ארס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
עוקץ הצרעה, בקצה טיפת ארס

ארס הוא מונח כללי המתייחס לרעלנים שמייצרים בעלי חיים מסוימים למטרות הגנה או צייד. הארס התפתח אבלוציונית באופן עצמאי אצל בעלי חיים שונים וצורת ההעברה לקורבן משתנה. לרוב ארס מוזרק לקורבן בעזרת מבנה חלול כגון עוקץ העקרב או שיני הנחש אך ארס יכול לעבור גם באמצעות פעפוע דרך העור, כמו במקרה של מדוזה או החדרת הארס לפצעים כמו בזמן נשיכה של לטאות מסוימות. ב-2007 אף נתגלה מנגנון הזרקת רעל דרך האנטנה של יקרונית ממין Onychocerus albitarsis. מבעלי החיים הארסיים ביותר המוכרים לאדם הוא מין חרוטון (Conus geographus), חילזון ים טורף ועל פי מדד ה-LD50 עומד על 0.001-0.003 מ"ג/ק"ג‏[1][2].

אבולוציית הארס בבעלי החיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

עכביש משפך אוסטרלי, הארס שלו משפיע על מערכת העצבים (נוירוטוקסין)

במשך מאות מליוני שנים טורפי העל בעולם הסתמכו על כוחם הרב, גודלם או זריזותם כדי להכניע את טרפם. ארס הוא תופעה חריגה לכך, ואפשר הכנעת טרף בדרך שונה. בארס יש מגוון כימיקלים, חלקם כה אקזוטיים ומורכבים שנדרש למדע שנים והשקעה כספית גדולה מאוד כדי לזהות כל אחד מהם, לבודד ולהבין אותם ואת אופן פעולתם על האורגניזם הביולוגי, ועדייןהמרכיבים בו אינם ידועים או מובנים לגמרי. ארס הוא נשק ביולוגי כה משוכלל ויעיל, שידוע כי התפתח אבולוציונית לכל הפחות 10 פעמים במגוון עצום של בעלי חיים, החל ממדוזות קובייתיות שארסם רעיל יותר באלפי מונים מזה של הרב פתן מלכותי וכלה בעכבישי משפך אוסטרליים. קיימים כיום חרקים ארסיים, כרישים ארסיים ואפילו יונקים ארסיים כגון הברווזן, סולנודוניים וחלק מהחדפיים.

ארס הוא חומר ביולוגי נוצר מהנדסה ביולוגית מורכבת, וחלק ממרכיביו פועלים במשולב ויוצרים תופעות הרסניות שאופן פעולתם אינו מובן עדיין. מגוון שונות הארס בין בעלי החיים הוא גדול עד מאוד. בארס של בעל חיים אחד עשויים להיות מספר גדול מאוד של סוגי ארסנים שכל אחד מהם כשלעצמו בעל השפעה שונה וקטלנית ואצל אחר מספר כימיקלים שכל אחד מהם לכשעצמו אינו מזיק אולם השילוב בניהם קטלני. הארס מורכב מסוגי חלבונים המהווים אבני יסוד אוניברסליים בגופם של כל בעלי החיים ואחראים על תפקודו התקין כגון מחזור הדם, עיכול ואפילו האיזון הכימי במוח. הארס נוצר כאשר סוגי חלבונים אלו עברו מוטציה במאות השנים, והתפתחותם החדשה כוחה לבצע בדיוק את ההפך - לפגוע בתפקודים הבסיסיים של הגוף.

