תַקצִיר
פרחים בדרך כלל מספּקים למאביקים שלהם מזון, כמו צוּף. אולם יש פרחים שמְשַׁטִּים במאביקיהם כדי שיאביקו אותם – בלי להציע להם כיבוד! פרחים 'רַמָּאִים' מאותו הזן יכולים להופיע במִגוון צבעים. זה עשוי לבלבל את המאביקים, כיוון שעליהם לבקר פרחים רבים עד שהם לומדים כי כל הצבעים הללו מייצגים פרחים רמאים. כדי לחקור זאת, אִמַּנּוּ דבורים לבקר בפרחים מלאכותיים, שבצבעים שלהם יכולנו לשלוט. הדבורים למדו אֵילוּ צבעים מייצגים פרחים שאין בהם מזון, והעדיפו להסתכן ולבקר פרחים בצבעים חדשים, במקום אלה שהן כבר זיהו כרמאים. כמו כן, הדבורים ביקרו ביותר פרחים ובילו זמן רב יותר בביקור כאשר הציגו להם פרחים בשני צבעים שונים, בהשוואה לפּעמים שבהן היו רק פרחים בצבע אחד. הוכחנו כי הצגַת פרחים בכמה צבעים היא אסטרטגיה טובה כשרוצים לשטוֹת במאביקים, ועל ידי כך להגדיל את מספר אירועי ההַאֲבָקָה.
פרחים ומאביקים
אם תקדישו מעט זמן כדי להביט בגינה עם צמחים המצויים בפריחה, ייתכן שתִּראו חיות וחרקים המבקרים בפרחים, בכלל זה דבורים, פרפרים, חיפושיות וציפורים. קרוב לוודאי שהיצורים הללו מחפשים אוכל בפרחים; כנראה צוּף. כאשר אחת החיות האלה מתעופפת מפרח אחד לפרח אחר מאותו הזן, היא עוזרת לצמחים להתרבּוֹת באמצעות הַאֲבָקָה. חיות מאביקות אוספות ומשנעות אבקנים אשר יכולים להפְרוֹת את הביציות של הפרחים הבאים שאותם הן מבקרות. אבקנים וביציות הם תאים מיוחדים. כאשר הם נפגשים בתהליך ההאבקה, נוצר פרי.
איך החיות הללו בוחרות באֵילוּ צמחים לבקר? בדומה לבני אדם, למאביקים יש חושים שיכולים לשמֵּש אותם לזיהוי צמחים, כמו חוש הראייה וחוש הריח. הם גם יכולים ללמוד אֵילוּ צבעים וריחות קיימים בפרחים שמכילים מזון. אם הם זוכרים את הסממנים הללו, מאביקים יכולים לבחור בפרחים הבא שיבקרו, וכך באפשרותם להתייעל כמה שיותר בהשׂגַת מזון.
האם אפשר לִבְטֹחַ בכל הפרחים?
לא כל הפרחים מְספּקים למאביקים צוף. ישנם פרחים רמאים, המְּשטים במאביקים כך שיאביקו אותם, בלי לספּק להם מזון בתמורה [1]. הפרחים הרמאים לכאורה הללו, התגלו לפני זמן רב, ומדענים מגלים בהם עניין זה שנים רבות. באותו אופן שבו מאביקים יכולים ללמוד כי צבעים וריחות מסוימים של פרחים מצביעים על נוכחוּת מזון, כך ביכולתם ללמוד כי סימנים מסוימים שפרחים רמאים מְשדרים, מעידים על כך שאין בהם מזון. לכן, הצמחים הרמאים צריכים לפתח אסטרטגיות כדי לשטוֹת במאביקים כך שיאביקו אותם.
למטרה זו, הצמחים משתמשים בשתי אסטרטגיות עיקריות. ראשית, פרחים רמאים יכולים לחקות את צבעיהם וריחותיהם של פרחים אחרים שכּן מְספּקים מזון למאביקיהם. נכנה זאת 'אסטרטגיית החיקוי'. שנית, פרחים רמאים יכולים להציג כלפי חוץ סממנים כלליים, כמו צבעים וריחות מושכים, שאינם מחקים פרח אחר מסוים, אלא מְסמנים למאביקים שיכול להימצא אצלם מזון. נכנה זאת 'אסטרטגיית הסממנים הכלליים'.
