תַקצִיר
אם יש לכם תחושה שאתם מושכים יתושים, עליתם על משהו. הנקבות של רוב זני היתושים צריכות לצרוך דם כדי לייצר ביציות, והן משתמשות בחושים מיוחדים כדי למצוא את ה'חטיף' הבא שלהן. הרוֹק שהן משאירות אחריהן לאחַר שהן 'לוקחות ביס' עלול לגרום למִּגוון תופעות – מגירוי קל, עד לנפיחוּת מכאיבה ולחוֹם. המזמזמות הצמאות הללו משתמשות ביכולותיהן כדי לגלות פחמן דו-חמצני, חוֹם ומולקולות ריח במטרה למצוא מזון. במאמר זה נעסוק ביסודות חוש הריח של היתושים: איך הם מריחים, כיצד נראה ה'אף' שלהם ואיך הם מזהים באופן מיוחד בני אדם כמוכם. ביתושים יש יותר מאשר זמזומים ועקיצות! כאשר נבין טוב יותר איך הם מזהים ריחות ומוצאים טֶרֶף, אולי תהיה בידינו הדרך להתגוננות מפני המחלות אשר להן הם גורמים.
להבין יתושים מן היסוד
האם קרה לכם שיצאתם מבריכה, והייתם חייבים להעיף מעליכם יתושים מִדֵּי כמה שניות? האם בסוף כל קיץ אתם מוצאים את עצמכם עם רגליים מלאות עקיצות? אם אתם מרגישים שיתושים נטפלים אליכם, אינכם היחידים. הנקבות של רוב זני היתושים צריכות לצרוך דם כדי לייצר ביציות, והן משתמשות בחושים מיוחדים לאיתור ה'חטיף' הבא שלהן. למרות שכנראה אין סיבה אחת בלבד לכך שאתם 'מושכים אש', ישנם כמה גורמים שעשויים להפוך אתכם מושכים במיוחד.
יתושים משתמשים ברמזים רבים כשהם מְאתרים את ארוחותיהם, כמו חום גוף ורמות הפחמן הדו-חמצני (CO2), המלמדים אותם על כך שיש בסביבה חיה נושמת. יתושים יכולים לחוש בנוֹכחוּת פחמן דו-חמצני ממרחק של כמעט 9 מטרים! כשנקבות היתושים מאתרות מטרה פוטנציאלית, הן משתמשות בחוש הריח שלהן כדי לעקוב אחר הריח המשכּר עד שהן מתקרבות מאוד [1]. אז, הן 'מחליפות' לחישַׁת חוֹם, כדי לתוּר אחר אזור העקיצה המושלם, ונוחתות על עורכם. כיצד הן מרחרחות אתכם? וכן, בהתחשב בכך שישנם 3,559 זני יתושים בעולם – למה נראה שכולם רוצים לעקוץ אנשים מסוימים יותר מאשר אחרים [1]?
כיצד יתושים מריחים דברים?
ראשית, נתמקד בביולוגיה הבסיסית של חוש הריח. זוהי מערכת מורכבת ומכווננת ברגישוּת רבה, המזהה מולקולות שמרחפות לתוך האף האנושי, או סביב למחוֹשי היתושים. ריח אחד, כמו זה של שוקולד או של דשא קצוץ, מורכב ממאות מולקולות ריח שונות, שהמערכת מזהה בבת אחת. אולי הרחתם בושם והבחנתם בניחוח וניל, או ברֶמֶז של לימון. חִשבו על כך כמו על יצירה מוזיקלית יפהפייה. כשם שאנו מעבּדים את צליליו של אָקוֹרְד מסוים באוזנינו כדי לייצר צליל אחד, כך אַפֵּינוּ מעבּדים מולקולות רבות יחד כדי ליצור ריח מסוים.
כל אחד מסוגי מולקולות הריח הרבים מזוהה על ידי אחד מתאי העָצָב של מערכת חוש הריח (OSN, להלן: 'עצב/י חוש ה/ריח'), המצויים באף. עצבי חוש הריח ומולקולות הריח פועלים מעט בדומה למנעולים ומפתחות. כשם שכּל מפתח פותח מנעול מסוים, כך כל מולקולת ריח מזוהה על ידי עצב חוש ריח מסוים. לחֵלֶק מהיתושים יש יותר מ-80 סוגים שונים של עצבי חוש ריח, אך מִספר זה אינו משתווה ל-350 סוגי עצבי חוש ריח הקיימים באפו של אדם [2, 3]!
