הצמחים שהכנסנו הביתה

בעברית נתנו לו את השם הלא-במיוחד-מעורר-תיאבון "שלפח", באנגלית הוא נקרא "דובדבן אדמה", והוא בכלל קרוב של העגבניה. כמוה, מוצאו של הצמח פיסליס (Physalis) ביבשת אמריקה, ורבים מהמינים שלו הם בעלי פירות אכילים, דומים לאננס בטעמם וחומציים במקצת. עם זאת, לא תמצאו אותם בקלות במרכול: השיחים שלו משתרעים על הקרקע בצורה כזו שקשה לגדל רבים מהם יחד, הפירות נוטים לנשור מוקדם מהרצוי, ותכונות נוספות שלו גם הן אינן מתאימות לחקלאות בקנה מידה גדול. מסיבות אלו ניתן למצוא את השלפח בעיקר בשוקי-איכרים, שם הוא נמכר באריזות קטנות ויקרות.

יכול להיות שזה עומד להשתנות. קבוצת חוקרים מארצות הברית השתמה בטכניקת קריספר כדי לשנות את הגנים של השלפח, וכך יצרו זן שפירותיו גדולים יותר והגדלים על שיחים קטנים יותר, משתרעים פחות ונוחים יותר לגידול. המטרה הבאה שלהם היא לנסות ולפתור בצורה דומה את בעיית הפירות הנושרים מוקדם מדי. הם מקווים שכך יוכלו ליצור שלפח תרבותי: צמח מבוית שיהיה אפשר לגדל בצורה מסחרית.

קשה לגדל אותם בהיקף מסחרי, לכן בינתיים הם נמכרים באריזות קטנות ויקרות. פירות השלפח | צילום: Shutterstock

לשנות את הגנים

שינוי גנים של צמחים כדי להתאימם לחקלאות אינו דבר חדש. למעשה, זו המשמעות של תירבות: יצירת זן השונה גנטית מזן הבר, בעל תכונות רצויות למגדלים. החקלאות המוקדמת ביותר הידועה לנו החלה במזרח התיכון לפני כ-12-13 אלף שנה, עם תירבות של חיטה ושעורה, אפונה, עדשים, חומוס, פשתן ועוד. כמובן, החקלאים המוקדמים לא השתמשו בשיטות של הנדסה גנטית, וסביר שלא הבינו בדיוק מה הם עושים כשאספו את הצמחים הרצויים להם ביותר וזרעו אותם עבור היבול הבא.

התוצאה, בכל אופן, הייתה דומה מאוד, גם אם התהליך נמשך הרבה יותר זמן: צמחים המותאמים גנטית לגידול חקלאי, בעלי תכונות המועדפות על המגדלים והצרכנים. החיטה, למשל, הפכה לבעלת גרעינים גדולים יותר, שנשארים על הגבעול ולא מתפזרים מיד עם ההבשלה. התכונה הזו הפכה אותה אידיאלית לגידול ולקציר, אך גזלה ממנה את היכולת להתקיים ללא האדם: אם החקלאים לא יאספו את הגרעינים הבשלים, הם ירקיבו על הגבעול.

באלפי השנים שחלפו מאז, תורבתו מאות ואלפי צמחים, בכל רחבי העולם, והם משמשים למאכל, ייצור טקסטיל, נוי ועוד. האדם שינה גנטית כל אחד מהם, לעתים בצורה קיצונית. התירס, למשל, התפתח מצמח בר הנקרא תוסינט (teosinte), אך הוא נראה כהשונה ממנו עד שאיש לא ידע זאת לפני שבדיקות גנטיות הצביעו על הקשר ביניהם.

צמחים רבים השתנו כך שאינם מסוגלים עוד לשגשג ללא האדם. את חלקם התירבות הציל מהכחדה, אך היו גם זנים שנכחדו כמעט לגמרי למרות תהליך התירבות שעברו, ואולי בגללו. דוגמה אחת לכך היא זן הבננות שהיה הנפוץ ביותר בעולם, עד שנמחק מהמפה.

התירס המודרני כל כך שונה מהמקור, עד שלא קישרו ביניהם. צמח תירס בשדה | צילום: Shutterstock

שרידותם של העקרים

הבננות בויתו לראשונה, כך התברר בשנים האחרונות, באיים של דרום מזרח אסיה ומערב מלנזיה, שבדרום האוקיינוס השקט. כיום הן גדלות באזורים טרופיים בכל רחבי העולם: בדרום ודרום-מזרח אסיה, באפריקה המשוונית ובדרום-אמריקה.