צמחים שמשתמשים באסטרטגיית הסממנים הכלליים, לעיתים קרובות מציגים את פרחיהם בצורות שונות [1]. לדוגמה, צמחים יחידים מאותו זן רמאי עשויים להציג פרחים בצבעים שונים – לצמח אחד עשויים להיות פרחים אדומים, ולאחֵר, פרחים לבנים. ההבדלים הללו בין פרחים מאותו הזן נקראים פּוֹלִימוֹרְפִיזְם, והם עשויים להתרחש לא רק בצבעים, אלא גם ברֵיחות! בשנות ה-70 של המאה הקודמת, המדען הגרמני בּרנד היינריך העלה השׁערה שלפיה פרחים פולימורפים יכולים לסייע לצמחים רמאים, כיוון שלמאביקים קשה יותר ללמוד כי כל הפרחים השונים אינם מכילים מזון [2]. במילים אחרות, המאביק יצטרך לבקר בכל פרח שונה כדי להבין שאין בו מזון זמין, ובתהליך, סביר יותר להניח שיאביק את הצמחים. שיטה חכמה, נכון?!
חקירת מנגנון הרמאות
על בסיס הרעיון של היינריך, החלטנו לחקור אם המאביקים יתבלבלו כאשר נציג בפניהם פרחים בצבעים שונים, ללא מזון (איור 1). – (איור 1). כך, אולי יבקרו ביותר פרחים, מאשר אם כל הפרחים הרמאים היו באותו הצבע. כדי לחקור זאת, השתמשנו בדוגמה של סחלב רמאי עם פולימורפיזם בצבעים, המציג הן פרחים לבנים והן פרחים סגולים (איור 2A) [3]. בברזיל, דבורים רבות מבקרות בסחלב זה, לרבּוֹת מזן מעניין השונה מאוד מדבורת הדבש הנפוצה. השוני מתבטא בגודלו של זן דבורים זה (הוא הרבה יותר קטן); בצבעוֹ (כולו שחור), ובכך שאין לו עוקץ (איור 2B). זהו הזן שבו השתמשנו בניסויים שלנו.
- איור 1 - כשדבורה מחפשת מזון, עליה לבחור באֵילוּ פרחים לבקר.
- מצב שבו יש פרחים רמאים שאין בהם מזון, עשוי להיות קשה מאוד עבור הדבורה. המצב מסתבך אף יותר כאשר יש פרחים רמאים ביותר מצבע אחד, שאותם הדבורה צריכה להכיר! (קרדיט לאיור: Juliana Maltoni).
- איור 2 - דבורים ופרחים במערך הניסוי שלנו.
- (A) פרחי הסחלב הרמאי מתבטאים בפולימורפיזם בצבעים לבן וסגול. (B) זן הדבורה ששימש אותנו במחקרנו, במהלך ביקור בפרח הסחלב. (C) דבורה מבקרת בפרח מלאכותי עם נייר בצבע אפור. בניסויינו, שינינו את צבע הנייר ללבן או לסגול, כדי לחקות את צבעי הסחלב. הדבורה מסומנת בשתי נקודות צהובות, וכך אנו יודעים איזו דבורה נמצאת באימונים בזמן נתון.
זה שנים שמדענים יודעים כי דבורים מסוגלות להבחין בצבעים [4]. לכן, השתמשנו בציוד מיוחד למדידת הצבעים המדויקים של פרחי הסחלב, כדי שנוכל לשחזר את הצבעים הללו בניסויים שלנו.
אימונים לדבורים
האם ידעתם כי בדומה לאילוף כלבים, אפשר לאמֵּן דבורים לבצע תרגילים בתמורה לתגמול [5]? למעשה, כך מדענים גילו לראשונה כי דבורים יכולות לראות צבעים [4, 6]. המדענים הללו אימְּנו דבורים לבקר בניירות בצבעים שונים, בניסויים דומים מאוד לאלה שבהם השתמשנו במחקרנו. בניסוי שלנו, יצרנו פרח מלאכותי שיכולנו לשנות את צבעוֹ, על ידי שימוש בפיסות נייר בצבעים שונים. הִתְאַמְנוּ את הצבעים לצבעיו של הסחלב הרמאי (איור 2C). בתור תגמול, הִנַּחְנוּ מֵי סוכר בתוך הפרחים המלאכותיים. כשרצינו שהדבורים יִלְמדו שאין מזון בפרחים, השתמשנו במקום זאת במים רגילים.
