איצטלנים

איצטלנים (שם מדעי: ascidiacea) הם מחלקה של חסרי חוליות ימיים, הניזונים מסינון חומר אורגני מגוף המים. באיצטלנים קיימים מינים מושבתיים ומינים יחדאיים. מרבית האיצטלנים הם ישיבים, צמודי מצע כאשר הפגית שלהם שוחה בגוף המים.

איצטלנים נפוצים בכל הימים והאוקיינוסים.

אבולוציה

איצטלנים (Ascidiacea) הם חסרי חוליות ימיים ממערכת המיתרניים (Chordata), המשויכים לתת המערכה מיתרני הזנב (Tunicate או Urochordata). מחלקת האיצטלנים היא המחלקה הגדולה ביותר תחת תת-מערכה זו (Shenkar & Swalla, 2011) והיא מונה כיום כ-3000 מינים ידועים למדע. איצטלנים, בדומה לחולייתנים, משתייכים למערכת המיתרניים (Chordata), בשל ארבעה מאפיינים משותפים: סדקי זימים, זנב פוסט אנאלי, מיתר גבי חלול וצינור עצבים גבי. אצל בני האדם, מאפיינים אלו קיימים בשלבים מסוימים אצל העובר ונעלמים במהלך ההיריון. באיצטלנים מאפיינים אלו קיימים בשלב הלרוולי (שלב התפתחותי מוקדם) ונעלמים בשלב הבוגר. הלרווה (פגית), של האיצטלן היא לרווה דמוית ראשן, אשר שוחה במים עד אשר היא עוברת מטמורפוזה לבוגר ישיב, צמוד מצע. בעבר, מיתרני הראש (Cephalochordate) נחשבו לקבוצה הקרובה ביותר מבחינה אבולוציונית לחולייתנים, אך מחקרים גנטיים הראו לאחרונה כי מיתרני הזנב הם הקבוצה הקרובה ביותר למערכה זו (Delsuc et al., 2006; Tsagkogeorga et al., 2009; Zeng & Swalla, 2005).

מחלקת האיצטלנים מחולקת לשלוש סדרות אשר נבדלות זו מזו על ידי מבנה סל זימים שונה (Millar, 1971). :

• Stolidobranchia- סל זימים עם קפלים
• Phlebobranchia- סל זימים עם כלי דם
• Aplousobranchia- סל זימים פשוט.

תפוצה

איצטלנים נפוצים בכל רחבי האוקיינוסים, הם מותאמים לטווח רחב של טמפרטורות, מליחות מים ועומקים שונים. הם יכולים להתיישב על מצע סלעי, בשוניות אלמוגים, על מצע מלאכותי ואף להיאחז בחול בעזרת איבר דמוי גבעול.(miler) מספר מינים הצליחו לפלוש בעשורים האחרונים לסביבות חדשות, איצטלנים הם פולשים מוצלחים מכמה סיבות שונות; הם מגיעים לגיל רבייה תוך מספר חודשים ספורים הם דו ביתיים (הרמפרודיטים) ומשחררים מספר רב של גמטות לגוף המים בתקופת הרבייה (Lambert, 2007). לרב אין להם טורפים טבעיים באזור אליהם הם פולשים ובנוסף הם מופצים בעזרת הצמדות לכלי שיט המהווה את מקור ההפצה העיקרי שלהם (de Barros et al., 2009; Gewing et al., 2014) . בחופי ישראל ישנם עשרים ותשעה מינים שונים של איצטלנים בים התיכון, חמישה מהם אינם מינים מקומיים ובמפרץ אילת עוד עשרים ושבעה מינים שונים שתועדו עד היום (Shenkar, 2008). מספרים אלו מהווים הערכת חסר בשל מאמץ בזיהוי ודיגום מועט.

תיאור

מבנה ותזונה

המבנה הבסיסי של איצטלן, המכונה גם זואיד, דומה לאגרטל בעל שני פתחים: סיפון כניסה אליו נשאבים מים אל בית הבליעה וסיפון יציאה דרכו המים יוצאים. בית הבליעה עבר התמחות לסינון מזון, יש בו סדקים והוא נקרא גם סל זימים מפני שמתבצע בו גם תהליך חילוף גזים (נשימה). רב האיצטלנים ניזונים על ידי סינון חלקיקים מגוף המים. חלקיקים הנעים בזרם המים נתפסים בריר אשר מופרש מאיבר בשם אנדוסטיל, ומוסעים אל סל הזימים(Ben Tal et al., 2021; Bone et al., 2003). בלוטת האנדוסטיל הומולוגית לבלוטת התריס בחולייתנים (ogasawarw 1999). על גבי סל הזימים ישנם שוטונים, אשר תנועתם גורמת להזרמת מים. החלקיקים עוברים מסל הזימים לעבר מערכת העיכול בסדר הבא: ושט קצר, קיבה, בלוטות עיכול, מעי ופי טבעת שנפתח אל סיפון היציאה משם הפסולת נפלטת החוצה על ידי התכווצות שרירים. (miler)

