האם עצים מזדקנים

 


מחבר: פרופ' צבי זקס

 

מקובל להניח שהזדקנות ומוות הם חלק בלתי-נפרד מן החיים. אלא שהנחה זו מקורה בנטייתנו הטבעית להתייחס בעיקר לאדם ולבעלי-החיים הדומים לו; עם זאת, ככל שהמחקר הביולוגי מתקדם מתגלה יותר ויותר הדימיון הרב שבין כל צורות החיים, ואין ספק שהמנגנון הבסיסי של החיים דומה ואפילו זהה בבני-אדם וביצורים אחרים, כולל עצים. ישנם עצים שהם גדולם בהרבה מפילים ולווייתנים, והם יכולם לחיית זמן רב, הרבה יותר מאתנו. העצים העתיקים ביותר בעולם הם אורנים הגדלים בהרים צחיחים בגבול שבין קליפורניה לנוודה שבארצות- הברית, וגילם המרבי נאמד בארבעת אלפים שנה. גם אצלנו מספרים על עצים בני אלפי שנים, אף שאין מידע ממשי המוכיח זאת. ועם זאת, אין ספק שגם בארץ יש עצים בני מאות שנים.

מה מאפשר לעצים לחיות זמן כה רב? האם גם הם משתנים ומזדקנים ככל שעולה גילם? התשובות על שאלות אלה אינן פשוטות ואין אפשרות לסכמן במשפט אחד, אבל הן מעניינות, ותורמות הרבה להבנתנו את החיים.

 

 

עובריות נמשכת והחלפת איברים

תופעה מיוחדת מתרחשת לאורך חייהם של עצים וצמחים אחרים: במשך כל ימי חייהם הם יוצרים איברים חדשים. אפילו עצים בני אלפי שנים יוצרים עלים חדשים כל שנה, ומתחת לפני הקרקע הם יוצרים שורשים חדשים, וכאשר יפסיקו לעשות זאת יהיה זה סימן למותם. אם בבעלי-חיים כמונו השלב העוברי, שבו נוצרים האיברים השונים, הוא מוקדם ואינו נמשך בחיים הבוגרים, שבהם מתבצעים קליטת המזון והרבייה, אין הדבר כך בצמחים.

ועם זאת, גם בצמחים הצמיחה מוגבלת ואינה מתרחשת בכל חלקי הצמח: אם מתייחסים לצמח כאל ציר מסועף, בדרך כלל מסועף מאוד, רואים שיצירת האיברים החדשים מוגבלת לקצוות, כלומר לקדקודים הרבים של הנצרים והשורשים. באזורים מיוחדים אלה, ורק בהם, נשמרות התכונות העובריות בצמחים. מכאן ניתן להגיע להכללה מעניינת: גם בצמחים ישנה הפרדה בין עובריות לבגרות, אלא שזו הפרדה במרחב ולא בזמן. אמנם נוצרים איברים חדשים, אבל הם נוצרים באזורים מיוחדים (מריסטמות), שכל תפקידם הוא להתפתח. האיברים הבוגרים, המייצרים מזון וקולטים מים ומלחים, אינם ממשיכים להתפתח לאחר תקופה עוברית קצרה, שבה הם נוצרים ונקבעת צורתם.

על הקרקע מתחת לכל עץ, ואפילו הוא צעיר וגדל במהירות, ניתן למצוא עלים ולעתים קרובות גם ענפים דקים, אשר מתו ונשרו. עובדה זו מצביעה על כך שהעובריות הנמשכת והיווצרות האיברים החדשים במשך כל מהלך החיים קשורים בכך שהאיברים הבוגרים, העלים (וגם איברים אחרים, כמו הפירות והשורשים הדקים שמתחת לפני האדמה) אינם חיים זמן רב. זוהי תופעה כללית: גם בעצים שאינם משירים את כל עליהם בעונה קבועה, אין חיי העלים נמשכים יותר מאשר שנה או, לכל היותר, שנים מעטות. מכאן נובעת המסקנה שהמוות אופייני גם לעצים, אבל זהו מוות של איברים בוגרים, ולא של העץ כאורגניזם שלם. היווצרות העלים החדשים מאפשרת החלפה של איברים קודמים, לאחר שיעילותם פחתה וחייהם הסתיימו. המשך גידולו של נוף העץ מתאפשר בזכות יצירת עלים חדשים במספר העולה על מספר העלים הבוגרים שנשרו.

גם לאורך גזעי העצים ניתן לראות את ההוספה המתמדת של רקמות, הנמשכת כל חיי הצמח. לגזעים שני תפקידים - הובלת חומרים מן השורשים אל הנצרים, ותמיכה בנוף העץ. כאשר נוספים עוד עלים ושורשים נדרשת הוספה של רקמות הובלה, ונדרשת תמיכה, גדלה והולכת, כדי לעמוד במשקל הרב ובתנודות הנגרמות על-ידי רוחות חזקות. ואמנם הוספה זו מתבטאת בהגדלת קוטר הגזעים של רוב העצים, הגדלה הנמשכת כל ימי חייהם. הגדלה זו בקוטר אינה נובעת מגידול של כל חלקי הגזע, אף היא תוצאה של פעילות של רקמה עוברית מיוחדת, שאינה משתתפת בתהליכי ההובלה והתמיכה המאפיינים את הגזע. הרקמה העוברית (הקמביום) מצויה מתחת לקליפה, במקום שבו היא נקרעת בקלות יחסית מפנים הגזע; ואין זה מקרה, שכן הרקמה העוברית היא הרקמה העדינה, שתאיה נקרעים בקלות, ובמיוחד באביב, בתקופה שבה היא פעילה במיוחד בעצים רבים.

