ציפורי זברה פינק שחוות טמפרטורות גבוהות, משמיעות קריאות מיוחדות שמשפיעות על הפיזיולוגיה של צאצאיהן בעודם בביצה. כשהגוזלים בוקעים, הם מותאמים יותר למזג אוויר חם

ציפורי הזברה פינק (Zebra finch או בשמן המדעי Taeniopygia guttata), ציפורי שיר קטנות וססגוניות, רגילות למזג אוויר חם. אחרי הכל, ארץ מולדתן היא אוסטרליה, והן נפוצות בעיקר במרכז היבשת, שרובו מדבר. במקרים שבהם הטמפרטורות חמות במיוחד, אפילו יותר מהרגיל באזור זה, הציפורים המקננות עושות משהו יוצא דופן: בעזרת קריאות מיוחדות הן מודיעות לגוזלים שלהן בעודם בביצה על השינוי במזג האוויר. הגוזלים, בתגובה, משנים את התנהגותם העתידית ואפילו את מבנה הגוף שלהם, כדי להתאים את עצמם לתנאים החמים. במחקר חדש, חוקרים מאוסטרליה ומארצות הברית מראים שהקריאות האלו משפיעות ישירות על תאי הגוף של הגוזלים, ו"מתכנתות" את המיטוכונדריה, אברונים זעירים מייצרי אנרגיה בתוך כל תא, כך שיפיקו פחות חום. 

ציפור זברה פינק באזור אליס ספרינגס, אוסטרליה | תמונה: Dr P. Marazzi, Science Photo Library
מכינות את עוברי הגוזלים לסביבה החמה. ציפור זברה פינק באזור אליס ספרינגס, אוסטרליה | תמונה: Dr P. Marazzi, Science Photo Library

אנרגיה מול חום

בחלק הראשון של המחקר, שהתפרסם כבר לפני כחמש שנים, הראו החוקרים שהקריאות המיוחדות של הציפורים אכן משפיעות על הגוזלים ומתאימות אותם לחיי חום. הם לקחו ביצים והדגירו אותן בטמפרטורה קבועה, כשהם משמיעים לחצי מהן הקלטה של הקריאות שהציפורים משמיעות במזג אוויר חם ולחצי השני השמיעו קריאות אחרות, כביקורת. סמוך למועד הבקיעה הם החזירו את הביצים לקינים, ועקבו אחר הגוזלים. הגוזלים שנחשפו לקריאות החום היו קטנים יותר וגדלו לאט יותר, וגם העדיפו בבגרותם אזורי קינון חמים יותר. החוקרים משערים שגוף קטן יותר עוזר להם להיפטר מחום מיותר.

במחקר החדש חזרו החוקרים על אותו ניסוי: הם לקחו 111 ביצים והדגירו אותן, כשהם משמיעים את קריאות החום לחצי מהן, ולאחרות קריאות אחרות של זברה פינק, שאינן קשורות למזג אוויר מסוים. לקראת סוף תקופת הדגירה הביצים הוחזרו לקינים, ושם הגוזלים בקעו. ביום ה-13 לאחר הבקיעה לקחו מהם החוקרים דגימות דם, ובדקו את המיטוכונדריה שבתאיהם. 

המיטוכונדריה, ביחיד מיטוכונדריון ובעברית 'נושמון', הם אברונים – מבנים קטנטנים בתוך התאים שאחראים להפקת אנרגיה. הם מפרקים את הסוכרים שאנחנו מקבלים מהמזון, מנצלים את האנרגיה הכימית האצורה בהם ומייצרים מולקולות קטנות בשם ATP, אדנוזין טרי-פוספט. מולקולות ה-ATP מכונות "מטבעות האנרגיה של התא" – הן משמשות מקור אנרגיה זמין לשימוש בכל התהליכים שמתרחשים בתא, מבניית חלבונים ועד התכווצות של תא שריר. 

פירוק הסוכרים במיטוכונדריה הוא תהליך יעיל מאוד, אבל חלק מהאנרגיה בכל זאת לא עובר למולקולות ATP אלא "מתבזבז", כלומר נפלט כאנרגיית חום. ככל שהפעילות של המיטוכונדריה יעילה פחות, כך פחות אנרגיה מגיעה ל-ATP, ויותר חום נפלט לסביבה, כלומר לגוף. בעלי חיים מסוגלים להשתמש בכך, ולהגביר את ייצור החום מהמיטוכונדריה כדי לחמם את גופם. מחקר שפורסם לפני כמה חודשים הראה כי לוטרות, החיות במים קרים, שומרות על חום גופן בעזרת מיטוכונדריה שפועלים בצורה "לא יעילה", ומייצרים עבורן חום. 

בסביבה חמה, לעומת זאת, עדיף כי אנרגיה רבה ככל האפשר מהסוכרים שאנחנו אוכלים תגיע ל-ATP, וכמה שפחות ייפלט כחום. ואומנם, החוקרים מצאו כי אצל הגוזלים ששמעו את קריאות החום בעודם בביצה, המיטוכונדריה פעלו ביעילות רבה יותר, וייצרו יותר ATP. בתנאים רגילים, בלי הפרעות מצד מדענים, הציפורים משמיעות את הקריאות האלו לביצים שלהן כשהן חוות טמפרטורות גבוהות, וכך מזהירות את הגוזלים שעדיין לא בקעו מפני החום, וגורמות להם לפתח מיטוכונדריה שעובדים בצורה שונה משל גוזלים שלא שמעו את הקריאות הללו. 

עולם רועש ומתחמם

שינוי הפעילות של המיטוכונדריה נראה גם בציפורים אחרות בתגובה לחום, אך במקרים אלו מדובר בחשיפה לחום ממש – ואילו אצל ציפורי הזברה פינק, הקריאות שמעידות על החום הספיקו כדי לגרום לשינוי. השינויים גם החזיקו מעמד לפחות שבועיים לאחר הבקיעה מהביצה, ללא קשר לטמפרטורה שבה נמצאו הגוזלים. 

הממצאים של המחקר מצטרפים למחקרים קודמים שהראו כיצד קריאות וקולות עשויים להשפיע על ההתפתחות של עוברי גוזלים, בעודם בביצה. דוגמה מרשימה במיוחד היא זו של השחפים צהובי הרגל (Larus michahellis). השחפים הבוגרים משמיעים קריאות מיוחדות כשהם מבחינים בטורף, ואם העוברים בביצים שומעים אותן, הן משפיעות על התנהגותם לאחר הבקיעה: אם הטורף מגיע שוב, הם מגיבים לקריאות מהר יותר מגוזלים שלא נחשפו לקריאות בביצה, ונשכבים מייד על הקרקע ללא תנועה. חוקרים הראו לפני כשנתיים שהמסר הזה מגיע אפילו לעוברים שלא נחשפו לקריאות שמבשרות על טורף, אבל היו באותו קן יחד עם ביצים שלידן כן הושמעו הקריאות הללו. המחקר החדש, המצביע על שינויים בגוזלים של ציפורי זברה פינק, מראה שהם מתרחשים בתוך התאים עצמם. 

"בהתחשב בכך שהעולם שבו אנחנו וחיות הבר חיים בו נעשה רועש יותר ויותר, חשוב להבין את ההשפעה של קולות על הפיזיולוגיה של בעלי חיים", אמרה מיילין מרייט (Mariette), החוקרת הבכירה החתומה על המאמר, בריאיון לאתר New Scientist. "ובהתחשב בשינוי האקלים המהיר, זה גם חשוב, ומעודד, לגלות התאמות מיוחדות של מינים מדבריים להתמודדות עם החום".