כשהזרע נופל על האדמה שנרטבה בגשם, השערות הצמודות לפניו נרטבות ונפתחות. דפנות התאים שבשערות הופכות לריר צמיג, המצמיד את הזרע לקרקע. בכך מתאפשרת החדירה המהירה של שורשון הזרע הנובט לעומק הקרקע, לפני התייבשותה.
מחקר באוניברסיטת בן גוריון חושף את מנגנוני הקיום המייחדים צמחים מדבריים
מה מייחד צמחים המתקיימים במדבר לעומת צמחים אחרים הקרובים להם מבחינה גנטית – אפילו בני אותו מין ביולוגי? לעתים שוני פיזיולוגי קטן מביא להבדל הגדול בהתאמה של מין צמח מסוים לבית גידולו המדברי.
לדוגמה, בין צמחים של שעורת התבור spontaneum C.Koch) Hordeum) (שהיא ” אם השעורה התרבותית”) יש הבדלים בטמפרטורה הדרושה כדי שהגרגירים יצאו מתרדמת הקיץ לאחר הבשלתם; לגרגירי שעורה שצמחו על החרמון, בגובה של 1,500 מטרים מעל פני הים, דרושות 20ºC כדי להתעורר.
לעומת זאת, הגרגירים של האוכלוסייה הצומחת על יד שדה בוקר יצאו מתרדמתם רק לאחר כ-70 יום שבהם תשרור טמפרטורה של 40ºC. אלו הם הבדלים גנטיים; גם לאחר גידול כמה דורות של צמחים משתי האוכלוסיות במשך כמה שנים, באותו מקום ובאותם תנאים, ההבדלים ביניהם נשמרים, אף על פי שהמראה החיצוני של הצמחים משתי האוכלוסיות דומה.
“שעוני” הזמן והטמפרטורה מונעים נביטה לאחר גשם אביבי, לפני בוא הקיץ היבש והארוך. בצמחי חיטת הבר dicoccoides Aaronsohn) Triticum) (“אם החיטה”) נמצאו ממצאים דומים.
דוגמה נוספת למנגנוני קיום המייחדים צמחי מדבר היא שני מינים ממשפחת הקוציציים. הקוציץ הסורי; syriacus Acanthus (Boiss). הוא צמח הגדל באזורים שבהם כמויות הגשם השנתיות הן 400 עד 800 מ”מ.
בן משפחתו, הריסן הנאכל צומח בוואדיות במדבר, גם באזורים שבהם יורדים כ-25 מ”מ גשם בשנה בלבד. בשני מיני הצמחים, מבנה הפרח והפרי (ההלקט) דומים; תפרחת שבה לכל פרח ארבעה עלי גביע, מתוכם נפרשת כותרת חד-שפתנית. לאחר הפריחה הכותרת נושרת ומתפתח הלקט יבש. ההלקט מחולק לשתי מגורות, בכל אחת מהן זרע אחד על עוקץ ארוך וגמיש.
הזרעים נשמרים להזדמנויות נוספות, כשהם נשארים מוגנים בבנק הזרעים שעל צמח האם המת.
עם התפתחות ההלקט נוצרות רקמות-ניתוק בבסיס ההלקט, לאורך הדפנות והמחיצה; חוץ מן האזור שבראש ההלקט הקרוי אזור “המנעול”. לאורך המחיצה מצויות רקמות סיבים. עם התייבשות ההלקט, נוצר מתח בין שני חלקי ההלקט בשל השוני בכיוון הסיבים המיקרוסקופיים (מיקרופיברילות) שבדפנות תאי הסיבים.
רקמות הסיבים ההיקפיות מתקצרות ואילו רקמות הסיבים המרכזיות נשארות כפי שהיו. רקמת “המנעול” מונעת בשלב זה, בשני המינים, את פיצוץ ההלקט.
על אף הדמיון הרב בין שני המינים יש הבדלים במנגנון הפצת הזרעים, במבנה קליפת הזרע ובנביטה. כל מין מותאם לבית גידולו. בקוציץ הסורי הצפוני מתפתחת על הזרע קליפה עבה וקשה. כשההלקט מתייבש בתחילת הקיץ המתח בין שני חצאי המחיצה גורם לפיצוצו עם הבשלת הזרעים.
כתוצאה מהפיצוץ נזרקים הזרעים בכוח למרחק של כמה מטרים, נופלים על פני הקרקע או לתוך סדקים הנוצרים באדמה. הזרעים מצטרפים לבנק הזרעים בקרקע ונובטים לאחר גשם, בחורף הבא, או בשנים הבאות.
