האבעבועות (Aspen) שנחשפו למצבי בצורת משנות את כימיית העלים שלהן גם לאחר שהגשם חוזר
מחקר שנערך באוניברסיטת יוטה מצא כי עצי אבעבועות שהיו במצב של לחץ במזג אוויר יבש, אינם חוזרים למצבם הטבעי מיד עם חידוש הגשמים. המחקר גילה כי בשנים שלאחר תקופות בצורת, רשמים כימיים בעצי האבעבועות משתנים, והעצים מפתחים ריכוזים של חומרים שמערימים מחסום על חרקים שאוכלים עלי אבעבועות, תוך הפחתת ריכוזים של חומרים המסייעים במניעת זיהומים מיקרוביאליים.
המחקר, שפורסם בכתב העת New Phytologist, מתאר את מה שהחוקרים מכנים "זיכרון פונקציונלי של בצורת". הממצאים הודגשו בהודעה של אוניברסיטת יוטה שפורסמה ב-13 באוקטובר, בעקבות פרסום המאמר באינטרנט בספטמבר. ההשלכות של ממצאים אלו נרחבות ומשפיעות על היבטים רבים באיזור המערבי של ארה"ב.
עצי אבעבועות הם עץ מדינה ביוטה, ואחד העצים השכיחים ביותר בצפון אמריקה, והמשבר של תמותה של עצי אבעבועות שהוסב על ידי בצורת, משך זמן רב את תשומת הלב של מנהלי קרקעות במנהטן ובעמקים בסמוך, כולל בקולורדו ובמדינות שכנות, מזה כעשרים שנה.
שלוש שנים של בצורת מבוקרת בסלט לייק סיטי
הניסוי התרחש בגן המחקר של האוניברסיטה בגן הביולוגי שנמצא במדרונות וואסאץ, מזרח לעיר סלט לייק סיטי. החוקרים גידלו עצי אבעבועות ממרכזי שורש שנאספו באתרים הרריים שהגובה כ-2740 מטר מעל פני הים, ב-חמישה יערות לאומיים ביוטה ובקולורדו.
בין שנת 2021 ל-2023, הצוות שלט על כמות המים שהעצים קיבלו, באופן מדומה לתנאי בצורת מגוונים. בכל שנה, הם אספו עלים בסוף אוגוסט וניתחו את הרכבם הכימי. המטרה הייתה להבין מה קורה לעצי אבעבועות חודשים ושנים לאחר שקיעת תקופת בצורת קשה והתמודדות עם תנאי יובש קיצוניים.
המחקר בוצע בהובלת פרופסורי האקולוגיה טליה קרסוב ווויליאם אנדרג, בשותפות עם הסטודנטיות לתואר שני אווברי הול וקבוצה של חוקרים צעירים ועם כימאית מחלקת הכימיה של האוניברסיטה. קרסוב הסבירה כי המטרה הייתה לעקוב אחר השינויים שהעצים עוברים זמן רב אחרי תום תקופת היובש.
הגנה מוגברת מחרקים ופגיעה פחותה במיקרובים
בשנים שלאחר תקופת הבצורת, עצי האבעבועות שהיו במצב מתוח הוציאו ריכוזים גבוהים יותר של חומצות פנומיות סייליצינואידיות, חומרים כימיים שמרתיעים חרקים וחיות אחרות מאכילת העלים. ריכוזים מוגברים של חומרים אלו נקשרו להפחתה בנזק שמגיע לעלים והמסגרת הצמחית של העצים נשמרה טוב יותר.
סייליצינואידים שייכים למשפחה הכימית הרחבה של חומצת סליצילית, קרובה לתרופה אספירין, והם נפוצים בעצי אבעבועות, עיזבונות, ואשליות. לחינם, לחרקים כמו זחלים או חגבים, העלים מופכים למרים וקשים יותר לעיכול – מפלצת חיסונית טבעית שהעצים יכולים להפעיל או לדחוק אילו חומרים יופקו על ידי העלים והם משנים את רמת ההגנה בהתאם לתקופות החורף והקיץ.
הממצאים חשובים כי חומרים אלו יכולים להוות עד 20% ממשקל העלה היבש, ומחקרים מוקדמים הראו כי תוספת קטנה בכמותם יכולה להפחית את אכילת החרקים עד 25%. קרסוב תיארה כי התגברות על ההגנות החיסוניות האלו מבוססת על כימיקלים שמגבירים/הורדים את ההגנות הטבעיות של העצים.
