תקלה מופלאה: פתרון לבצורת התגלה בטעות

פריצת דרך משמעותית בהתגברות על בצורת, ושוב – תגלית שהתגלתה בטעות: צמחים שעברו הליך של הנדסה גנטית, הצליחו להתגבר על מחסור במים ולהישאר ירוקים זמן רב מצמחים דומים שלא עברו תהליך שכזה. חוקרים מהטכניון בחיפה, הצליחו להחדיר את "הורמון הנעורים" (ציטוקינינים) לצמחי טבק, ובכך להאריך את חיי הצמחים ביותר מכפול ממשך החיים של צמחים מאותו הסוג שלא עברו את ההליך.

"יצרנו בהם לולאה, בדומה לתרמוסטט, בכל פעם שחלה ירידה ברמת הציטוקינינים, מופעל מנגנון המעלה שוב את רמת ההורמון שמפצה על כך שהצמח מנסה להזדקן", הסביר פרופ' שמעון גפשטיין מהטכניון, שעמד בראש צוות החוקרים ומשמש גם כנשיא המכללה האקדמית "כנרת". "מחזור החיים הרגיל של טבק הוא ארבעה חודשים, אולם הצמח שלנו המשיך לחיות שמונה חודשים ויותר. במהלכם הוא המשיך לשאת פרחים ופירות, בעוד שהצמח הרגיל כבר מזמן הצהיב ומת".

לדברי החוקרים, חיי המדף של הצמח השתפרו והתארכו. "כשקטמנו עלים משני הצמחים, העלים של הצמח הרגיל הצהיבו כעבור שבעה ימים ונרקבו, בעוד שהעלים של הצמח המהונדס גנטית החזיקו מעמד 21 יום מבלי שראינו כל שינוי בצבע הירוק שלהם."

החוקרים הגיעו לפריצת הדרך באופן מקרי. הם עסקו בניסיונות למציאת פתרון גנטי שנועד להאריך את חיי הצמחים וכן של פירות וירקות, כדי שגם חיי המדף שלהם יתארכו. לצורך כך, הם שילבו בצמחים את "הורמון הנעורים" ובתום הניסוי, הושארו הצמחים במקומם ללא השקיה והשגחה. יצוין כי צמחי הטבק בהם נערך הניסוי, מחייבים השקיה בתדירות קבועה כל שלושה ימים.

כשהחוקרים נכנסו לאחר חודש לחממת הניסוי כדי לפנות את הצמחים, התברר להם כי הם נותרו ירוקים ורעננים כשהיו וללא סימני יובש, למרות שלא הושקו תקופה ארוכה. החוקרים לקחו את התגלית כמנוף לקידום ניסוי ובחנו את הדבר באמצעים מבוקרים. התוצאה אכן הייתה שהצמחים המהונדסים חיו תקופה ארוכה יותר מאלו שלא קיבלו את הורמון הנעורים.
"זו הייתה תופעה מאד מפליאה, מכיוון שהדבר לא מופיע באף ספר לימוד ואין שום עדות שטח שלציטוקינינים יש השפעה של עמידות צמחים מפני יובש", אמר גפשטיין. "בניסוי המבוקר, הפסקנו להשקות, ורק לאחר שלושה שבועות חזרנו להשקות את שניהם. הצמחים הרגילים לא התאוששו מהבצורת הכפויה, ומתו. לעומתם, הצמחים המהונדסים גנטית, שבהם רמת הציטוקינינים לא פוחתת בעת 'משבר', חזרו והמשיכו לצמוח כרגיל ללא נזק".

המשמעות החקלאית של פיתוח כזה היא עצומה, במיוחד באזור צחיח כמו מדינת ישראל. "זרעי חיטה שנזרעים בנגב בתחילת החורף, ונובטים עם גשם ראשון, ימותו במידה שיחוו תקופה ארוכה מדי ללא משקעים. עם הטכנולוגיה הזו, הנבטים יכולים להיות עמידים לתקופה מסוימת ללא השקיה. אפיזודות כאלו של יובש עתידות להיות נפוצות יותר לאור התחזיות הצפויות בעתיד של שינויי האקלים, שישפיעו על העולם כולו", מעריך גפשטיין. עוד נמצא, כי צמחים מהונדסים בטכנולוגיה זו יכולים לגדול גם כאשר משקים אותם רק בשליש מכמות המים הנדרשת לצמחים רגילים ללא ירידה ביבול.

לדברי החוקרים, חיי המדף של הצמח השתפרו והתארכו. "כשקטמנו עלים משני הצמחים, העלים של הצמח הרגיל הצהיבו כעבור שבעה ימים ונרקבו, בעוד שהעלים של הצמח המהונדס גנטית החזיקו מעמד 21 יום מבלי שראינו כל שינוי בצבע הירוק שלהם".

החוקרים הגיעו לפריצת הדרך באופן מקרי. הם עסקו בניסיונות למציאת פתרון גנטי שנועד להאריך את חיי הצמחים וכן של פירות וירקות, כדי שגם חיי המדף שלהם יתארכו. לצורך כך, הם שילבו בצמחים את "הורמון הנעורים" ובתום הניסוי, הושארו הצמחים במקומם ללא השקיה והשגחה. יצוין כי צמחי הטבק בהם נערך הניסוי, מחייבים השקיה בתדירות קבועה כל שלושה ימים.

כשהחוקרים נכנסו לאחר חודש לחממת הניסוי כדי לפנות את הצמחים, התברר להם כי הם נותרו ירוקים ורעננים כשהיו וללא סימני יובש, למרות שלא הושקו תקופה ארוכה. החוקרים לקחו את התגלית כמנוף לקידום ניסוי ובחנו את הדבר באמצעים מבוקרים. התוצאה אכן הייתה שהצמחים המהונדסים חיו תקופה ארוכה יותר מאלו שלא קיבלו את הורמון הנעורים.

"זו הייתה תופעה מאד מפליאה, מכיוון שהדבר לא מופיע באף ספר לימוד ואין שום עדות שטח שלציטוקינינים יש השפעה של עמידות צמחים מפני יובש", אמר גפשטיין. "בניסוי המבוקר, הפסקנו להשקות, ורק לאחר שלושה שבועות חזרנו להשקות את שניהם. הצמחים הרגילים לא התאוששו מהבצורת הכפויה, ומתו. לעומתם, הצמחים המהונדסים גנטית, שבהם רמת הציטוקינינים לא פוחתת בעת 'משבר', חזרו והמשיכו לצמוח כרגיל ללא נזק".

המשמעות החקלאית של פיתוח כזה היא עצומה, במיוחד באזור צחיח כמו מדינת ישראל. "זרעי חיטה שנזרעים בנגב בתחילת החורף, ונובטים עם גשם ראשון, ימותו במידה שיחוו תקופה ארוכה מדי ללא משקעים. עם הטכנולוגיה הזו, הנבטים יכולים להיות עמידים לתקופה מסוימת ללא השקיה. אפיזודות כאלו של יובש עתידות להיות נפוצות יותר לאור התחזיות הצפויות בעתיד של שינויי האקלים, שישפיעו על העולם כולו", מעריך גפשטיין. עוד נמצא, כי צמחים מהונדסים בטכנולוגיה זו יכולים לגדול גם כאשר משקים אותם רק בשליש מכמות המים הנדרשת לצמחים רגילים ללא ירידה ביבול.