להישאר ראשן לנצח

מדענים מאוסטרליה פיתחו ראשני קרפדות קנים (Rhinella marina) שאינם מתפתחים לקרפדות בוגרות, אלא נשארים בשלב הראשן לאורך כל חייהם. מחקרים קודמים הראו שראשני הקרפדות טורפים את בני מינם הצעירים יותר; מטרת החוקרים היא לצמצם את אוכלוסיית קרפדות הקנים הפולשות באוסטרליה, תוך ניצול דפוסי ההתנהגות שהתפתחו אצלן באופן טבעי.

קרפדות הקנים הובאו לאוסטרליה בשנות השלושים של המאה הקודמת, בתקווה להשתמש בהן כמדבירות טבעיות נגד חיפושיות הקנים, שמזיקות לקנה הסוכר – גידול חקלאי חשוב. עד מהרה הפכו הקרפדות לאיום בפני עצמן: הן מתרבות במהירות – קרפדת קנים יכולה להטיל עשרות אלפי ביצים בתטולה אחת, ומבלוטות על עורן הן מפרישות רעל חזק להתגוננות. היות שאין לקרפדות טורפים טבעיים באוסטרליה, הן התפשטו במהירות, והטורפים המקומיים, שטרם למדו להימנע מהן, נפגעו קשות מטריפתן. היום הקרפדות נפוצות בשטחי ענק באוסטרליה, לעיתים בצפיפות גבוהה פי עשרה מאשר באזור המחיה הטבעי שלהן, דרום אמריקה ומרכזה. החוקרים משערים שהצפיפות יוצאת הדופן באוסטרליה יצרה תחרות עזה על משאבים, שהפעילה לחץ אבולוציוני לפתח תכונות חדשות.

צפוף וטָרוּף בצפון-מזרח אוסטרליה

לאחרונה התברר שבאוסטרליה פיתחו ראשני הקרפדות התנהגות יוצאת דופן: הם מזהים את בני מינם הצעירים ביותר באמצעות חומרים כימיים שמופרשים מהם בראשית חייהם, כשהם עדיין ניזונים מהביצה ואינם מסוגלים לשחות ביעילות. הראשנים הבוגרים יותר נמשכים לחומרים האלה, ואוכלים את הביצים והראשנים הצעירים. המצב הזה, של פרטים רבים מאותו מין שמתחרים ביניהם על מזון ומשאבים אחרים, נקרא תחרות תוך־מינית; אסטרטגיית הקניבליזם של הראשנים הבוגרים משפרת את סיכויי ההישרדות שלהם, שכן היא מצמצמת את מספר המשתתפים בתחרות, וכמובן גם מספקת להם ארוחה דשנה. לדעת החוקרים, ההתנהגות הזו קשורה לכך שהקרפדות הן מין פולש באוסטרליה: בהיעדר איומים טבעיים בסביבה החדשה, בעלי חיים שהם מינים פולשים עשויים להתפשט בצפיפות גדולה במיוחד – שמעודדת תחרות בין הפרטים.

הקניבליות של הראשנים הבוגרים באוסטרליה גרמה להתפתחות מנגנוני הגנה חדשים אצל קרוביהם הצעירים יותר: ראשנים צעירים החלו להתפתח בקצב מואץ, כדי לקצר את תקופת הפגיעוּת שלהם. היכולת לשנות את קצב הגדילה בהתאם לאיומים סביבתיים נקראת גמישות התפתחותית, אולם המחקר הראה שיש לה מחיר: ראשנים שמתפתחים במהירות בתחילת חייהם גדלים לאט יותר בהמשך החיים, נחלשים, ולעיתים אינם מגיעים לגיל בגרות.

האויב שבפנים

החוקרים ראו בקניבליות של הראשנים שיטת הדברה פוטנציאלית: להשתמש בקרפדות הקנים נגד עצמן. בעזרת מערכת קריספר הם ערכו שינוי גנטי בגֵן שאחראי על ייצור תירוקסין, הורמון שמעורב במטמורפוזה – תהליך שינוי הצורה מראשן לקרפדה בוגרת. התוצאה הייתה ראשנים “צעירים לנצח” שכונו בחיבה ראשני פיטר פן, שאינם מתפתחים לקרפדות בוגרות ולכן גם אינם מתרבים, אלא ממשיכים לטרוף ראשנים צעירים מהם. הראשנים המהונדסים גדולים מהרגיל, וטורפים אפילו יותר ראשנים צעירים ממקביליהם הטבעיים.

השלב הבא בתוכנית הוא ניסויים מבוקרים במאגרי מים סגורים במערב אוסטרליה, כדי לבדוק אם הראשנים המהונדסים אכן יפחיתו את מספר הקרפדות בטבע, ולוודא שאין להם השפעות בלתי צפויות על מערכות אקולוגיות מקומיות.

החוקרים מדגישים שחשוב להיזהר בהפצת מינים מהונדסים גנטית לטבע. כל שינוי עלול להוביל לתגובות שרשרת בלתי צפויות, במיוחד כי מדובר ביצורים חיים, לא בטכנולוגיות שאפשר לשלוט בהן בקלות. עולה גם החשש שהראשנים המהונדסים יפגעו בבעלי חיים קטנים אחרים בסביבתם, בדומה לראשנים הפולשים הרגילים.

מעבר לתועלת היישומית, סיפורן של קרפדות הקנים באוסטרליה מציע הצצה מרתקת לתהליכים אבולוציוניים מהירים. לא מדובר בהכרח בשינויים גנטיים ישירים, אלא בתגובות שמקורן בלחץ תחרותי בין פרטים מאותו המין – לחץ שהוביל להתפתחות קניבליזם ממוקד, ולפיתוח דרכי הגנה חדשות ומורכבות המגינות מפניו תוך כמה עשורים בלבד. מקרים כאלה ממחישים כיצד האבולוציה פועלת לא רק בקנה מידה של מיליוני שנים, אלא גם בתוך פרקי זמן קצרים (יחסית) במפתיע.

אם הפרויקט הזה יצליח, הוא עשוי לשמש דגם להתמודדות עם מינים פולשים נוספים בעתיד: שימוש מושכל בטכנולוגיה שמנצל בחוכמה תכונות טבעיות של המין עצמו, במקום להסתמך על רעלים או על ציד רחב־היקף כאמצעי הדברה. עם זאת, כמו בכל התערבות אנושית בטבע, גם כאן נדרשים מעקב מדוקדק, הרבה זהירות, והבנה מעמיקה של המערכת האקולוגית כולה.