צדפות ענק וחבריהן הזעירים

כאשר אנשים שומעים את המילה 'שׁוּנית', הם חושבים מייד על אלמוגים. אולם, ישנן חיות אחרות גדולות, צבעוניות וחשובות שחיות בשוניות האלה, כמו למשל צדפות ענק, השכיחוֹת בשוניות אלמוגים של האוקיינוסים ההודי והשקט. צדפות אלה אינן רק יפות למראֶה, אלא גם חברוֹת חשובות בשונית. לדוגמה, דגים רבים אוכלים אותן, חלק מהחיות ומהצמחים יכולים לגדול על הצד החיצוני של קונכיותיהן, וישנן אפילו חיות (כמו שרימפס זעירים) שחיות בתוך הגוף של הצדפות [1].

כפי שהשם מרמֵּז, צדפות ענק יכולות להפוך גדולות מאוד. חלקן עשויות אפילו לגדול לאורך של יותר ממטר – זה ככל הנראה גדול יותר מגובה כיור האמבטיה בבית שלכם! מדענים חושבים כי אחת הסיבות ליְכֹלֶת גדילתן של צדפות ענק לממדים כאלה היא שהן מקבלות סיוע מאורגניזמים אחרים. עוזרים אלה הם חד-תאיים זעירים שנקראים מיקרוֹ-אצוֹת. הם חיים בחלק החיצוני, הבשרני, של גוף הצדפה, המכונה גלימה (איור 1A). מיקרו-אצות אלה, כמו צמחים, מסוגלות לבצע פוטוסינתזה – תהליך המשתמש באנרגיית השמש ובפחמן דו-חמצני כדי לייצר מזון. המיקרו-אצות שחיות בתוך צדפות הענק מייצרות כל כך הרבה מזון באמצעות פוטוסינתזה, שהן יכולות להזין את עצמן וגם לחלוק חלק מאותו המזון עם צדפת הענק. בתמורה, הצדפה מגינה על המיקרו-אצות כנגד טורפים תוך שהיא גם מספקת למיקרו-אצות כמה חומרי מזון חיוניים, כמו למשל חנקן. הקשר הזה מכונה סִימְבְּיוֹזָה הדדית, וייתכן שכבר שמעתם עליו בעבר, מאחר שהוא מתקיים גם בין אלמוגים לבין המיקרו-אצות שלהם. צדפות ענק נסמכות מאוד על המזון המסופק להן על ידי המיקרו-אצות הסימביוֹטיוֹת שלהן. מדענים מניחים כי סימביוזה זו, והאנרגיה הנוספת שהיא מעניקה לצדפות, הן מהסיבות העיקריות לכך שאצות ענק יכולות להגיע לגודליהן הגדולים [2].

צדפות ענק עלולות להיכוות מהשמש

ממש כמו צמחים, למיקרו-אצות סימביוטיות של צדפות ענק נדרש מספיק אור כדי לייצר מזון דרך פוטוסינתזה. לכן, צדפות ענק צריכות לִחיות במים רדודים, שָׁם הן קרובות לפני השטח, ומכאן לאור השמש שנכנס לאוקיינוס. אולם, כפי שקורה לבני אדם, הישארוּת בשמש ללא הגנה של צל או קרם הגנה עשויה להיות מסוכנת אחרי זמן מה. הסיבה לכך היא שאור השמש מכיל צבעים שונים של אור. ככל הנראה ראיתם קשת בענן על צבעיה היפהפיים: מסגול, דרך כחול וירוק, ועד לצהוב, כתום ואדום. צבע האור קשור לרמת האנרגיה שלו, כאשר אור כחול אנרגטי יותר מאור אדום. האור בעל האנרגיה הגבוהה ביותר נקרא אור אוּלְטְרָה-סגול (UV). איננו יכולים לראות אור זה באמצעות העיניים שלנו, ויש לו יותר אנרגיה מאשר צבעי האור שביכולתנו לראות בקשת בענן. לאור אולטרה-סגול יש כל כך הרבה אנרגיה שהוא עלול להזיק לתאים של חיות וצמחים, או אפילו להורגם [3]. ככל הנראה חוויתם זאת בעצמכם! אם ביליתם יום בחוץ בשמש, אך שכחתם למרוח קרם הגנה, אולי עורכם נעשה אדמומי ומגרד, או אפילו החל להתקלף לאחר כמה ימים. דבר דומה עשוי להתרחש לכל האורגניזמים האחרים אם הם נותרים באור שמש בהיר במשך זמן רב מדי ללא הגנה. מאחר שצדפות ענק ממוקמות תמיד באותה נקודה ואינן יכולות לנוע לצל, אותה תופעה עלולה להתרחש גם אצלן. אולם, למרבה המזל, חיות אלה התפתחו בצורה חכמה מאוד כך שיוכלו להגן על עצמן.