עד לפני שנים אחדות היה נהוג לחשוב כי ארס התפתח בקבוצת הזוחלים מנחשים. ידוע שלנחשים קדומים היה ארס, אולם ללא מערכת מפותחת של העברת הארס לטרף כפי שקיימת כיום, כלומר ללא שיני ארס חלולות ומשוכללות המזריקות אותו הישר אל הרקמות וכלי הדם. עובדה זו הובילה למחקר באוניברסיטת מלבורן שבאוסטרליה בראשות פרופסור בריאן פריי להבנת אבולוציית הארס בקבוצת הזוחלים ולגילוי מקור התפתחותו הקדום, מחקר שנמשך 5 שנים. הנחשים התפתחו מלטאות לפני כ-100 מליון שנה‏[3]., לכן המחקר עבר להתמקד בהם. טרם המחקר הזה היה ידוע על שתי סוגי לטאות ארסיות בלבד, מתוך 5,000 הקיימות כיום, והן נחשבו לתופעה חריגה. לצורך המחקר נאספו דגימות רוק לטאות ממינים רבים ככל האפשר, ובתנאי מעבדה בודדו את המולקולות הפעילות בו. השפעתן של מולקולות פעילות אלו נוסו על רקמות בעלי חיים, התוצאות הפתיעו את החוקרים. המולקולות פירקו את שרירי הלב והרעילו את הריאות באופן שדמה לארס של סוגי נחשים מסוימים החיים כיום. זה היה גילוי ראשון של צורת פעולה איטית של ארס ממה שהוכר עד אז. מחקר חדשני ומקיף זה הוביל לגילוי של מרכיבי ארס הדומים לזה של הנחשים ביותר מ-1,500 מיני לטאות החיות כיום, בעל שוני גדול עד מאוד במורכבותו מבין מינים אלו.

דרקון קומודו עם משדר מסביב לצווארו מתקרב לעבר טרפו העיקרי-אייל טימור.

הדוגמה הבולטת ביותר לכך היא לטאת דרקון קומודו, מהקדומות בלטאות החיות כיום. עד השנים האחרונות היה נהוג לחשוב כי רוק לטאה זו ,המכיל בקטריות זיהומיות רבות מ-80 סוגים, מועבר בנשיכת שיניה החדות של הלטאה אל פצע הטרף וגורמות למותו כתוצאה מזיהום מחזור הדם. אולם מחקר מקיף זה שכלל גם נפגעי נשיכת הלטאה הזו הראו בשעות הראשונות מהפציעה דימום מסיבי, כאב שרירים ורעילות עצבית - תסמינים של פגיעה מארסנים ולא מבקטריות זיהומיות. מחקרים חדשניים אלו גילו שהסברה הקודמת מוטעת, ושהמוות נגרם כתוצאה מארס שקיומו לא היה ידוע בעבר אצל לטאת דרקון קומודו. המחקר הראה שללטאה זו יש ארס הפועל באופן איטי יותר משל הנחשים ואף גילה לראשונה בלוטות ארס בלסת התחתונה של לטאה זו. מערכת העברת ארס זו אל הטרף הראתה דרך קדומה להעברת הארס, והוכיחה כי מקור הארס בזוחלים אינו בנחשים כפי שהיה נהוג לחשוב עד אז כי אם בלטאות - כלומר מליוני שנים לפני הופעת הנחשים. עוד הוכיח מחקר זה כי מרכיבים כימיים שנמצאו בארס הלטאות זהה למרכיבים כימיים בארס הנחשים החיים כיום, ולכן מקורן באב קדמון משותף.

סלמנדרת האש, פרטים בוגרים מסוגלים להפריש על עורם ארס חזק מסוג נוירוטוקסין, הגורם במשולב להתכווצות שרירים, נשימת יתר, ולחץ דם גבוה

באבולוציה תופעה משמעותית נוטה להופיע יותר מפעם אחת, כדוגמת התפתחות העיניים או הלסתות בבעלי החיים. הארס הופיע בדגים, ביונקים וגם בחרקים. ארס מעניק יתרון ברור נגד המתחרים. אם כך עולה שאלה מדוע לא כל בעלי החיים פיתחו ארס. מחקר באוניברסיטת לומה לינדה שבקליפורניה בראשות פרופסור זיאה ניסני על עקרבים הוכיח סיבות ברורות לכך. מחקר זה הראה כי לעקרב ארסי יתרון ברור על פני האחרים, אולם לו חסרונות בולטים. לצורך ניסוי הוא רוקן את בלוטות הארס של עקרב אחד באמצעות חליבה ומדד את תצרוכת החמצן שלו בעימות מול עקרב מאותו המין כאשר לאחרון בלוטות ארס מלאות. העקרב מרוקן הארס הראה מאמץ הגדול יותר מהשני ב-50%, והפגין תשישות המקבילה לזו של אצן בסיומו של מירוץ. כשם שגופו של אתלט מתאמץ לחדש את מלאי החלבון ואלקטרוליטים, גופו של עקרב לאחר התרוקנות הארס מפנה את מרב האנרגיה שלו לייצור הנכס המשמעותי ביותר שלו - הארס. לאחר שימוש בארס הגוף צורך אנרגיה רבה בייצור חדש. חסרון נוסף שגילה המחקר הוא שלאחר התרוקנות הארס העקרב נותר פגיע וחסר הגנה מפני טורפים. מלאי הארס שלו יתחדש רק בחלוף 4 ימים מרגע התרוקנות בלוטות הארס. בזמן זה הוא יוכל להתמודד עם טרף קטן משמעותית, מה שיעניק יתרון למתחריו השונים. הסבר נוסף לכך שארס אינו תופעה נפוצה יותר בממלכת בעלי החיים הוא שארס דורש הנדסה ביולוגית מורכבת לצורך העברתו. לדוגמה שיני העכבישים, או דוקרן הטריגוניים, קוצי האבנון, דרבנות הברווזן, עוקץ הצרעה, העור הרירי והארסי של חלק מהצפרדעים קרפדות וסלמנדרות וכן הלאה. לכל אחד דרך ייחודית להעברת הארס, ומכל אחד מהם הנדסה ייחודית זו גובה מחיר כבד המתבטא בהשקעת אנרגיה גדולה לשם כך על חשבון משהו אחר.

