העכביש הרעיל מהבטן

ארס הוא כלי נשק מרכזי בעולמם של העכבישים: באמצעות ניבים חדים ותערובת של רעלנים עכבישים משתקים את טרפם, ממיסים את רקמותיו ומתחילים לעכל אותו עוד לפני שבלעו ממנו דבר. אבל מה קורה לעכביש שאיבד את מערכת הארס כולה?

זה בדיוק המצב אצל הגִּבְנָנִיִּים (Uloboridae) – משפחה של עכבישים נטולת בלוטות ארס. אנטומולוגים (חוקרי חרקים ופרוקי רגליים אחרים) תיעדו לראשונה תכונה זו בתחילת המאה ה-20, וכבר אז החלו לעלות השערות על כך שבמקור היה לאבות אבותיה של המשפחה הזאת מנגנון ארס, שאבד להם בהדרגה במהלך האבולוציה. מחקרים אנטומיים תמכו בכך, אך רק כעת מחקר חדש מספק ראיות לכך שניבי הגיבנניים אכן אינם מותאמים להחדרת ארס, וחושף שהם בכל זאת מרעילים את טרפם בדרכים אחרות.

מעיים במקום בלוטת ארס

ראשית רצוי שנדע להבחין בין רעל לארס: רעל הוא כל חומר ביולוגי או כימי שפוגע ביצורים חיים כשהם בולעים אותו, שואפים אותו או סופגים אותו דרך העור – למשל ציאניד או פטריות רעילות. לעומת זאת, ארס הוא חומר שבעל חיים מייצר בגופו ומזריק אותו לטרף או לטורף פוטנציאלי באמצעות מנגנון שזה תפקידו – כמו ניבים או עוקץ. כל ארס מכיל רעל, אבל לא כל רעל הוא ארס.

בשלב הראשון ביקשו החוקרים לבדוק אם הגבנניים מצוידים באיברים הנחוצים להחדרת ארס. לשם כך הם בחנו בקפידה את הניבים של המין גבנן מבריש (Uloborus. plumipes) – עכביש קטן בעל רגליים שעירות הנפוץ בחממות ובגינות באירופה, באפריקה וגם בישראל. בבדיקות האנטומיות והמיקרוסקופיות שביצעו לא נמצאו בלוטות ארס, תעלות הובלה או פתחים בקצה הניבים. נראה שמערכת ההזרקה האופיינית לרובם המוחלט של העכבישים נעלמה אצלו בלי להותיר כל סימן וזכר. 

כיתוב Fig2: 

אף על פי שאין לו בלוטות ארס, הגבנן המבריש הוא צייד יעיל ומוצלח. הוא עוטף חרקים קטנים בקורים צפופים ומפריש על קורבנותיו נוזלים ממערכת העיכול שלו. מחקרים קודמים הראו שנמלים שנלכדו בקורים של אחד ממיני הגבנניים מתו רק אם נוזלי העיכול של העכביש הרטיבו אותן, בעוד שנמלים אחרות שנלכדו נותרו בחיים. מכאן עלתה ההשערה שהרעלנים פשוט עברו מקום – במקום שיופרשו דרך הניבים, הם מופרשים ממערכת העיכול.

כדי לבדוק את זה שאבו החוקרים את תוכן מעיהם של העכבישים והזריקו אותו לזבובי תסיסה (Drosophila suzukii). התוצאה הייתה חד־משמעית: גם בכמויות זעירות, רוב הזבובים מתו בתוך שעה. כך שהגִּבְנָנִיִּים אומנם אינם ארסיים, כי אין להם מנגנון הזרקה, אך הם בהחלט יכולים להרעיל את טרפם: נוזלי העיכול שלהם מכילים רעלנים בכמות מספקת להמתתו.

להשתמש במה שיש

ממצא מסקרן לא פחות עלה דווקא מעכבישים ארסיים מהמין Parasteatoda tepidariorum, ממשפחת הכדורניים (Theridiidae). התברר שגם נוזלי העיכול שלהם קטלו זבובי תסיסה ביעילות דומה לזאת של העכבישים הלא ארסיים שנבדקו. הממצא הזה הוביל למסקנה חשובה: הגִּבְנָנִיִּים לא פיתחו במהלך האבולוציה שלהם רעלנים חדשים, אלא עשו שימוש אסטרטגי ביכולת קיימת שיש גם לעכבישים אחרים. ההבדל הוא שאצלם, בהיעדר ארס, היא הפכה לשיטת הציד העיקרית.עוטף את הטרף בקורים צפופים ומפריש עליהם נוזל קטלני. 

כדי להבין מהו המרכיב הקטלני בנוזלי העיכול של עכבישי גבנן מבריש, בחנו החוקרים מהם הגֵנים הפעילים ברקמות שבגוף העכביש. התברר שבמערכת העיכול שלהם פועלים עשרות גֵנים שאחראים על ייצור חלבונים רעילים, ובהם רבים שמוכרים מהארס של עכבישים אחרים. חלק מהחלבונים הללו מפרקים חלבונים אחרים, חלקם מחלישים את קרומי התאים של הקורבנות, ואחרים דומים לרעלנים שמשבשים את פעילות מערכת העצבים. עם זאת, למרות הדמיון לרעלנים עצביים, נמצא שנוזלי העיכול של העכבישים לא פגעו במנגנונים העצביים הידועים של הזבובים. כך שהרעילות נובעת כנראה ממסלול אחר, שלא פוענח עד כה במלואו.

מכל החלבונים שנמצאו, המפתיע ביותר היה חלבון בשם דפנסין. מדובר בחלבון קטן, שבדרך כלל תפקידו הוא להילחם בחיידקים במסגרת מערכת החיסון של חסרי חוליות. אצל הגבנן המבריש התגלו כמה עותקים של הגֵן שמכיל את ההוראות לייצורו, אך רק אחד מהם פעל בעוצמה – ודווקא במעי. שאר העותקים כמעט שלא פעלו, או שהופעלו ברקמות אחרות.

מצב כזה, שבו עותק אחד ממשיך למלא את תפקידו המקורי ועותק אחר מקבל תפקיד חדש, מעיד על סוג מסוים של תהליך אבולוציוני: שכפול של גֵן ותיק, ואחריו שינוי בתפקוד של אחד העותקים. במקרה הזה, גֵן שנועד במקור להגנה חיסונית הוסב לנשק רעיל שמסייע לעכביש בציד.

על פניו נדמה שעכביש שאין לו בלוטות ארס יהיה חסר אונים מול טרפו. בפועל התמונה שונה מאוד: נוזלי העיכול של הגבנן המבריש קוטלים במהירות חרקים שנלכדו ברשת. במקום להזריק להם ארס, העכביש מלפף במהירות קורים סביב טרפו ומצפה אותו בשכבה רעילה שמבוססת על נוזלי עיכול. אף על פי שרעלנים קיימים גם בנוזלי עיכול של עכבישים ארסיים, אצל רובם הם ממלאים תפקיד משני, לצד פעולת הארס. אך אצל הגִּבְנָנִיִּים הם הפכו לכלי הציד המרכזי. סיפורם של הגבנניים ממחיש ששינויים אבולוציוניים כמעט אף פעם לא מבוססים על יצירה של מנגנונים חדשים לגמרי. לעיתים די בשינוי הייעוד של רכיבים קיימים כדי ליצור אסטרטגיית הישרדות חדשה ויעילה.