עצבי חוש הריח 'מדווחים' למוח אֵילו מולקולות ריח הם זיהו. כיוון שכל עצב חוש ריח מזהה מולקולה מסוימת אחת, והריחות מורכבים ממאות מולקולות שונות, המידע מגיע למוח בצורה המזכירה רשימה של מולקולות ריח נפרדות. המוח צריך 'לקרוא' את הרשימה ולהבין לאיזה ריח היא מתאימה. זה מכונה הקוד של מערכת חוש הריח, והוא כמעט אינסופי, בדומה לכתיבה – בשפה העברית 22 אותיות, המרכיבות אלפי מילים. באופן דומה, יש לנו 350 סוגים של עצבי חוש הריח, אך אנו מסוגלים לזהות אלפי ריחות שונים. ישנם מדענים הטוענים כי ביכולתנו לזהוֹת אפילו יותר ממיליארד ריחות [2, 3]!
איך נראה האף של היתוש?
לחרקים כמו יתושים אין אַפִּים כמו אלה של בני האדם. במקום זאת, יש להם איברי הרחה רבּים שמזדקרים מהגוף, וכל אחד מהם מְתפקד כמו אף קטן. קרוב לוודאי שאתם יודעים כבר איך האיברים הללו נראים. אצל יתושים בוגרים אלה הם המָּחוֹשים; החֵדֶק (חלק הפֶּה שמזדקר החוצה כדי לעקוץ אתכם) וחניני הלסתות העליונות (הצבתות הקטנות סביב לַפָּנים) (איור 1) [1]. על מחוֹשי היתושים ישנם זיפים קטנטנים המשמשים לחישָׁה. אולי ראיתם את השערות הפרוותיוֹת הללו בצילומי תקריב של חרקים. כל האיברים הללו מכוסים בעצבי חוש הריח, המאפשרים ליתושים לזהוֹת מולקולות ריח המרחפות בסביבה.
- איור 1 - מערכת חוש הריח של היתוש, כאשר מסתכלים על ראש היתוש מלמעלה.
- עצבי חוש הריח (רְאו מבט מורחב בעיגול) על מחושי היתוש, על החדק ועל חניני הלסתות העליונות, מזהים מולקולות ריח שונות, ובכלל זה פחמן דו-חמצני. עצב המחוֹש, המורכב מאַקְסוֹנִים (רְאו הסבר במילון המונחים) של עצב חוש הריח, מעביר את המידע על הריח מגוף היתוש לאֻנַּת המחוש במוח היתוש, שבה ממוקמים הגְלוֹמֶרוּלִים (רְאו הסבר במילון המונחים). מקרא: Higher order Neurons = תאי עצב מִסֵּדֶר גבוה; Projection Neurons = תאי עצב בעלי שלוחות רחוקות; Antennal Lobe = אונת המָּחוֹש; Glomerulus = גְלוֹמֶרוּלוּס; Maxillary Palp = חניני הלסתות העליונות; Antenna = מחוש; Antennal Nerve = עצב המחוש; Probiscus = חדק; Human Odor Molecules = מולקולות ריח ממקור אנושי; OSN = עצב חוש הריח.
כיצד הריחות הללו 'נראים' במוח היתוש?
עכשיו, כשאתם יודעים שיתושים מזהים ריחות בסביבתם, נבחן את השאלה – איך הריחות 'נראים' במוחותיהם? כאשר עצב חוש הריח מזהה מולקולת ריח, הוא מדווח על כך למוח על ידי שליחת שֶׁדֶר למבנה בשם גְלוֹמֶרוּלוּס, הנמצא בקדמת מוחו של החרק, באזור המכונה 'אונת המחוש' (איור 1). הגְלוֹמֶרוּלִי (צורת הריבוי של המילה גְלוֹמֶרוּלוּס) הם סְבכים עגולים של קצות תאי מוח, שבהם זרועות עצבי חוש הריח, המכונות אַקְסוֹנִים, מתחברות לזרועות תאי מוח אחרים (איור 2). תוכלו לדמיין את הגלומרולי בתור המקומות שבהם תאי המוח 'לוחצים ידיים' ומעבירים זה לזה מידע לגבי ריחות.
- איור 2 - האקסונים של עצבי חוש הריח 'פוגשים' את האקסונים של תאי מוח אחרים במבנים במוח המכונים גלומרולי.
- כל עצב חוש ריח (OSN) מזהה סוג אחד בלבד של מולקולות ריח, המיוצגות באיור על ידי הצבעים השונים. האקסונים של עצבי חוש הריח המזהים את אותן מולקולות ריח מצטרפים לאותו גלומרולוס. אז, שְׁדרים מהגלומרולי (Glomeruli) נשלחים לאורך תאי העצב בעלי השלוחות הרחוקות (Projection Neurons) אל אזורים עמוקים יותר במוח.
