמצעי הדברה שיפעלו נגד המזיקים בלבד, ושיהיו גם ידידותיים לסביבה.

איך נעזרים בארס עקרבים?

קבוצת חוקרים ישראליים החליטה לפתח אמצעי הדברה חדשניים. הרעיון הוא להשתמש ברעלנים, הלקוחים מארס של עקרבים, במשולב עם נגיפים, התוקפים חרקים בלבד.

על מה המחקר מתבסס?
החוקרים חיפשו חומרי הדברה יעילים, שישפיעו רק על חרקים מזיקים ולא על בעלי חיים אחרים. החוקרים התמקדו בארס של עקרבים. הם מצאו בו מגוון גדול של רעלנים, וביניהם כאלה שהם בעלי פעילות בררנית נגד חרקים בלבד!
רעלני העקרב הם חלבונים קצרים, הנקשרים לקולטנים מיוחדים אשר מצויים על פני תאי-העצב.
מה קורה לחרקים הבאים במגע עם הרעלנים האלה?
רעלני העקרב נקשרים לקולטנים של החרקים, וכך הם משבשים את העברת הגירוי העצבי שלהם. תהליך זה משתק את החרקים ואפילו ממית אותם...

בשלב הראשון בודדו החוקרים את הרעלנים המצויים בארס עקרבים. מתוכם הם זיהו את הרעלנים, אשר נקשרים באופן בררני רק לקולטנים של החרקים המזיקים.
איך בדקו זאת? הם הזריקו לחרקים המזיקים את הרעלנים השונים, עד שמצאו את הרעלן הרצוי.

בשלב השני בודדו החוקרים את הגנים האחראים ליצירת הרעלנים השונים. אחר-כך, באמצעים של הנדסה גנטית, הם החדירו את הגנים האלה לנגיפי בָּקוּלו הפוגעים בחרקים, ובדקו את יעילות הנגיפים "המהונדסים" על-ידי פיזורם בריסוס על צמחי הניסוי.

ומה קרה לחרקים המזיקים לצמחים?
זחלים של חרקים מזיקים, שבלעו את הנגיפים, הפסיקו לאכול בשלב מוקדם של התפתחותם, הם גילו סימני שיתוק, ולאחר ימים אחדים נפלו מן הצמחים.
אם כן, המטרה הושגה: נמנעה פגיעה בצמחים.

רעיונות משופרים

מה ניתן לעשות, כדי לשפר עוד יותר את הדרך הייחודית הזאת להדברת מזיקים? ואולי יש קיצור דרך - שהצמחים יגנו על עצמם...?

אחד הרעיונות לשיפור, שהחוקרים מנסים, הוא להחדיר את הגנים ישירות לתוך צמחי החקלאות, במקום להחדיר אותם לנגיפים ולרסס את הצמחים. בשיטה זאת הצמחים עצמם הופכים ליצרנים של אמצעי ההדברה של מזיקיהם.
הרעיון מצוין! אבל...

התברר, שהחרקים שאכלו עלים כאלה (שהגנים הוחדרו אליהם), לא נפגעו מרעלן העקרב, שנוצר בתאי הצמח. הם לא נפגעו, משום שהרעלן עוכל ונהרס במעי של החרקים, ולכן הוא לא המשיך בדרכו ולא הגיע אל תאי העצבים שלהם. וכך הרעלן כלל לא הזיק למזיקים...

אם כן, עכשיו המטרה של החוקרים היא למצוא דרך להגן על הרעלן, שהגיע למעי של החרק המזיק, כדי שימשיך בדרכו "בריא ושלם" - מן המעי אל תוך הגוף של החרק, ומשם אל המטרה - תאי העצבים.

אם החוקרים יצליחו במשימתם, תיפתח הדרך ליצירת צמחי חקלאות "מהונדסים", המוגנים מפני חרקים מזיקים. כך תעלה כמות היבולים בשדות, אפשר יהיה לשמור על סביבה נקייה וגם למנוע סכנת הרעלה של בני-אדם ושל בעלי-חיים אחרים.

עזרה לחקלאים

החוקרים מעריכים כי כמחצית מן הכימיקלים המיוצרים בעולם לצורכי האדם, מיועדים להדברת חרקים המזיקים לחקלאות. בחקלאות של ימינו השימוש בחומרי הדברה הוא הכרחי, אך הוא מהווה נטל כלכלי כבד על החקלאים.

מדוע ההדברה כה יקרה?
המזיקים רוכשים עמידות לחומרי ההדברה, ולכן יש צורך להעלות, מדי פעם, את המינון הדרוש להדברתם ואף למצוא חומרים חדשים.

לחוקרים יש רעיון, שיאפשר לפתור בעיות אלה:
הרעיון קשור בגילוי האתר הפעיל של הרעלן. זהו החלק במולקולות של הרעלנים, המאפשר להן להיקשר לקולטנים ייחודיים, והוא האחראי לפעילות הבררנית של הרעלנים נגד תאי-עצבים של חרקים.

החוקרים מנסים לחשוף את המאפיינים של המבנה הזה. אם יצליחו במשימה, הם יוכלו לייצר חומרי הדברה סינתטיים, בעלי מבנה דומה לחומר שהופק מהעקרבים, ואשר ישפיעו רק על החרקים המזיקים.
בדרך זאת, החוקרים מקווים לייצר מגוון גדול של חומרי הדברה, ובכך תיפתר בעיית העמידות.

אולי, בעתיד הרחוק, אפשר יהיה להקנות לכל צמחי המאכל את היכולת לייצר בעצמם(!) מגוון של חומרים כאלה בתאיהם. אז אפשר יהיה לייצר מזון רב וגם לצמצם את השימוש בחומרי הדברה המזיקים לנו.