מה עושים החרקים בחורף

טכנית אנו בעיצומה של עונת החורף, אבל עם חורף כזה מי צריך אויבים. המתנתי לשווא עם רשומה זו לימי הקור והגשם אבל ה"אביב" המתפרץ מסכל ומתסכל. אז הנה היא כאן, אולי הרשומה תעשה קצת חמשה חמשה.

חורף משפיע לא רק עלינו, גם פרוקי-רגליים בכלל וחרקים בפרט צריכים לעבור את החורף כדי להגיע מוכנים כראוי לאביב. בני-אדם מותאמים פיסיולוגית לאקלים קר רק במעט ולכן אנו מתאימים את עצמנו לקור גם בשינוי התנהגות, התאמת לבוש ושהייה מרובה יותר במחסות מתאימים. גם חרקים נוקטים בשיטות שונות על-מנת לעבור את החורף בצורה בטוחה.

מרבית החרקים חיים עונה אחת-שתיים ולכן בחורף אסטרטגיית ההישרדות היא יותר בהיבט כלל המין ופחות בהיבט הפרט הבודד. כבוגרים מינים רבים לא זוכים להגיע לעונת החורף ומתים במהלך בסתיו או לפני. העובדה שחרקים מתפתחים בתהליך של גדילה וגלגול מאפשרת לבחור את הדרגה המתאימה ביותר לעבור את החורף. חלק קטן מהמינים יעברו את עיתות הקור כבוגרים, הרוב יחרפו כביצים או באחת מדרגות הביניים (זחל, גולם).

חרקים בוחרים טקטיקות שונות כדי לשרוד בעונות הקרות. יש הנשארים באתרם ונוקטים בשיטות מגוונות כדי להימנע מקפיאה ויש הנמנעים מהקור ונודדים לאזורים חמים יותר. ברשומה נעמוד על הטקטיקות הנפוצות בהן משתמשים חרקים בכלל ובתנאי קור קיצוני בפרט.

גמל-שלמה מקלי - Empusa fasciata
גמלי-שלמה חורפים בדרגת הביצה או הזחל.
בחורף אפשר למצוא זחלי גמש"ים בתוך השיחים או סמוך לפרחים בימי שמש.

חרקים הם אקטותרמיים (פויקילותרמיים), כלומר תלויים בעיקר בטמפ' חיצונית על-מנת לתפעל את המערכות הביולוגיות השונות. כאשר הטמפ' החיצונית אינה מאפשרת תפקוד שומר חיים, נכנסים רבים למצב מיוחד הנקרא דיאפאוזה* (Diapause). בתהליך זה הגוף נכנס למעין תרדמה בה חלים שינויים פיסיולוגיים מהותיים וקצב חילוף החומרים מואט מאוד. מצב זה מקנה עמידות לטווח טמפרטורות נמוך יותר בהשוואה לעמידותם של חרקים שאינם נכנסים לדיאפאוזה בחורף. קיימות דרגות דיאפאוזה שונות. יש הנכנסים לדיאפאוזה עמוקה כל עונת הקור ויש הנכנסים לדיאפאוזה מתונה המאפשרת חזרה לפעילות בפרקי זמן בהם החורף נעשה מתון או חם באופן יחסי.
הגורם העיקרי המשפיע על מעבר לדיאפאוזה הוא אורך היום. עם התקצרות אורך היום לקראת הסתיו מתחילים להתרחש בגוף החרק תהליכים פיסיולוגיים המכינים אותו לחורף. הסתמכות על שינוי באורך היום מונעת יציאה מסוכנת מדיאפאוזה בעיצומו של החורף, כאשר שינויים קיצוניים בטמפ' העלולים ליצור תחושה של התחממות ובוא האביב. יש חרקים המסתייעים בשעון פנימי שאינו מושפע ישירות משינויים באורך היום או טמפ'.

באזורים בהם החורף כולל תנאי קיפאון ממושך ויציב, חרקים הנכנסים לדיאפאוזה מגלים התאמה ביוכימית מיוחדת המתמודדת עם קיפאון. מאפיינים את ההתאמות המיוחדות לשתי קבוצות בסיסיות: אי-סבילות לקיפאון וסבילות לקיפאון (חלוקה זו נחשבת פשטנית משהו וכיום מקובלת חלוקה מורכבת ומסובכת יותר שנשאיר לספרי המדע).

אי-סבילות לקיפאון (Freeze-susceptible) - חרקים בקבוצה זו נמנעים מקפיאה ע"י שימוש במרכיבים נוגדי קפיאה (אנטיפריז). החומרים הללו מאפשרים לגוף להתקרר מתחת לנקודת הקיפאון מבלי לאפשר התגבשות של נוזלי הגוף לקרח (תופעה המכונה קירור-על). חומר המשמש חרקים רבים כנוגד הקפאה הוא אתילן-גליקול המשמש גם כמונע קפיאה בכלי רכב. אחרים משתמשים בגליצרול ההופך את נוזלי הגוף לצמיגים יותר. נמצא שהגורם המשפיע על ייצור חומרים מונעי קפיאה הוא שינוי באורך שעות האור.