השיזוף הנוצץ – קרם הגנה עבור צדפות ענק

קרוב למיקרו-אצות בגלימותיהן, לצדפות ענק יש תאים זעירים שנקראים אִירִידוֹצִיטִים (איור 1B). מקור המילה 'אירידוציט' מלטינית ומיוונית עתיקה, שבהן משמעות המילה 'אירידו' היא קשת בענן, ומשמעות המילה 'ציט' היא תא. השם 'תא קשת בענן' הגיוני, מאחר שחוקרים סבורים כי אירידוציטים הם אחת הסיבות לכך שצדפות ענק הן צבעוניות כל כך, עם גלימות בגוונים יפהפיים של כחול, ירוק וחום.

בתוך אירידוציטים, ישנן מעין צלחות קטנות שנערמות זו על גבי זו. הצלחות האלה מורכבות מגביש, מה שגורם להן להיראות ולהתנהג כמו מראות זעירות. כאשר אור אולטרה-סגול מזיק פוגע בתאים אלה, חלק ממנו מוחזר מיידית על ידי צלחות דמויות-מראָה זעירות אלה [4] (איור 2). הודות למראות הזעירות הללו, האור האולטרה-סגול המשתקף אינו יכול לפגוע בתאי הצדפות או במיקרו-אצות, מאחר שהוא משוגר החוצה לפני שביכולתו להגיע אליהם. זהו קרם הגנה טבעי נהדר! אולם, חלק מהאור האולטרה-סגול נע לתוך האירידוציטים, שָׁם הוא ממשיך לנוע הלוך ושוב בין הצלחות הזעירות דמויות-המראה. על ידי כך הוא מאבד חלק מהאנרגיה שלו, מה שגורם לאור להיות פחות מסוכן לצדפות ולמיקרו-אצות שלהן. עד שהאור עוזב את האירידוציטים, יש לו פחות אנרגיה והוא כבר שינה את צבעו מאולטרה-סגול לכחול [5].

האור הכחול שיוצא מהאירידוציטים הוא הסיבה לכך שלצדפות ענק רבות יש צבע כחול בהיר כל כך, כמו הצדפה המוצגת באיור 1. לאורגניזמים אחרים, כמו למשל זיקיות או שַׁטְרַגְלִיּים (קרובי משפחה זעירים של סרטנים ושל לובסטרים), גם יש אירידוציטים שאחראים לצבעים הבהירים שלהם. לעיתים קרובות חיות אלה משתמשות בצבעוניוּת שלהן כדי להסוות את עצמן או כדי למשוך בני זוג. אולם, כפי שתוכלו לדמיין, צדפות ענק לא מתחבאות טוב במיוחד. למעשה, עם צבעיהן הבהירים, הן עושות את ההפך! יתרה מזו, צדפות ענק אינן צריכות להפגש כדי למצוא בני זוג, ולכן אינן משתמשות בצבעיהן הבהירים כדי להיראות יפות ולמשוך בני זוג פוטנציאליים. אם כן, מדוע צדפות ענק מייצרות אור כחול? לא זו בלבד שאור זה מסייע להן להימנע מכוויית שמש, אלא שהוא גם האור המושלם לשימושן של המיקרו-אצות עבור ביצוע פוטוסינתזה! המשמעות היא שאירידוציטים לא רק מְספקים קרם הגנה יעיל מאוד, אלא גם מסייעים למיקרו-אצות הסימביוטיות לגדול, על ידי כך שהם מְספקים להן את צבע האור האהוב עליהן!