כאשר הם פוגשים בגלומרולי, עצבי חוש הריח מסודרים מאוד: כל עצבי חוש הריח המזהים סוג מסוים של מולקולת ריח שולחים את קצותיהם לאותו גלומרולוס (איור 2). כלומר, הגלומרולי מְשלבים מידע המגיע מעצבי חוש ריח רבים באזורים שונים באיברי ההרחה של היתושים. מדענים מכנים את הגלומרולי הללו 'מפת ריח', כיוון שכּל גלומרולוס 'מְשדר' את נוכחותה של מולקולת ריח מסוימת [1, 4]. בגלומרולי, הַתאים ש'לוחצים ידיים' לעצבי חוש הריח מעבירים מידע על אודות ריח, שמגיע מאונת המחוש לחלקים עמוקים יותר במוחו של היתוש, ומכאן שמם: תאי עצב בעלי שלוחות רחוקות (איור 1).
אין מספיק מחקרים העוסקים בשלב הבא של זיהוי ריח במוח היתוש בתאי העצב. למרבה המזל, הרבה יותר מחקרים נערכו על חרק שהוא קרוב משפחה של היתושים: זבוב הפירות. האב הקדמון המשותף האחרון של זבובי הפירות ושל היתושים חי לפני 260 מיליון שנים, אך מוחותיהם של שני סוגי חרקים אלה דומים מאוד. אצל הזבובים, תאי עצב בעלי שלוחות רחוקות מתמקדים באזורים המכונים הקרן הצידית והמבנים הפטרייתיים. מדענים מאמינים כי ישנוֹ דמיון בין אזורים אלו במוח היתוש... למוח בן האדם [1, 5]! בדיוק כמו אצל הזבובים ואצל היתושים, עצבי חוש הריח האנושיים שולחים את זרועותיהם אל הגלומרולי, היוצרים מפת ריח במוחותיכם [3]. אולי איננו נראים כלל כמו יתושים, ו-800 מיליון שנים של אבוֹלוּציה מפרידות בינינו, אך הביולוגיה הבסיסית של איברי החישה שלנו דומה להפליא.
איך יתושים יודעים את מי הם צריכים לעקוץ?
כעת אתם מבינים איך היתושים – ובני האדם – מריחים. אם כן, מה לגבי שאלתנו המקורית: איך היתושים יודעים שעליהם לעקוץ אתכם? מחקרים אחרונים מצביעים על כך שעל מחוֹשי היתושים ישנם עצבי חוש ריח המיועדים לזיהוי בני אדם, ומאפשרים להם לזהוֹת מולקולות ריח שמקורן בזיעה שלנו [6]. כדי לבחון את התיאוריה הזו, חוקרים הסירו את המחוֹשים של קבוצת יתושים. היתושים מחוסרי המחושים הללו איתרו את ארוחותיהם העתידיות באמצעות זיהוי פחמן דו-חמצני וחום, אך הם התקשו לזהות בני אדם [6]. מולקולת הריח האנושית המסוימת שכבר לא יכלו לזהות הייתה חומצת חלב, המופרשת מהעור כשאנו מזיעים.
עצב חוש הריח שסייע ליתושים לזהות חומצת חלב, מכונה Ir8a. כאשר החוקרים 'נפטרו' מעצב חוש ריח זה, הם מצאו שהיתושים כבר לא נמשכו לבני אדם כבעבר – העניין שהיתושים גילו בבני אדם פָּחַת בערך במחצית [6]! המשמעות היא שבני אדם אשר להם רמות גבוהות יותר של חומצת חלב על העור, ככל הנראה מריחים 'טעימים' יותר עבור יתושים. חומצת חלב היא תוצר לוואי של תהליך המשמש את תאי הגוף האנושי לייצור אנרגיה כשאנו מתעמלים או עוסקים בפעילות גופנית. לכן, ישנהּ יותר חומצת חלב על העור של אנשים שהתעמלו לאחרונה, ומכאן כנראה שהם גם מהווים 'חטיף' טעים יותר עבור יתושים.
מה הלאה?
חומצת חלב היא המרכיב מושך-היתושים העיקרי בריח הגוף האנושי. אולם איננו יודעים אילו ריחות נוספים בגוף האדם עשויים למשוך במיוחד את היתושים. החדשות הטובות הן שאפשר להמשיך לחקור את השאלה הזו – אולי אתם תהיו המדענים שימצאו את התשובה! אם תצליחו, תוכלו אפילו ליצור את מלכודת היתושים המושלמת, ולהביא אל סופם את כל הזמזומים והגירודים. חשוב מכך, יתושים נושאים מחלות רבות, כמו מָלַרְיָה, זיקָה וקדחת דֶנְגִי. אם נבין איך למנוע מיתושים נגועים לעקוץ בני אדם ולהעביר את המחלות, תהיינה לכך השלכות חיוביות בעלוֹת חשיבוּת רבה על חיי בני האדם.