זני הבר, שעדיין קיימים בדרום אסיה ובמזרחה, מניבים פירות קטנים ומלאים בזרעים, עם מעט מאוד "בשר". תחילת התירבות הייתה ככל הנראה באיסוף ושתילה של הצמחים המעטים שהתגלו פה ושם שהיו כמעט או לחלוטין נטולי זרעים, והפירות שלהם היו מלאים במקום זאת בבשר לבנבן ואכיל.

מדוע צמחים אלו לא פיתחו זרעים? בחלק מהמקרים הייתה זו מוטציה כלשהי שמנעה את ייצורם. במקרים אחרים היה מדובר בבני כלאיים שלא הצליחו להתרבות ולייצר זרעים בגלל השוני בין גנים של הוריהם. והיו גם צמחים שאצלם התרחשה מוטציה משמעותית יותר: צמחים אלו הכילו בכל אחד מתאיהם שלושה עותקים של הֶגנֹום, במקום השניים המקובלים, אחד מהאב ואחד מהאם.

תופעה זו, שבה יש יותר משני עותקים של הגנום, נקראת פוליפלואידיות, והיא נפוצה למדי בצמחים. לחיטה, למשל, יש שישה עותקים של הגנום. אבל אצל רבים מזני הבננות המצב בעייתי יותר: היות שמספר העותקים הוא לא זוגי, הוא לא יכול להתחלק בצורה נוחה לשניים כפי שנדרש ליצירת תאי המין. כתוצאה מכך, כל צמחי הבננה בעלי שלושת העותקים היו עקרים, והפירות שלהם נשארו חסרי זרעים.

עבור צמח המנסה להעביר את הגנים שלו לדור הבא, ללא ספק מדובר בפגם רציני - אבל אותו "פגם" היה בדיוק מה שהחקלאים שחיפשו. אין פלא שהם בחרו להרבות דווקא את הצמחים ה"פגומים", והבננות המבויתות שאנחנו אוכלים כיום הן כולן עקרות וחסרות זרעים, ולרוב פוליפלואידיות. אצל הבננה, התירבות לא היה כרוך רק בשינוי גודל הפרי או צורת הצמח, אלא גם בוויתור מוחלט על רבייה מינית.

הבננה הגדולה והמוצלחת נכנעה למחלה עקב היעדר שונות גנטית בין הצמחים. בננות גרו מישל | צילום: Shutterstock

מתקפה על המשובטים

ללא זרעים, איך בעצם החקלאים מגדלים ומרבים את הבננות? הם עושים זאת ברבייה וגטטיבית, א-מינית, צורת רבייה שצמחים רבים מסוגלים לה. בעבר זה נעשה בחיתוך שורשים מצמח והנבטתם, כיום זה עושים זאת בעיקר בעזרת תרביות רקמה, שמהן גדלים הצמחים החדשים. החיסרון העיקרי ברביה הווגטטיבית הוא שהיא מייצרת צמחים זהים כמעט לחלוטין מבחינה גנטית, שיבוטים אחד של השני, בניגוד לצמחים הנוצרים ברבייה מינית ומכילים שילוב ייחודי של גנים משני הורים.

בעוד שזני הבננה שונים גנטית זה מזה, בתוך כל זן השונות הגנטית היא אפסית: למעשה המטעים מורכבים מהעתקים רבים של צמח אחד. כאשר מתפתח גורם מחלה שמסוגל לתקוף ביעילות זן מסוים, הוא תוקף באותה יעילות את כל הצמחים בכל המטעים של הזן: הסיכוי שיהיו צמחים עמידים למחלה קטן ביותר. זה מה שקרה למי שנחשבה ל"מלכת הבננות" – הגרו מישל (Gros Michel).

"ביג מייק", כפי שהיא נקראה בחיבה, גודלה במטעי ענק בדרום אמריקה, אסיה ואפריקה והייתה הבננה העיקרית שנאכלה באמריקה ואירופה. היא הייתה גדולה יותר ובעלת טעם מתוק וחזק יותר מהבננות שאנו מכירים כיום. ואז, בשנות ה-50 של המאה הקודמת, תקפה את המטעים פטרייה שנודעה בשם "מחלת פנמה" (Fusarium oxysporum). כל מה שניסו החקלאים לא עזר: ברגע שהפטרייה התמקמה באדמת המטע, אי אפשר היה לסלק אותה משם. תחילה העבירו המגדלים את הצמחים לשדות חדשים, שהפטריה עוד לא הגיעה אליהם, אבל כעבור שנים מעטות כבר לא נשאר להם לאן לברוח. בשנות ה-60 תעשיית הגרו מישל התמוטטה, וכיום הבננה קיימת רק כסוג של פריט אספנות בכמה מעבדות.