בריסן הנאכל התפתחו מנגנונים ייחודיים המותאמים לתנאי המדבר הקיצוני. במדבר, המזון לבעלי החיים מצוי בצמצום רב ולכן הזרעים מבוקשים מאוד. ולכן, הריסן הנאכל אינו מפזר את זרעיו אלא שומר אותם על צמח האם היבש, המעוצה והקוצני, לעתים לאורך שנים רבות. הזרעים נשמרים בתוך ההלקט המעוצה, הסגור בין עלי-גביע מעוצים, מוגנים בתוך התפרחות היבשות בחיקי החפים המעוצים והקוצניים.
בבסיסי החפים ובין בסיסי עלי הגביע מצויה רקמה התופחת בהרטבה. כשהצמח נרטב בגשם או במי שיטפון בוואדי, המים מחלחלים לתוך הרקמות התופחות וגורמים לפתיחת עלי-הגביע. אז נחשף הקצה העליון של ההלקט, שבו מצויה רקמת “המנעול”. אם חדל הגשם לרדת בשלב זה, הרקמות התפוחות מתייבשות, עלי-הגביע והחפים שבים ונסגרים.
כתוצאה מהפיצוץ נזרקים זרעיו בכוח למרחק של כמה מטרים
רק אם הגשם ממשיך לרדת גם כשעלי הגביע רטובים ופתוחים, מאפשרת ההרטבה הממושכת של “המנעול” למתח הקיים בין שני חלקי המחיצה לגרום לפיצוץ ההלקט ולהפצת הזרעים שבתוכו.
כשהזרע נופל על האדמה שנרטבה בגשם, השערות הצמודות לפניו נרטבות ונפתחות. דפנות התאים שבשערות הופכות לריר צמיג, המצמיד את הזרע לקרקע.
בכך מתאפשרת החדירה המהירה של שורשון הזרע הנובט לעומק הקרקע, לפני התייבשותה. הזרע קולט במהירות מים מן האדמה הרטובה ונובט לעתים בתוך פחות משעה.
אבל לעתים יש במדבר דווקא עודף מים, בשעת שיטפון. בצמחי הריסן הנאכל הצומחים באפיק הוואדי פועל מנגנון הגנה גם מפני שיטפון; בהרטבה ממושכת הזרעים מתכסים בשכבה רצופה של ריר צמיג, המעכב את כניסת החמצן הדרוש לנביטה. הנביטה מתעכבת ונמנעת פגיעת זרמי השיטפון בנבט העדין.
הזרע מופץ במורד הוואדי עם הזרם ועם תום השיטפון נותר דבוק בשערותיו לפני הקרקע הרטובים. שכבת הריר נספגת לתוך הקרקע, החמצן הדרוש לנביטה מגיע לעובר והנביטה מתרחשת לאחר זמן קצר. מנגנון מורכב זה, המבוסס על משך הזמן של ירידת הגשם ועל כמות המים, עשוי להבטיח את הנביטה ואת המשך קיום המין בתנאים הקיצוניים של המדבר.
גם בתנאים אלו, מערכת הפצת הזרעים מותאמת לשחרור מספר זרעים מצומצם בלבד. שאר הזרעים נשמרים להזדמנויות נוספות, כשהם נשארים מוגנים בבנק הזרעים שעל צמח האם המת. יש בכך חלוקת סיכון, בתנאי המדבר הבלתי ניתנים לחיזוי.
“שעוני” הזמן והטמפרטורה מונעים נביטה לאחר גשם אביבי, לפני בוא הקיץ היבש והארוך גם בחיטת הבר
המחקרים בשעורה ובחיטה נערכו בשיתוף פעולה עם פרופסור אביתר נבו מאוניברסיטת חיפה ועם תלמידי מחקר. המחקרים בריסן ובקוציץ נערכו בשיתוף פעולה עם פרופסור אלן ויצטום מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב ופרופסור מיכאל אבן-ארי מהאוניברסיטה העברית בירושלים.
זרעים מקסיקניים נמהרים
בביקורי במקסיקו גיליתי שלחקלאים שם נגרמים הפסדים כבדים כשיורד גשם לפני האסיף, מכיוון שגרגירי חיטה או השעורה נובטים בתוך השיבולים והיבול הולך לאיב
