מחקר מאוניברסיטת חיפה - קמפוס אורנים:
חיידק עובר מדור לדור באמצעות הארס של צרעה
מחקר מגלה דרך ייחודית שבה חיידק תופס טרמפ על הארס של צרעה טפילית כדי לעבור מדור לדור, ומציע כיוון חדש לחקר יחסי הגומלין בין חרקים למיקרואורגניזמים
מחקר חדש מאוניברסיטת חיפה – קמפוס אורנים, שהתפרסם בכתב העת המדעי היוקרתי Current Biology, מצא מנגנון יוצא דופן להעברת חיידקים סימביונטים מדור לדור באמצעות הארס של צרעה. החוקרים גילו כי החיידקSodalis praecaptivus subsp spalangiae מתמקם בבלוטת הארס של הצרעה הטפילית Spalangia cameroni, ומועבר יחד עם הארס לתוך גולם של זבוב, שם הוא מצליח לשרוד ולהתפשט.
“ברוב האינטראקציות בין חרקים לחיידקים שחיים איתם בסימביוזה, החיידקים מועברים מדור לדור ישירות דרך הביצים של החרק. להפתעתנו, מצאנו שחיידק זה לא נמצא בביצים של הצרעה, אלא משתמש בארס של צרעה כדי לעבור מדור לדור. הארס הוא סביבה עוינת מאוד לחיידקים, שכן הוא חומצי ומכיל חומרים אנטי-בקטריאליים, ולמרות זאת החיידק מצליח לשרוד שם ולהתבסס בגוף הצרעה הצעירה”, אמרה ד”ר שרית רוחקין שלום, מעורכות המחקר.
הצרעה Spalangia cameroni היא צרעה טפילית קטנה (כ-4 מ”מ) שתוקפת גלמים של זבובים, בהם זבוב הבית. הצרעה מאתרת גולם של זבוב, מזריקה לתוכו ארס, ולאחר מכן מטילה עליו ביצה. הזחל הבוקע מהביצה ניזון מגולם הזבוב בלבד עד שהוא מתפתח לצרעה בוגרת. במחקר הנוכחי ביקשו ד”ר אלעד חִיל וד”ר שרית רוחקין שלום מהחוג לביולוגיה וסביבה באוניברסיטת חיפה – קמפוס אורנים, יחד עם חוקרים ממכון מקס-פלנק בגרמניה ואוניברסיטת יוטה בארצות הברית, לבדוק כיצד החיידק Sodalis עובר מדור לדור בצרעה זו.
מתוצאות המחקר עולה כי החיידק Sodalis מתמקם בבלוטת הארס של הצרעה הבוגרת, וכאשר הצרעה תוקפת גולם של זבוב, הוא מוזרק יחד עם הארס. החיידק שורד ומתרבה בתוך גולם הזבוב עד שהזחל הצעיר של הצרעה מתחיל להיזון ממנו. במהלך תהליך העיכול, החיידק חודר לרקמות הזחל, מתפשט בגופו, ולבסוף מגיע שוב לבלוטת הארס של הצרעה הבוגרת. כך הוא מועבר באופן יציב ומחזורי לדורות הבאים.
בימים אלה צוות המחקר לומד מהם המנגנונים שמאפשרים לחיידק Sodalis לשרוד בסביבת הארס של הצרעה ולהשתמש בו כאמצעי מעבר. עד כה, מסלול כזה תועד רק במין נוסף אחד של צרעה טפילית, מה שמעלה את האפשרות שהוא נפוץ יותר בטבע ממה שידוע כיום. בנוסף, נמצא שהחיידק יכול לעבור גם דרך הזרע של זכרים, אם כי בשכיחות נמוכה. “כאשר נקבות יורשות את החיידק מאביהן, הן מסוגלות להעביר אותו הלאה דרך הארס שלהן. העברה אבהית של חיידקים היא תופעה נדירה מאוד, שתועדה עד כה במקרים בודדים בלבד”, אמרה ד”ר שרית רוחקין שלום.
החוקרים אף מצאו כי בצרעה Spalangia cameroni קיימים שני מיני חיידקים נוספים, אך הם מועברים ישירות דרך הביצים ולא דרך הארס. ייתכן שההבדל נעוץ במשך הזמן שבו התפתחו יחסי הגומלין בין החרקים לחיידקים השונים: בעוד ששני החיידקים הנוספים חיים בתוך תאי הצרעה במשך מיליוני שנים ואיבדו את יכולתם להתקיים מחוץ לגוף הפונדקאי, הסימביוזה עם החיידק Sodalis צעירה מאד בקנה מידה אבולוציוני ולכן הוא עדיין מסוגל להתרבות מחוץ לתאים של הפונדקאי, מה שמאפשר לו לנצל את הארס כדרך להעברה.
כדי לבדוק את מידת הספציפיות של הקשר בין הצרעה לחיידק, הדביקו החוקרים את הצרעה בתת-מין קרוב של Sodalis, אך גילו שהוא לא הצליח להשתלב בבלוטת הארס בכמות מספקת, ולא עבר בהצלחה לצאצאים. כאשר הוזרק לגולם הזבוב, הוא לא שרד ולא הצליח להתרבות שם, מה שמעיד על כך שהחיידק שנמצא בצרעה עבר התאמה ספציפית לשרידות בארס ולהעברה דרכו.
“מנגנון זה עשוי להיות שלב קריטי בראשית דרכה של סימביוזה מתפתחת בין חיידקים לחרקים,” מסבירים החוקרים. “הממצאים שלנו מראים כיצד חיידקים יכולים להסתגל ולשרוד בתנאים לא אופטימליים, והם מספקים כיוון חדש ומרתק לחקר יחסי הגומלין בין מיקרואורגניזמים לפונדקאים שלהם”, סיכמו החוקרים.