את מקומה תפסה הקבנדיש (Cavendish), זו הבננה שכולנו מכירים, הנמכרת כיום בחנויות ובשווקים. לפי הדעה הרווחת היא פחות טעימה מהגרו מישל, אך היא עמידה בפני הפטרייה שתקפה אותה. עובדה זו הספיקה לה בשביל להשתלט לחלוטין על השוק המסחרי: כ-99 אחוז מהבננות המיובאות למדינות מפותחות הן בננות קבנדיש. ואולם, גם זן זה מורכב כולו משיבוטים, ולכן נמצא בסיכון לפתח מחלה ולעבור מהעולם, ממש כמו קודמו.

עם רוב המחלות האופייניות לקבנדיש המגדלים מתמודדים כבר שנים, פחות או יותר בהצלחה. אך לאחרונה אותה פטריה שהרגה את הגרו מישל החלה לאיים גם על מחליפתה: בשנות ה-90 הופיע זן חדש ואלים של מחלת פנמה שמסוגל לתקוף את הקבנדיש. הוא נראה לראשונה במזרח אסיה, התפשט לאפריקה ולמזרח התיכון, וממש לאחרונה הגיע גם בישראל.

האם אפשר יהיה להציל את הקבנדיש? כיום יש בידינו הרבה יותר מידע משהיה לנו בשנות ה-50 וה-60, ושיטות חדשות שבעזרתן אולי נוכל למנוע את מפלתו של עוד זן בננה. מדענים ברחבי העולם מנסים לפתח תת-זנים עמידים לפטרייה, למשל על ידי זיהוי גנים המקנים עמידות בצמחי בר והחדרתם לזן המתורבת. אך נראה שכל עוד מטעי הבננות שלנו יהיו מורכבים משיבוטים זהים, נהיה במרוץ מתמיד לעצור את המחלה הבאה.

סרטון קצר של SciShow על סיפור הבננות (באנגלית):

הצמח שהצלנו (אחרי שכמעט הכחדנו)

לכל מקום שהאדם הגיע, הוא שינה את פני הסביבה. עוד לפני החקלאות, רק באמצעות ציד וליקוט, המיטו בני האדם אסון על מינים מסוימים ועזרו לאחרים לפרוח. הדלועים הם דוגמה לצמח שבלי כל כוונה כמעט השמדנו, לפני שהחלטנו שאנחנו דווקא מחבבים אותו.

מין הבר שממנו התפתחו הדלעת, הקישוא וגם האבטיח (משפחת הדלועיים, Cucurbitaceae) היה פרי קטן למדי, בעל קליפה עבה וטעם מר. מאוד מר. "דלועי הבר היו מרים בצורה שלא תיאמן. הם ממש, ממש לא אכילים עבור בני האדם ועבור רוב היונקים הקטנים, וגם עבור רוב היונקים בגודל בינוני" אמר לוגאן קיסטלר (Kistler) לכתב העת אטלנטיק. קיסטלר הוביל מחקר שמצא כי מי שניזונו מהצמחים המרים היו המסטודונים, אותם פילים קדומים וגדולים. וכשהם נכחדו, הדלועים הקדומים כמעט ונכחדו גם הם – עד שהביות הציל אותם.

הטעם המר נועד לרוב להזהיר את אוכלי הפירות מרעלנים הנמצאים בהם. החיות הקטנות יותר צריכות להיזהר במיוחד, שכן גם מנה קטנה של הפרי עלולה להכיל מינון רעלנים שיהיה קטלני עבורן. בעלי החיים הגדולים, לעומת זאת, מסוגלים לאכול כמה פירות כחלק מתפריט יומי מגוון יותר, בלי שהדבר יזיק להם.

קיסטלר ועמיתיו בחנו את הגנום של 46 יונקים בגדלים שונים, מעכברים ועד פילים. הם מצאו שככלל, ככל שיונק היה קטן יותר, כך היו לו יותר גנים לקולטני טעם הרגישים לטעם מר. כלומר, העכבר היה רגיש למרירות הרבה יותר מהפיל, למשל. סביר שהמסטודונים, שהיו גדולים אפילו יותר מהפילים של ימינו, אכלו את הדלועים המרים בלי למצמץ. ככל הנראה הם אכן היו אלו שניזונו מדלועי הבר והפיצו את זרעיהם.