מה גורם לצדפות ענק להיות כל כך מרהיבות? אירידוציטים ומיקרו-אצות!

בעוד שצבעם הכחול של האירידוציטים נובע מהאור הכחול שהם פולטים, צבען של מיקרו-אצות הוא ירוק. מַרבית האורגניזמים שמבצעים פוטוסינתזה משתמשים רק בחלק קטן מהאור הירוק שמגיע מהשמש, ולכן רוב האור הזה משוקף חזרה. זו הסיבה לכך שצמחים ומגוון אצות גדולות נראים בעיקר ירוקים. מדענים מאמינים כי הצבעים היפהפיים שרואים בצדפות ענק נובעים משילובים שונים של אירידוציטים (כחול/ טורקיז) ומיקרו-אצות (ירוק/ חום). אם לצדפה יש יותר מיקרו-אצות מאירידוציטים בתוך הגלימה שלה, צבעהּ יהיה חום יותר (איור 3A), בעוד שצדפות המכילות יותר אירידוציטים ממיקרו-אצות ייראו כחולות יותר, או אפילו בצבע טורקיז (איור 3B).

בְּשֶׁל הקֶּשֶׁר המיוחד בין צדפות ענק לבין המיקרו-אצות שלהן, והדרכים ששני המינים פיתחו כדי לתמוך זה בזה ולהגן זה על זה, צדפות הענק היו לְחיות מרתקות לחקירה עבור מדענים. בעוד שחשוב להבין את חייהן של חיות אלה ואת האופן שבו הן שורדות באוקיינוסים, חיוני גם ללמוד עוד על אודות התאים המתמחים שלהן, האירידוציטים. באחד הימים, יֶדַע לגבי האופן שבו אירידוציטים מְתפקדים עשוי לעורר השראה לפיתוח טכנולוגיות מבוססות אור וצבעים כדי לְסַפֵּק לנו, לדוגמה, מסכי טלוויזיה או מסכי מחשב טובים יותר. מי יכול היה לְשַׁעֵר כי הצדפות העתיקות הללו תוכלנה לשמש כמפתח לטכנולוגיות העתיד?

מילון מונחים

מיקרו-אצות (Microalgae): ↑ אורגניזמים זעירים, חד-תאיים שיכולים לְקַבֵּעַ פחמן מהאטמוספרה כפי שצמחים עושים על היבשה.

גלימה (Mantle): ↑ החלק החיצוני, הבשרני, של גוף הצדפה. בצדפות ענק, הגלימה צבעונית מאוד, בעלת גווני כחול, ירוק וחום.

סימביוזה הדדית (Mutualistic Symbiosis): ↑ קשר בין שני מינים או יותר, שבו שני האורגניזמים מרוויחים מהאינטראקציה באופן כלשהו.

אור אולטרה-סגול (Ultraviolet Light, UV): ↑ אור אנרגטי ביותר שעין אנושית אינה מסוגלת לראות. קרינת על-סגול (אולטרה-סגול) מהשמש עלולה לגרום לכווייה או נזק לרקמת העור.

אירידוציט (Iridocyte): ↑ תאים זעירים בתוך הגלימה של צדפות ענק, אשר מכילים צלחות דמויות-מראָה שיכולות להחזיר אור אולטרה-סגול.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.