הצמח הרעיל הזה "מתפוצץ" ויורה את הזרעים שלו לרוחק

מדענים פיצחו סוף סוף את המנגנון המסתורי מאחורי אחד הצמחים המרתקים בטבע – ירוקת החמור המצויה, שנפוץ בעיקר באזורנו, ומפזר את זרעיו באמצעות "יריקה" של נוזל למרחק של עד עשרה מטרים. Claude מסבירה לנו איך זה קורה. המחקר,שפורסם השבוע בכתב העת היוקרתי PNAS, חושף כיצד הצמח מצליח לבצע את הפעולה המרשימה הזו.

"במשך מאות שנים, אנשים תהו כיצד ומדוע צמח יוצא דופן זה שולח את זרעיו לעולם בדרך כה אלימה", אומר כריס ת'ורוגוד, סגן מנהל והמנהל המדעי בגן ובחורשה הבוטניים של אוקספורד. "כעת, כצוות של ביולוגים ומתמטיקאים, התחלנו סוף סוף לפענח את החידה הבוטנית הגדולה הזו".

באמצעות צילומי טיים-לאפס, סריקות CT ומצלמת מהירות גבוהה המסוגלת לצלם 8,600 פריימים בשנייה (פי 172 מהמהירותשבה אנחנו משדרים מהשבוע את משחקי היורוקאפ), החוקרים גילו את המנגנון המורכב מאחורי תהליך שנמשך 30 אלפיות השנייה בלבד – מהיר מכדי שהעין האנושית תוכל לראותו.

המחקר חשף תהליך מרתק: במשך מספר שבועות, נוזל מצטבר בתוך הפרי ובונה בתוכו לחץ עצום. בימים שלפני "השיגור", חלק מהנוזל עובר לגבעול, גורם לו להתארך, להתעבות ולהתקשות. תהליך זה, שהוא "כמעט חסר תקדים בעולם הצומח", משנה את זווית הפרי באופן שממקסם את פיזור הזרעים ברגע ההתפוצצות. שבריר שנייה לפני שיגור הזרעים, קצה הגבעול נסוג מהפרי, גורם לו להסתובב תוך כדי שהוא נזרק. כתוצאה מתנועת הסיבוב הזו, הירוקת מסוגלת להעיף את זרעיה למרחק של עד עשרה מטרים במהירות של 20 מטר לשנייה.

"השיגור הנפיץ של הצמח התפתח במשך דורות כדי לעזור לו לשרוד", מסביר פין בוקס, עמית מחקר בקבוצת הפיזיקה של נוזלים וחומר רך באוניברסיטת מנצ'סטר. "מנגנונים אלה מאפשרים לצמח לפזר זרעים על פני שטח נרחב ולהפחית צפיפות ותחרות בין צאצאים וצמחים שכנים אחרים, מה שמבטיח סיכוי טוב יותר להישרדות הדור הבא".

https://www.youtube.com/watch?v=3G1arGl8RvA

החוקרים גילו שאפילו שינויים קטנים במנגנונים אלה יכולים להפחית את סיכויי ההישרדות של הזרעים. במודלים שלהם, הם חקרו את ההשלכות של בניית לחץ בפירות ללא העברה של נוזל לגבעול, מה שהוביל לפיזור קרוב יותר של זרעים סביב צמח האם והפחתת הישרדות הנבטים.

מעבר לפתרון התעלומה ארוכת השנים, המחקר עשוי להוביל לפיתוחים טכנולוגיים חדשים, כמו מכשירים רפואיים שיכולים להזריק תרופות לפי דרישה באזורים ספציפיים בגוף. "מחקר זה מציע יישומים פוטנציאליים בהנדסה בהשראת הטבע ומדע החומרים, במיוחד במערכות מתן תרופות לפי דרישה", מציין בוקס.

ירוקת החמור הוא אמנם חלק ממשפחת הדלועיים, הכוללת גם מלונים, דלעות וקישואים, אך הוא אינו אכיל – ויותר מכך, הוא נחשב רעיל ביותר, למרות שכמה מהחומרים שבו משמשים לייצור משלשלים.