מסתכנים במפגש עם הלא-נודע
במסגרת ניסויינו, השתמשנו בכוורות הנמצאות בגינה שמול מעבדת המחקר שלנו. היתרון באימון דבורים הוא שהן תמיד חוזרות לכוורת שלהן, לכן איננו צריכים לדאוג שיברחו במהלך הניסוי! השלמַת כל הניסויים הצריכה עבודה קשה, וארכה כשנתיים.
ראשית, אִמַּנּוּ את הדבורים לבקר בפרחים מלאכותיים עם מֵי סוכר, אך ללא נייר צבעוני, כדי שיִלמדו שהפרח המלאכותי הוא מקור למזון. השתמשנו בסוג מיוחד של מי סוכר ללא ריח, כך שהדבורים לא יוכלו להריח את הפרחים. עשינו זאת כדי שהדבורים לא יִלמדו מהו הריח של הסוכר, משום שרצינו שיתרכזו במקום זאת בצבעי הפרח המלאכותי. לאחר שהדבורים למדו איך להשתמש בפרחים המלאכותיים, שינינו את הצבעים כך שיתאימו לצבעיו של אחד מפרחי הסחלב (נשתמש בלבן בתור דוגמה). כמו כן, החלפנו את מי הסוכר במים רגילים, כדי ללמד את הדבורים שהצבע הלבן מסמל שאין מזון.
לאחר שהדבורים ביקרו ב-10 פרחים במהלך תקופת הלמידה, החלפנו את כל הפרחים הלבנים בשני פרחים עם מים רגילים: פרח אחד לבן, ופרח אחד סגול (התואם בצבעו לפרח הסגול של הסחלב). ביקשנו לראות אם יש סיכוי גבוה יותר שהדבורים, שלמדו כי צבע לבן משמעו שאין מזון, יבקרו בפרח בעל הצבע החדש בחיפושן אחר מזון. כך דימינו את מה שהסחלב הרמאי עושה בטבע – הצגה של פרחים בצבעים שונים, שבאף אחד מהם אין מזון. מצאנו כי במהלך האימונים, הדבורים למדו לא לבקר בצבע שאין בו סוכר (איור 3A). כאשר בָּחַנּוּ אותן עם פרחים בשני צבעים, הדבורים זכרו באיזה צבע לא לבקר – הן הסתכנו וביקרו בצבע החדש, למרות שלא ידעו אם ימצאו שָׁם מזון (איור 3B).
- איור 3 - ממצאי הניסויים.
- (A) אחוז הדבורים (Bees) המבקרות (visit) בצבע שבו אין מזון התמעט לאחר 10 ביקורים. משמעות הדבר היא שהדבורים למדו להימנע מהצבע הזה. (B) הדבורים המאומנות העדיפו לבקר בצבע חדש (New color) מאשר בצבע שהן למדו שאין בו מזון (Trained color). (C) כאשר הייתה אפשרות בחירה בין שני צבעים של פרחים רמאים (Two colors), הדבורים ערכו יותר ביקורים בפרחים (Number of visits), וכן (D) בילו זמן (Time) רב יותר בביקורים, מאשר כשהוצג בפניהן רק צבע פרח אחד (One color). הדבורים מעדיפות להסתכן ולבקר בצבע לא מוכר. דבר זה מקשה עליהן ללמוד באֵילוּ פרחים אין מזון, וכך גוברים סיכויי ההאבקה.
צבעים רבים יותר מגבירים את ההאבקה
בניסוי אחר, לאחר שלימדנו את הדבורים לבקר בפרחים המלאכותיים, החלפנו את כל הפרחים בפרחים חדשים, שכולם היו באותו הצבע – לבן או סגול, או בקבוצת פרחים שחציהּ היה בצבע לבן וחציהּ בצבע סגול. בשני המקרים, בכל הפרחים היו מים רגילים. ציפינו שכאשר יהיו שני צבעים של פרחים הדבורים יבקרו ביותר פרחים, וייקח להן יותר זמן ללמוד כי שני הצבעים הללו מְסמלים שאין מזון בפרח, בהשוואה לזמן הלימוד כשהיה רק צבע אחד של פרחים. ואכן, זה מה שראינו! כאשר היו שני צבעים של פרחים, הדבורים ערכו יותר ביקורים (איור 3C), ולקח להן יותר זמן להבחין שלא היה מזון בפרחים (איור 3D), בהשוואה לזמן הלימוד כשהיה רק צבע אחד של פרחים.