היונקים הגדולים של צפון אפריקה נעלמו לפני כעשרת אלפים שנה, לא הרבה זמן לאחר שהגיעו לשם בני האדם (ולא בטוח שזה רק צירוף מקרים). החוקרים בדקו את הרצף הגנטי של 91 דגימות של דלועיים שנלקחו ממינים מתורבתים, ממיני בר, וממינים עתיקים שאינם קיימים עוד. הם גילו שבד בבד עם היעלמות היונקים הגדולים הצטמצם גם מגוון הדלועים, וחלק מהמינים נעלמו לחלוטין.

אלו שכן שרדו מצאו מישהו אחר לקשור איתו את גורלם: האדם. "הם יצרו יחסי סימביוזה עם בני האדם, שפעלו כמפיצי זרעים וגם סיפקו להם שטחים לגידול" אמר קיסטלר בראיון לנשיונל ג'יאוגרפיק. אמנם אנחנו איננו גדולים מספיק בשביל להתעלם מהטעם המר של הדלועים הקדומים או מהרעלים שלהם, אבל נראה שהמתיישבים הראשונים של יבשת אמריקה הצליחו לזהות את מעט הפירות שכן היו אכילים, ועל ידי כך שאכלו אותם גם הפיצו את זרעיהם.

עם הזמן הדלועים התפתחו כך שהתאימו לתנאים החדשים ולטעם האנושי, עם הרבה פחות רעלנים ופחות מרירות. הם לא ויתרו לחלוטין על הרעלנים, ובמקרים מסוימים עדיין מייצרים אותם, לכן כדאי להימנע ממלפפון או קישוא מרים במיוחד. במקרים נדירים אכילה שלהם עלולה להוביל לתסמונת הדלעת הרעילה, הגורמת לבחילות והקאות ואפילו לנשירת שיער.

על ידי בחירה של פירות בעלי מאפיינים מיוחדים פיתחו החקלאים מהדלועיים המקוריים את שפע המינים של דלועים, קישואים ומלפפונים ואפילו מלונים ואבטיחים שאנחנו מכירים כיום. אבל בהתחלה, הביות היה פשוט הדרך שלהם לשרוד בעולם החדש שהאדם יצר, ככל הנראה לאחר שהשמיד חלק מהעולם הישן.

התפתחו מפירות כה מרים ורעילים, שרק פילים היו יכולים לאכול אותם, היום הם מתקתקים. דלועים | צילום: Shutterstock

מריר-מתוק

פירות רבים נוספים איבדו מהמרירות והרעילות שלהם בתהליך הביות. זו עדיין תעלומה כיצד הצליחו בני האדם לתרבת את השקד, שכן שקדי הבר אינם רק מרים אלא רעילים מאוד, ואפילו כמות קטנה מהם עלולה להיות קטלנית. אמנם מוטציה יכולה להפוך אותם לאכילים, כפי שקרה בשקד המבוית, אך לא ברור כיצד ידעו החקלאים הקדומים אילו עצים היו בטוחים למאכל, או למה חשבו בכלל על הרעיון לנסות ולטעום את השקדים של עצים שונים כדי למצוא את יחידי הסגולה האלו.

סיפור התירבות של התפוח ברור יותר. גם תפוח הבר מר מאוד (אם כי הרבה פחות רעיל), אך זה לא הפריע לבני האדם הראשונים שעשו בו שימוש, במרכז אסיה של לפני כמה אלפי שנה, שכן הם לא אכלו אותו אלא התסיסו אותו לייצור שיכר, המכונה סיידר. רק עם הזמן, לאחר בחירה של פירות גדולים ומתוקים יותר ויותר, התחלנו להשתמש בתפוחים לאפייה ופשוט לאכילה. מאוחר עוד יותר, בעזרת הכלאות מבוקרות היטב, קיבלנו את זני התפוחים הרבים שאנו מכירים כיום. תירבות של צמח אינו אירוע חד פעמי: גם היום אנחנו ממשיכים ומשנים רבים מהצמחים, וגם מבעלי החיים שבייתנו בעבר. מדענים מייצרים צמחים עמידים יותר, טעימים יותר, ובעלי שלל תכונות אחרות הרצויות לנו. הם עושים זאת בעזרת הכלאות, השריית מוטציות ובשנים האחרונות גם בעזרת הנדסה גנטית.

השלפח, אותו דובדבן אדמה שהצליח עד עתה להתחמק מתירבות, יהיה אולי המין הראשון שכל תהליך התירבות שלו, מראשיתו, נעשה בהנדסה גנטית. אבל בסופו של דבר, השוני העיקרי בין התירבות הזה לתירבות החיטה לפני יותר מעשרת אלפים שנה יהיה הקצב, לאו דווקא התוצאה.