כדי לבדוק את פעילותן של רקמות ההובלה בגזעים מספקים לעץ צבעים וסוכרים הכוללים אטומים רדיואקטיביים. בדיקות כאלה מראות שרק הרקמות החדשות, אלה שנוצרו בשנים האחרונות, ממשיכות להיות פעילות בהעברת חומרים מהעלים והשורשים ולהפך. הרקמות הוותיקות יותר מפסיקות לפעול, וחלקן מצטברות במרכז הגזע, במקום שבו הן ממשיכות, למרות מותן, למלא תפקיד בתמיכת הנוף, בעוד חלקן האחר נקרע ונושר עם נשירת החלקים החיצוניים של קליפת העצים. מכאן שגם הוספת רקמות ההובלה המצויות בגזעים מלווה בהזדקנות ובהחלפה של הרקמות הבוגרות.

 

 

הבדלים בין עצים צעירים לעצים בוגרים

 

נחזור עכשיו לשאלה המקורית: האם עצים מזדקנים? עצם העובדה שהעובריות נמשכת כל חיי הצמח ושבעיית הזדקנות האיברים נפתרת על-ידי החלפתם המתמדת - יש בה משום תשובה חלקית בלבד; שכן העץ כאורגניזם, כיחידה המאריכה חיים, עדיין עשוי להשתנות ולהזדקן במהלך חייו. ואמנם, כאשר מסתכלים בעצים בני גילים שונים מאותו מין רואים הבדלים בולטים, שאינם קשורים קשר הדוק לגודל העצים.

נסתפק בשלוש דוגמאות נפוצות:

א. העץ הצעיר שונה בצורתו מהעץ המבוגר. את העצים הצעירים מאפיינת גדילה לגובה, הנעשית בענף ראשי אחד או בכמה ענפים ראשיים. בעצים בוגרים, לעומת זאת, נפסק הגידול לגובה, בהתאם למין העץ ולתנאי בית הגידול, ומתחילה הסתעפות של הענפים. דוגמאות בולטות לכך הם עצים המקבלים בבגרותם צורת מטריה, כגון השיטים בנגב, הארזים בלבנון ואורנים רבים. בצעירותם אין העצים האלה בעלי צורה של מטריה קטנה אלא של חרוט שגובהו גדל כל שנה. כך הארזים הגדלים במקומות שונים בארץ, שכולם נטועים ולכן גם צעירים באופן יחסי, אינם דומים כלל לעץ המופיע על דגלה של לבנון. עצי אורן ירושלים שניטעו על-ידי הקק"ל אינם דומים בצורתם לאורנים ותיקים בני אותו מין, כגון אלה שגדלים בשמורת המסרק בהרי יהודה.

ב. עצים צעירים מאוד, בניגוד לעצים בוגרים, אינם עושים פרחים, פירות וזרעים. כל משאביהם מכוונים לגידול והתבססות - מעל לקרקע, ולא פחות מזה מתחת לפני הקרקע. עוברות שנים - במינים רבים אפילו עשרות שנים - לפני שהעץ מגיע לבגרות רבייתית.

ג. צורות העלים משתנות גם הן עם גיל העץ. כאן קשה להכליל, שכן השינויים אופייניים לכל מין בנפרד, לא לעצים ככלל. נסתפק בדוגמה אחת: אורנים צעירים, שנים אחדות לאחר נביטתם, הם בעלי עלים כסופים, שאינם דומים כלל למחטים של אורנים בוגרים.

ואם כך מדוע העצים, אף שנשמרת בהם היכולת העוברית, מתבגרים ומשתנים עם הזמן? מבחינת התאמת העצים לדרך חייהם קל להציע סיבות לכך. עצם גדילתו של העץ משנה את תנאי חייו. עץ גדול חשוף לרוחות; עליו להתמודד עם עצים שכנים על האור, עליו להסתגל להרכב המלחים בקרקע, המשתנה עם השנים, וכן הלאה. מתוך השינויים בצורה נוכל להסיק שעצים מותאמים לא רק לבית גידולם הטבעי אלא גם לשינויים הצפויים בבית גידול זה, כולל השינויים הנגרמים עקב פעילות העץ עצמו.

 

מתי ומדוע עצים מתים?

 

ולבסוף אפשר לחזור לשאלת החיים והמוות. עצים חיים זמן רב, אבל ברור שגם זמן זה מוגבל, וגם עצים שגילם ארבעת אלפים שנה הם ללא ספק יוצאים מן הכלל. מובן שהאדם שינה את פני כדור-הארץ והשמיד עצים שגילם מופלג, אבל מקומות שלא היתה בהם כריתה מאשרים את ההנחה שהאדם אינו הגורם היחיד המגביל את אורך חייהם של עצים.