המסקנה: לרמאים צבעים רבים!
צמחים בדרך כלל כֵּנִים עם מאביקיהם, כיוון שהם מציעים להם מזון בתמורה לשירותי ההאבקה שלהם. אולם בטבע ישנם גם פרחים רמאים, שלא מספּקים למאביקים שלהם מזון. במסגרת הניסויים שלנו, הראינו שכאשר אנו מציגים למאביקים פרחים בצבעים שונים, אנו מקשים עליהם ללמוד כי צמח מסוים הוא רמאי. ככל שקשה יותר למאביק ללמוד זאת, כך עולים הסיכויים שהוא יבקר ביותר פרחים של הצמח הרמאי – ויאביק אותם! כאמור, רעיון זה הוצג לראשונה כהשׁערה על ידי המדען ברנד היינריך בשנות ה-70 של המאה ה-20, ואנו נרגשים מאוד לְאַשֵּׁשׁ את רעיונותיו!
מילון מונחים
צוּף (Nectar): ↑ חומר המכיל סוכר, שפרחים מציעים בדרך כלל למאביקים שלהם. צוף הוא מקור אנרגיה מצוין, ודבורים משתמשות בו לייצור דבש.
הַאֲבָקָה (Pollination): ↑ הדרך שבה רוב הצמחים בעלי הפרחים מתרבים. זו הפעולה של הבאַת האבקנים אל הביציות, במטרה להפְרוֹת את הפרח. ברוב המקרים, מתבצעת על ידי חיה המבקרת בפרח, המכונה 'מאביק'.
אבקנים (Pollen): ↑ המבנה הצהוב והאבקתי בפרח, המכיל את המידע הגנטי הזכרי של הצמח. המאביקים יכולים לשאת את האבקנים מפרח לפרח בתהליך ההאבקה.
ביציות (Ovule): ↑ מבנה הנמצא בתוך הפרח, המכיל את המידע הגנטי הנקבי של הצמח. הביציות מופרות על ידי האבקנים, ומתפתחות לכדי פרי.
פּוֹלִימוֹרְפִיזְם (Polymorphisms): ↑ צורות ההתבטאות השונות של אותו הזן. לדוגמה, מגוון צבעי העיניים אצל אנשים שונים הוא פולימורפיזם.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
מאמר המקור
↑ Aguiar, J. M. R. B. V., Giurfa, M., and Sazima, M. 2020. A cognitive analysis of deceptive pollination: associative mechanisms underlying pollinators’ choices in non-rewarding colour polymorphic scenarios. Sci. Rep. 10:9476. doi: 10.1038/s41598-020-66356-4
מקורות
[1] ↑ Jersáková, J., Johnson, S. D., and Kindlmann, P. 2006. Mechanisms and evolution of deceptive pollination in orchids. Biol. Rev. 81:219–35. doi: 10.1017/S1464793105006986
[2] ↑ Heinrich, B. 1975. Bee flowers: a hypothesis on flower variety and blooming times. Evolution. 29:325–34. doi: 10.2307/2407220
[3] ↑ Aguiar, J. M. R. B. V., Giurfa, M., and Sazima, M. A cognitive analysis of deceptive pollination: associative mechanisms underlying pollinators' choices in non-rewarding colour polymorphic scenarios. Sci. Rep. 10:9476. doi: 10.1038/s41598-020-66356-4
[4] ↑ Dyer, A. G., and Arikawa, K. 2014. A hundred years of color studies in insects: with thanks to Karl von Frisch and the workers he inspired. J. Com. Physiol. A. 200:409–10. doi: 10.1007/s00359-014-0913-3
[5] ↑ Giurfa, M. 2007. Behavioral and neural analysis of associative learning in the honeybee: a taste from the magic well. J. Com. Physiol. A. 193:801–24. doi: 10.1007/s00359-007-0235-9
[6] ↑ Giurfa, M., de Brito, A. G., de Brito, T. G., and de Brito Sanchez, M. G. 2021. Charles Henry Turner and the cognitive behavior of bees. Apidologie. 52:684–95. doi: 10.1007/s13592-021-00855-9