חוקרים שעקבו אחרי עשים מזיקים שנמצאו באקראי גילו שהם נגועים בנגיף אשר מדביק אותם בלי הבחנה, אך חס על חיי הנקבות – ועובר מהן לצאצאים
יש במדע תגליות שנולדות לגמרי במקרה. התגלית שנספר עליה היום החלה בטכנאית יפנית, שבמהלך עבודתה בחממה גילתה פולשים בלתי רצויים: זחלים ירוקים ושמנמנים שזללו את עלי פרחי הבשמת. במקום למעוך אותם וחסל, היא אספה את המזיקים ולקחה אותם למעבדה של חוקר החרקים יושינורי שינטני (Shintani).
בתחילה שינטני לא התרשם במיוחד. הוא זיהה מיד שמדובר בזחלים של עש גדודנית הטבק (Spodoptera litura), מין שגורם נזקים כבדים לחקלאות, בעיקר בדרום מזרח אסיה. אם כבר הם שם, חשב, הוא יכול להרבות אותם כדי להשתמש בהם כמזון לחרקים אחרים. על כן הוא גידל אותם עד שהתגלמו ולבסוף הפכו לעשים בוגרים. למרבה הפלא, כל העשים שבקעו מהגלמים היו נקבות. החוקר זיווג אותן עם עשים זכרים שאסף בשדות, והנה דור אחר דור, כל העשים שבקעו מהגלמים היו נקבות. כשזוהה לבסוף הגורם לתופעה, התברר שמדובר בנגיף שהורג רק זכרים.
הטכנאית גילתה זחלים ירוקים ושמנמנים שזללו את עלי פרחי הבשמת. עציצים של פרחי בשמת | Shutterstock, Maria Dryfhout
רוצחי זכרים סדרתיים
התופעה של יצורים טפיליים שמשפיעים על מין הצאצאים של נקבות שנגועות בהם אינה חדשה. לדוגמה, חיידקי וולבכיה (Wolbachia) מסוגלים להשתלט על מערכת הרבייה של חרקים ושל פרוקי רגליים כמו עכבישים ועקרבים, ולשנות את מינם לנקבות. לאחרונה נמצאו גם מינים של נגיפים שהורגים עשים וזבובים זכרים בלבד. במאמר שפרסמו שינטני ועמיתיו ציינו החוקרים כי הם זיהו נגיף השייך לקבוצה חדשה ולא מוכרת עד כה של נגיפים, שהורג עשי גדודנית הטבק זכרים, באקלים קר בלבד. לגילוי עשויה להיות חשיבות רבה, שכן עשי גדודנית הטבק אחראים להשמדת גידולים חקלאיים חשובים לכלכלה ולתזונת האדם, עד כדי חיסול כמעט מוחלט של התנובה החקלאית בשדות הנגועים.
תחילה שללו החוקרים את האפשרות שהרג הזכרים נבע מפעולתם של חיידקים, על ידי כך שחשפו את העשים לאנטיביוטיקה. מאחר שטיפול אנטיביוטי פוגע רק בחיידקים ולא מזיק לנגיפים, העובדה שהוא לא מנע את האפקט הראתה שמקורו אינו בחיידקים. ניתוח גנטי העלה שמדובר בנגיף לא מוכר, שקיבל את השם Spodoptera litura Male-Killing Virus, או SlMKV בקיצור. יתר על כן, נראה שהוא התפתח בנתיב אבולוציוני שונה משאר הנגיפים המוכרים הקוטלים זכרים.
החוקרים גידלו במעבדה את הנקבות מהחממה בחברת זכרים רגילים מהשדה בתנאים מבוקרים, בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. שבע מ-45 הנקבות הביאו צאצאים ממין נקבה בלבד, וכך עשו גם רוב הצאצאיות שלהן במשך 13 דורות.
למרות העקביות הרבה, מדי פעם הופיעו נקבות שהיחס בין זכרים לנקבות בקרב הצאצאים שלהן היה פחות או יותר שווה. החוקרים חשדו שההבדל ביחס עשוי להיות תלוי בטמפרטורה, ולכן הם חזרו על הניסוי, אך הפעם גידלו חלק מהעשים בטמפרטורה קבועה של 22.5 מעלות צלזיוס ואת השאר ב-30 מעלות. הממצאים אישרו את ההשערה: הצאצאים שגדלו בסביבה הקרירה היו נקבות, ללא יוצא מן הכלל. לעומת זאת, אצל העשים שגדלו בסביבה חמה תופעת ה"נקבות בלבד" חלפה אחרי שני דורות.
התנאים בטבע אינם זהים למתרחש במעבדה, כמובן, אך המדענים סבורים שהטמפרטורה היא המפתח גם בשדות עצמם. לדעתם, האקלים החם בבית הגידול האופייני של זחלי העש, למשל בדרום סין ובטייוואן, מדכא את תופעת הרג הזכרים. לעומת זאת, בטמפרטורה הנמוכה יותר האופיינית ליפן קל יותר לנגיף לפעול, ולכן השפעתו על מין הצאצאים הורגשה היטב במעבדה.
לבסוף, כדי להראות שהנגיף מחסל הזכרים אכן מדבק ועובר מהאם לצאצאיה, החוקרים טחנו גלמים ועשי טבק בוגרים הנגועים בנגיף SlMKV והזריקו את התמיסה שהתקבלה לגלמים ולעשים לא נגועים. ההדבקה פעלה: בדור הבא בקעו הרבה יותר נקבות מזכרים, ובדורות הבאים הזכרים נעלמו כליל.
הצאצאים שגדלו בסביבה הקרירה היו נקבות, ללא יוצא מן הכלל. נקבה (משמאל) וזכר של עש גדודנית הטבק | ויקיפדיה, Birgit E. Rhode, Landcare Research New Zealand Ltd
מה הורג את הזכרים?
יכולים להיות כמה וכמה מנגנונים מולקולריים שמובילים להרג חרקים זכרים. החוקרים לא בדקו מהו המנגנון הפעיל כאן, אך זיהו את סיבת ההרג של הזכרים: מדובר ברעלנים שהנגיף גורם לתאי החרק לייצר ושקוטלים את הזכרים בלבד בשלב הגולם – השלב האחרון בגלגולי החרק לפני הפיכתו לבוגר. מה היתרון האבולוציוני לנגיף בהרג הזכרים? ייתכן שהתשובה היא שתמותת הזכרים מקלה על הנקבות בתחרות על מזון: האחים המתים הופכים להיות הארוחה של הנקבות השורדות ומשפרים באופן ניכר את סיכוייהן לשרוד ולהביא צאצאים. כך מקודמת גם הפצת הנגיף שעובר מדור לדור.
הממצא הזה פותח אופקים חדשים להבנת הביולוגיה של יחסי הגומלין בין נגיפים לפרוקי רגליים. הגילוי המקרי עשוי להעיד שהתופעה נפוצה יותר ממה שאנו יודעים כיום, וחקר מחוללי מחלות שהורגים זכרים יכול לסייע בחיפוש אחרי היעד המשמעותי באמת - מציאת חומר קוטל נקבות, שיוכל לסייע במלחמה נגד חרקים שמזיקים לחקלאות, ונגד מינים נושאי מחלות כמו יתושים.