אם נשווה ארס במידת השפעתו ביחס ישיר לכמותו, אזי לקבוצת חרקים מסוימת יש נשק ביולוגי-כימי מהחזקים בעולם הטבע. כל אחד ממיני חרקים אלו פיתח מערכת משוכללת מאוד של העברת הארס, אם בצורת עוקץ כגון נמלת הקליע עקרבים או צרעות או באמצעות הניבים כגון הנדלים. דוגמה קיצונית וחריגה לכך בטבע היא צרעת אמפולקס קומפרסה אשר עושה שימוש בארס באופן המזכיר מדע בדיוני. הצרעה תאתר מארח, שהוא מין ספציפי של תיקן. לאחר מכן תתקוף אותו בלסתותיה החזקות ותאחוז בגופו - הדקירה הראשונה תעביר הישר לגופו של המקק כמות ארס מדויקת שתשתק רק את רגליו, וזאת על מנת לבצע את הפעולה הכירורגית הבאה ללא הפרעה והיא עקיצה שנייה ומדויקת והפעם הישר אל מוחו של התיקן. הפעם הארס ישתק את התיקן ויהפוך אותו למעין זומבי חסר תנועה, אולם לא תמית אותו. נהפוך הוא, מחקר ישראלי מצא כי במצב זה שרידותו תהיה טובה יותר. הצרעה תגרור את התיקן אל מחילה ותאטום אותה עליו, לא לפני שתטיל לתוך גופו ביצה שתבקע לאחר כמה ימים. הזחל שבקע ייזון מגופו הפנימי של התיקן החי, לאחר שאכל והתפתח די צרכו יתגלם, וייצא מגופו המיובש של התיקן כצרעה בוגרת.

חרוטן מסוג Conus geographus, מהארסיים בעולם. ארסו גורם לתופעות רבות והשפעה מאסיבית על הגוף