במקביל, עצי האבעבועות שנחשפו לבצורת הפיצו פחות תמציות טנין מרוכזות, שמסייעות במאבק בזיהומים מיקרוביאליים. השינויים בכימיית העלים נקשרו לשינויים גם בפטריות שחיות על העלים. החוקרים לא מצאו עדות לכך שהשקעה מוגברת בהגנות למנוע חרקים האטה את קצב הצמיחה של העצים.
השלכות על תמותות מאוחרות באזורים המערביים
החוקרים מציינים כי נזקי היובש נוטים להתבטא בשלבים מאוחרים יותר. עצים הנראים תקינים במצב של מחסור במים עלולים לסיים את תוחלת חייהם או למות לאחר מספר שנים בלבד, ולעיתים מאופיינים בתמותה המאוחרת מתקופת הבצורת.
השירות היער הלאומי בארה"ב תיעד תופעה זו בעצי אבעבועות. בשנת 2008 תיארו חוקרים התדרדרות פתאומית של עצי אבעבועות בדרום מערב קולורדו, שהצביעה על השערה כי בצורת חמה וקשה גרמה לייבוש והצטמקויות, ומחלות של חיידקים וניצול של חרקים גרמו להחמיר את התהליך. אזורים שנמצאים באזורים נמוכים ומוצלים עם אדמות יבשות היו בין הרגישים ביותר לתופעה זו.
הממצאים החדשים מצביעים על רעיון אפשרי נוסף – אם הבצורת משחיתה את ההגנות של העצים כלפי חרקים, ומפחיתה את ההגנות כנגד זיהומים מיקרוביאליים, היא עשויה לשנות את סוגי האיומים שהעץ יכול לעמוד בפניהם בשנים מאוחרות יותר. אנדרג הסביר כי השינוי בכימיקלים יכול להשפיע על היכולת של העץ לסגל עצמו לתנאי ההמשך.
מחקר בגינה בלבד ולא התחזית לכל היער
המחקר מוגבל וממוקד. הוא נערך בגינה מחקרית בודדה במשך שלוש שנים, ולא בשדה פתוח בטבע. אין זה מחקר שמוכיח באופן חד-משמעי שהשינויים הכימיים מסייעים או מזיקים לשיקום הכולל של עצי אבעבועות לאורך זמן. המפרטים הטכניים של ריכוזי הכימיקלים המדויקים והתבניות של תקופות הבצורת לא מפורטים בדוח, והחוקרים מגדירים את השינויים שהתרחשו בשנה שלאחר הבצורת כתגובה אפשרית לתנאי היובש, יותר מאשר כהסתגלות מוכחת.
עם זאת, המחקר משנה את הדרך בה מנהלי היער והיערנים חושבים על משברי היובש. ייתכן שזיכרון כימי שהעצים סיגלו בעתות יובש משפיע על יכולתם להיאבק במזיקים ובזיהומים גם שנים לאחר מכן. זהו נתון משמעותי למנהלי יערות במדינה, לדוגמה, לעובדי היערות, לחקלאים, ומגדלי עשב או עצי נוי שגידלו אומזס מופרים באזורים תחת ניהול יערות או חוות.
לשכני הערים כמו תושבי תל אביב, רמת גן, וירושלים שמגדלים עצי אבעבועות בגינותיהם, מחקר זה מזכיר כי לחץ יובש משפיע על העצים גם לאחר שגשם או תקופת הגשמים שבאה. ניהול נכון של השקיות בתקופות יובש, והקפדה על זיהוי מוקדם של סימני נזק לעלי העץ או הופעת מחלות על הגזעים, יכולים לסייע בשמירת עצי אבעבועות בריאים גם בעתיד.
המימון של המחקר הגיע מהמכון הלאומי לבריאות, מקרן הפיתוח הלאומית, מהמכון החקלאי של משרד החקלאות האמריקאי, ומכמה קרנות נוספות. הכותבים ציינו כי אין להם ניגודי עניינים. המסקנה המרכזית היא שעצי אבעבועות מחזיקים ב"זיכרון כימי" של בצורת שיכול להמשיך ולהשפיע עליהם גם לאחר סיום תקופת היובש. השלב הבא של המחקר יעסוק בבדיקת יכולת הזיכרון הזה לשפר או להפריע לשרידות היערות של המערב בעימות עם אקלים חם ויבש יותר בעתיד.