אין ביכולתנו להבטיח קיץ נטול-חרקים, אך תוכלו להיעזר בתרסיסים שמסווים את הריח האנושי, ומחליפים אותו בריח שיתושים אינם אוהבים, כמו אקליפטוס. חשוב גם להתקלח מייד לאחר שמתעמלים, כיוון שההתעמלות גורמת לשרירים לשחרר את חומצת החלב שהיתושים מריחים. אם כל זה לא עוזר, חַבּקו חברים שאינם נעקצים. אולי חלק מהכימיקלים דוחי-היתושים שעל עורם יעברו אליכם!
מילון מונחים
חוש הריח (Olfaction): ↑ היכולת לזהות מולקולות ריח באוויר. אצל בני אדם, איבר ההרחה הוא האף.
תאי העצב של מערכת חוש הריח (Olfactory Sensory Neurons (OSNS)): ↑ תאים המזהים מידע על אודות ריחות, ומשדרים אותו מאיברי ההרחה למוח.
גְלוֹמֶרוּלוּס (Glomerulus (Plural Glomeruli)): ↑ במערכת חוש הריח של חרקים – צְביר כדורִי של קצות עצבים הממוקם בתוך אונת המחוש שבמוח.
אַקְסוֹן (Axon): ↑ שלוחתו הארוכה של תא עצב המְּחברת אותו לתאי עצב שכנים ושולחת אליהם מידע.
תאי עצב בעלי שלוחות רחוקות (Projection Neurons): ↑ תאי עצב שהאקסונים שלהם נפרשׂים מהגלומרולי אל אזורים עמוקים יותר במוח היתוש, כמו הקרן הצידית והמבנים הפטרייתיים.
קרן צידית (Lateral Horn): ↑ מרכז עיבוד מִסדר גבוה במוח החרק, שאליו מתחברים תאי עצב בעלי שלוחות רחוקות.
מבנים פטרייתיים (Mushroom Body): ↑ זוג של מרכזי עיבוד בעלי צורת פטרייה במוח החרק, המורכבים מתאי עצב רבים המסודרים בצפיפוּת. תאי העצב בעלי השלוחות הרחוקות מגיעים למבנים אלה ולקרן הצידית.
חומצת חלב (Lactic Acid): ↑ מולקולת ריח שגוף האדם מייצר כשיש בו מעט חמצן, ויש צורך להמיר סוכרים לאנרגיה. דבר זה מתרחש כשאנו מתעמלים. חומצת החלב מופיעה בזיעה.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
הצהרת כלי בינה מלאכותית
טקסט חלופי הנלווה לאיורים במאמר זה נוצר על ידי פרונטירז בסיוע כלי בינה מלאכותית, ונעשו מאמצים על מנת להבטיח את דיוקו, כולל בדיקה על ידי כותבי המאמר כאשר הדבר התאפשר. אם ברצונכם לדווח על בעיה, אנו צרו איתנו קשר.
מקורות
[1] ↑ Wheelwright, M., Whittle, C. R., and Riabinina, O. 2021. Olfactory systems across mosquito species. Cell Tissue Res. 383:75–90. doi: 10.1007/s00441-020-03407-2
[2] ↑ Ruel, D, M., Yakir, E., and Bohbot, J. D. 2019. Supersensitive odorant receptor underscores pleiotropic roles of indoles in mosquito ecology. Front. Cell. Neurosci. 12:533. doi: 10.3389/fncel.2018.00533
[3] ↑ Maresh, A., Rodriguez Gil, D., Whitman, M. C., and Greer, C. A. 2008. Principles of glomerular organization in the human olfactory bulb – implications for odor processing. PLoS ONE. 3:e0002640. doi: 10.1371/journal.pone.0002640
[4] ↑ Jefferis, G. S. 2005. Insect olfaction: a map of smell in the brain. Curr. Biol. 15:R668–70. doi: 10.1016/j.cub.2005.08.033
[5] ↑ Behura, S. K., Haugen, M., Flannery, E., Sarro, J., Tessier, C. R., Severson, D. W., et al. 2011. Comparative genomic analysis of Drosophila melanogaster and vector mosquito developmental genes. PLoS ONE. 6:e21504. doi: 10.1371/journal.pone.0021504
[6] ↑ Potter, C. J. 2019. Olfaction: mosquitoes love your acid odors. Curr. Biol. 29:R282–4. doi: 10.1016/j.cub.2019.03.010