אבולוציית הארס אינה מתרחשת רק אצל נושאי הארס, אלה לעיתים גם אצל קרבנותיו הפוטנציאלים. גוריו של סנאי קרקע קליפורני מהווים טרף מועדף על נחש העכסן. לצורך כך הנחש מאתר את מחילות הסנאי באדמה, ונכנס אליהן לצוד את טרפו. אולם סנאי הקרקע הקליפורני הראו כי לעיתים יחסמו את הכניסה למחילה בגופם על מנת להגן על הגורים וייספגו כתוצאה מכך הכשה מלאה מנחש ארסי זה. אולם הכשה מנחש שתוצאותיה להרוג אדם בוגר יגרמו לסנאי תופעות כאב וגירוד בלבד. עם השנים המין הספציפי הזה פיתח עמידות לאויבו העיקרי, העכסן, ובדמו התפתחו נוגדנים שבכוחם להתמודד עם ארסנים אלו של העכסן. מנגד, מחקרים מראים כי ארס העכסן מתחזק ומשתכלל אבולוציונית על מנת להתמודד עם תופעה זו. מרוץ זה מסביר מדוע נחוץ לעכסן ארס כה עצמתי. נחש הטאיפן פנים-יבשתי נחשב כיום לנחש הארסי ביותר עלי אדמות והכשה בודדת שלו עוצמתה להרוג כ-60 בני אדם בוגרים. מחקרים שבדקו מדוע לנחש צורך בארס כה עוצמתי גילו שאזור מחייתו המבודד במדבריות אוסטרליה מחייבות אותו להתמודד עם סוגי טרף המסוכנים לו, כגון הסולנודוניים, לכן הכשה מהירה וקטלנית תעלה את סיכויו לשרוד באזורים אלו. חלק מחלזונות הים החרוטיים מסוג חרוטון הם בעלי החיים הנמנים עם הארסיים ביותר בעולם, יש הטוענים הארסיים ביותר, ועוצמת דקירתם להרוג אדם בוגר תוך 4 דקות. צורך כה חזק בארס נובע מאטיותם הרבה שאינה מאפשרת להם לרדוף אחרי טרפם, דגים קטנים, וארס לא מתאים יכול לגרום לדג לגסוס הרחק מהחילזון שם יאבד לטורפים רבים אחרים בקרקעית הים. ארס כה עצמתי מבטיח לחילזון ציד מהיר ובטוח. יש מינים רבים לחילזון החרוטון, לארסיים שבהם יש לעלה מ-100 סוגי ארסנים עוצמתיים למין חילזון בודד, כאשר אף אחד מסוגי ארסנים אלו אינו חופף אל האחר במינים המקבילים, עד כדי כך גדול השוני במבנה הארס שלהם. מבידוד והבנה של חלק מפעולות ארסנים של חלזונות אלו, המדע הצליח לייצר תרופות וסמי הרגעה חזקים ביותר, אולם חלק גדול ממורכבות הארס שלהם אינה ידועה. המרכיבים השונים בודדו לכימיקלים שונים שהוזרקו לעכברים, התוצאות הראו כי לכל אחד השפעה שונה, אחד גורם לגירוד השני לחוסר אוריינטציה השלישי גורם לשינה עמוקה ואפילו אחד מהם התגלה כסוג חדש ובלתי מוכר של אינסולין[2].

זוחלים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מהקבוצות הידועות שמזריקות את הארס ניתן למנות את הנחשים, שמינים מסוימים מהם מזריקים ארס לטרפם דרך ניבים חלולים.

פרוקי רגליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

עקרב צהוב הוא המסוכן בעקרבי ישראל. הפרק האחרון של הזנב שלפני שלפוחית הארס, כהה מיתר פרקי הזנב. עוקצו נמצא בקצה זנבו השחור. עקיצתו מסוכנת, ועלולה לגרום למוות.

פרוקי רגללים רבים משתמשים בארס כגון עכבישים המזריקים ארס דרך "ניבים", עקרבים שמזריקים את הארס בעזרת עוקץ בזנב ונדלים. מבין החרקים ניתן למנות את הדבוראים בעלי עוקץ, מינים שונים של ארינמלאים כגון זחלי owlfly, פשפשים ועוד.

שערות צורבות[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – שערות צורבות

שערות או זיפים צורבים הם מנגנון הגנה עיקרי המשמש מספר צמחים, טרנטולות מהעולם החדש ומספר זחלים של פרפראים.


לעתים קרובות בעלי חיים ארסיים עוטים צבעי אזהרה, שמבליטים את רעילותם.

מבין בעלי החיים הארסיים ביותר - מדוזה קובייתית

סוגי ארס[עריכת קוד מקור | עריכה]

סוג הארס השפעה על הגוף בעל חיים לדוגמה
מיוטוקסין מפרק רקמות שרירים נחש ים
קרדיוטוקסין גורם התקף לב מדוזת הקופסה
נקרוטוקסין גורם למות רקמות שרירים עכביש מתבודד חום
המטוקסין פוגע בכלי דם וגורם לדימום פנימי נחש פעמונים
נוירוטוקסין פוגע קשות במערכת העצבים תמנון כחול-טבעות

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Geographic Cone Snail מאתר נאשיונל גאוגרפיק
  2. ^ 2.0 2.1 Deadly sea snail uses weaponised insulin to make its prey sluggish מאתר הגרדיאן
  3. ^ Four-legged snake fossil found מאתר ScienceDaily 24/07/2015 (באנגלית)