נמשיך ונקשה: מהן הסיבות להזדקנות ומוות בבבעלי-חיים, וכיצד הן מתבטאות בצמחים? נרכז את הדיון בשלוש קבוצות גורמים: מחלות והשפעות אחרות שהן תוצאה של תקיפה בידי יצורים חיים אחרים; אסונות טבע כגון ברקים, שטפונות ושינויי אקלים, ולבסוף הצטברות שגיאות במנגנונים ההכרחיים לקיום החיים, כגון מוטציות במידע התורשתי הקובע את המטבוליזם המאפיין את החיים.

עצים סובלים ממחלות ומטפילים רבים ושונים. אמנם מבנה העץ, שכל איבר מצוי בו פעמים רבות ולכל איבר יש תחליף, מצמצם לעתים קרובות את השפעתן של המחלות. אלא שאורך החיים מאפשר למחלות להתפשט מעט-מעט לכל חלקי העץ. ונוסף על המחלות, שהגורמים להן הם מיקרואורגניזמים (ובמיוחד פטריות), תוקפים את העצים גם טפילים שונים, בהם צמחים אחרים - כמו מטפסים, המכבידים על העץ ומגדילים את הסיכויים לשבירתו בזמן סערות, וכן צמחים טפילים כמו דבקון הזית, הנפוץ בארץ, המנצלים את מערכת השורשים ומחלישים את העץ כולו. גם בעלי-חיים אוכלים את העצים במידה העלולה לסכן את קיומם. לצמחים יש אמנם מנגנונים רבים המפחיתים את פגיעתם בידי גורמים שונים, אלא שגורמים אלה גם הם יצורים חיים, וגם הם עברו אבולוציה המאפשרת להם להמשיך להתקיים.

מטבע הדברים, העצים יכולים להתמודד רק התמודדות חלקית עם אסונות טבע ועם שינויים בתנאי הסביבה. הודות לתכונת העובריות הרצופה הם יכולים להתחדש באורח מפליא. דוגמה לכך ניתן לראות בשער-הגיא: שריפה קשה במיוחד כילתה את העצים בסתיו 1995, ובכל זאת חלקם (האלונים) מתחדשים מהשורשים, ומין אחד - האורן הקנרי - מתחדש אפילו מהגזעים החשופים, שבלי ספק נפגעו פגיעות קשות.
עם זאת יש לעצים גם מגבלה בולטת: הם אינם יכולים לנדוד או לברוח כמו בעלי-חיים, וכאשר התנאים משתנים - בשל שינויים באקלים, בשל תחרות עם שכנים או בשל שינוי בפעילות העץ עצמו בקליטת מלחי הקרקע - הפתרון עשוי להיות התחלה חדשה על-ידי נביטה של זרעים שהגיעו, בצורה זו או אחרת, למקומות חדשים.

לבעיה המרכזית של הצמחים הקשורה בזיקנה, בהיחלשות, וביציאה מכלל פעולה שלמערכות חיוניות, נמצא פתרון חלקי, והוא: החלפת איברים ורקמות הובלה, המבוססת על עובריות רצופה. זו עשויה להיות הסיבה העיקרית לתוחלת חייהם הגבוהה. סיבה אחרת להזדקנות עשויה להיות הצטברות שינויים תורשתיים (מוטציות) וזו עשויה לחול גם ברקמות העובריות עצמן. יש רמזים שישנה בחירה בין תאים ובין ענפים, וממשיכים להתפתח אלה שלא עברו מוטציות שליליות. אבל תפקודה וחשיבותה של בחירה כזו, המפחיתה את השפעתן של מוטציות שליליות אינן ידועות עדיין.

לסיכום: גם עצים מזדקנים ומתים. הסיבות לכך רבות ושונות, וידיעותינו עליהן מעטות. וזאת משום שקשה לחקור תופעות המחייבות תצפיות ארוכות טווח, ארוכות בהרבה מאורך חייו של חוקר. כמו כן קשה לחקור תופעות בנחקרים כה גדולים, וקשה לבצע בהם תצפיות חוזרות ונשנות פעמים רבות בתנאים מוגדרים ומדויקים. מגבלות אלה הן אתגר לחוקר, והוא מנסה למצוא דרכים לעקפן.

 

המחבר: פרופסור צבי זקס.
מתוך: כמעט 2000 כתב עת למדע וטכנולוגיה.
האוניברסיטה העברית. המרכז להוראת המדעים על שם עמוס דה שליט.

ביום שישי 20-10-2017 המשתלה סגורה
15% הנחה לחילי מילואים ולאנשי צבא הקבע, ההנחה מותנת בהצגת תעודת משרת פעיל.
משתלה סיטונאית, קבלת לקוחות פרטיים בימי שישי ובערבי חג 09:00-15:00
  4307340 – 052
 מושב צפריה ,  ליד נתב"ג

עקוב אחרינו בפייסבוק