ישנם מינים מושבתיים בהם קיימים הבדלים בארגון הזואידים במושבה. לכל זואיד יש פתח כניסת מים נפרד ואילו פתחי יציאת המים מתנקזים לפתח אחד משותף, כמו למשל אצל הבוטריל הפרחוני (Botryllus schlosseri). במינים מושבתיים אחרים נשמר המבנה הבסיסי של הזואיד בעל פתח כניסה ופתח יציאה נפרד. (קליין, 2012). איצטלנים מסננים בעיקר פיטופלנקטון וזואופלנקטון קטנים. בשביל להצליח להגיע לכמות מזון מספקת, איצטלנים מסננים כמות גדולה של מים, בין עשרות למאות מיליליטרים בדקה. באזורים אוליגוטרופים, אשר עניים בחומרי הזנה, איצטלנים אף מסוגלים לסנן חלקיקים הקטנים מגודל מיקרון, כמו בקטריות שונות (Jacobi et al., 2018) באיצטלנים קיים לב המורכב משרירים הנעים ומזרימים את הדם בתנועה פריסטלטית, כיוון זרימת הדם מתהפך בכל מספר דקות. (konard 2016).

טוניקה

כיסוי הגוף של איצטלנים נקרא איצטלה (טוניקה) והוא מהווה שלד גוף חיצוני. איצטלנים הם צמודי מצע ולכן צריכים להתקיים בתנאי קיצון כמו יובש, זיהום מים, טורפים ושחיקה, הטוניקה מהווה הגנה מפני גורמים אלו. הטוניקה מורכבת מחלבונים שונים כגון קלוגן, קיטין, קריטין, טוניצין וחומרים נוספים רבים בעלי שימושים שונים. למשל, תאים פאגוציטים שמטרתם להגן מפני פתוגנים, תאים המאכסנים חומצה לשם הגנה מפני טורפים ותאים פיגמנטים בכדי לשמש הגנה מקרינת השמש (Hirose, 2009). ישנם מינים של איצטלנים בהם מתקיימת בטוניקה סימביוזה עם חיידקים אשר מפיקים אור בתהליך ביולומינסנציה, ועם אצות המפיקות ומספקות סוכרים לאיצטלן בתהליך הפוטוסינתזה, למשל האיצטלן Diplosoma simile (Koplovitz et al., 2015). במינים מסוימים הטוניקה יכולה להכיל אף מחטי שלד וכלי דם. (Hirose, 2009)

רבייה ורגנרציה

איצטלנים מתרבים ברבייה מינית על ידי שחרור גמטות לגוף המים (spawning) או על ידי הפריה והדגרה פנימית (brooding). בנוסף קיימת גם רבייה א-מינית באיצטלנים, במינים מושבתיים על ידי הנצה וגם על ידי יכולת רגנרציה גבוהה, אשר מאפשרת התפתחות מושבה חדשה מרקמה קטנה ואפילו מתאים בודדים (Voskoboynik et al., 2007; Brown et al., 2009; Blanchoud et al., 2017; Kassmer et al., 2020). לחלק מן המינים הסוליטרים יש יכולת לרגנרציה גם כן, אך פחות מפותחת וכוללת בעיקר גדילה מחדש של איברים פגועים כמו סיפונים וגנגליון עצבים (Jeffery, 2015; Medina et al., 2015; Gordon et al., 2019). למין הסולטארי Polycarpa mytiligera יכולת רגנרציה מלאה של כל מבנה גופו ואיבריו. זאת אומרת שאם Polycarpa mytiligera יחתך לשישה חלקים קטנים, יתפתחו מכל החלקים שישה איצטלנים סוליטרים שלמים ומתפקדים. Gordon 2021/ .

מחקר

איצטלנים משמשים כחיות מודל למחקרי התפתחות ואבולוציה בשל קרבתם אל חוליתנים, מבנה גופם הפשוט, אורך דור קצר ויכולתם לרגנרציהDelsuc et al., 2006; Kassmer et al., 2020; Kowarsky et al., 2019; Passamaneck & Di Gregorio, 2005; Satoh & Jeffery, 1995; Voskoboynik et al., 2007; Voskoboynik & Weissman, 2014) מפני שאיצטלנים הם חיה ישיבה ללא יכולת תנועה או הגנה, מינים רבים פיתחו חומרים נוגדי טריפה ונוגדי התיישבות(Teo & Ryland, 1994, 1995)  . חומרים אלו יכולים לשמש כנגד צמד הים הגורמת נזק בתעשייה ימית.  בנוסף לכך, נמצא כי ניתן להפיק מאיצטלנים חומרים לשימושים שונים, כגון חומרים נוגדי סרטן, חומרים נוגדי מלריה וחומרים נוגדי חיידקים (Casali et al., 2010; Mendiola et al., 2006; Scotto, 2002; Wright et al., 1990) מהמין Styela plicata למשל, ניתן להפיק חומרי טבע שונים, ביניהם חומרים אנטי סרטניים, אשר נמצאו כמדכאים תאים סרטניים מסוג HT-29 ממקור אנושי. חומרים נוגדי חמצון, חומרים כמו הפרין, המשמש כתרופה לדילול דם וחומרים אנטי מיקרוביאלים (Cavalcante et al., 2000; Jiang et al., 2010; Tincu et al., 2003).