סבילות לקיפאון (Freeze-tolerant) - קיפאון והיווצרות גבישי קרח קורעים את קרום התאים, הורסים אותם ועשויים לגרום נזק פטאלי לרקמות. ע"י בקרת תהליך הקיפאון בעיתוי, במיקום ובאופן התגבשות הקרח, יכול החרק למנוע נזק לרקמות למרות קפיאתן. בניגוד לטקטיקת אי-סבילות לקיפאון בה החרק שואף להגיע לקירור-על, בסבילות לקיפאון החרק מקפיא את הגוף בטמפ' גבוהות יחסית. גם בטקטיקה הזו נעשה שימוש בנוגדי קפיאה, אבל למטרה שונה במקצת. התגבשות קרח בנוזל החוץ-תאי מושכת נוזלים מתוך התא (אוסמוזה), מצב זה עלול לגרום להתייבשות התא ומותו. ע"י שימוש בתמיסות מרוכזות בתאים כגון גליצרול או סוכרים - תמיסות המושכות מים - נשמר בתא מאזן נוזלים מספק וקטנה כמות הקרח הנוצר בנוזל החוץ-תאי.

מינים בוחרים טקטיקות שונות בהתאם לתנאי בית הגידול והאקלים. נמצא שטקטיקת אי-סבילות לקיפאון אופיינית לחרקים בחצי הצפוני של הכדור שם החורפים ארוכים וקיצוניים יותר, זאת בהשוואה לחצי הכדור הדרומי בו החורפים פחות קיצוניים וקצרים יחסית, שם חרקים נוטים לנקוט בטקטיקת סבילות לקיפאון. גורמים נוספים המשפיעים על ההישרדות בחורף הם: גודל ומסת גוף, לחות, תזונה ודרגת הגידול.

צבעוני החרמון - Parnassius mnemosyne syra
צבעוני החרמון כמו עוד פרפרים החיים באזורים אלפיניים חורף בדרגת הביצה.
הזחל בוקע לאחר שהשלג נמס בתזמון עם הופעת הפונדקאים.

גודל - חרקים הם מעין שק נוזלים זעיר. היכולת שלהם להגיע לקירור-על תלויה בתכולת הנוזלים בגוף. תכולה קטנה יותר מאפשרת קירור-על יעיל יותר. חרקים קטנים (נמלים, ביצי חרקים) יכולים להגיע לטמפ' נמוכות יותר מבלי להיפגע בהשוואה לחרקים גדולים (חגבים למשל). תופעה זו נכונה גם להבדלי גודל של פרטים בתוך המין עצמו.

לחות - התייבשות מבוקרת היא שיטה בה נוקטים חרקים מסוימים כדי לצמצם את תכולת נוזלי הגוף. נמצא שזבוב הבית יכול להוריד את טמפ' הקיפאון שלו ב 10 מעלות לאחר ייבוש עצמי מבוקר.

תזונה - חרק עם בטן ריקה ישרוד טוב יותר בתנאי תת-קיפאון. מזון או חד-תאיים במערכת העיכול מאפשרים התגבשות קרח. כדי להשיג בטן ריקה, חרקים נמנעים מאכילה לפני הדיאפאוזה. יש המנקים את מערכת העיכול ויש המשילים חלקים מהמעיים במהלך התנשלות טרום דיאפאוזה.

טמפרטורה - לעוצמת ומשך הקור והקיפאון וכן זמן החשיפה אליהם משמעות רבה ביכולת ההישרדות של החרק. חשיפה ארוכה מידי עשויה לגרום למוות גם בקור מתון. מאחר והחרק לא יכול לשלוט במזג האוויר הוא ינסה לצמצם את החשיפה לקור בבחירת מחסה מתאים; יבש ככל האפשר, מוגן מרוח ואפילו חם יותר מהסביבה. חרקים הנכנסים לדיאפאוזה מטיבים להישרד כאשר נשמרת יציבות טמפרטורה. שינויים חדים או תכופים בטמפרטורה עשויים להשפיע על עתודות האנרגיה או על היווצרות קיפאון לא מבוקר שיגרמו למוות.

זחל לא מזוהה של תנשמית,
באזורים בהם הטמפרטורות אינם נופלות מתחת לאפס
ניתן למצוא בחורף זחלים רבים של עשים המופיעים עם הנביטות הראשונות.
כי אז התחרות על המזון קטנה יחסית וגם כמות הטורפים מצומצמת.

דרגת הגידול - כאמור חרקים גדלים בגילגול. מינים שונים בוחרים את דרגת החריפה המתאימה להם ביותר להישרדות בקור. דרגות שאינן ניזונות (ביצה, גולם) סבילות לטמפרטורות נמוכות יותר מאשר דרגות ניזונות (זחל, בוגר - אם כי דרגות אלו לא בהכרח ניזונות בקור). העדפת הדרגה החורפת לא תמיד ברורה. במינים רבים קיימת התאמה בין מועד סיום החריפה לזמינות המזון עבור הדרגה. יש מינים המשלבים אסטרטגיות וחורפים במקביל בכמה דרגות. מצב זה מספק יתרון בחורפים מתונים בהם הדרגות הפעילות יכולות לנצל משאבים מוקדם מאוד (נפוץ אצל כנימות).
אצל פרפראים, גמלי-שלמה ועוד יש מינים העוברים את החורף בדרגת הביצה. ביצים של מינים רבים מסוגלות לשרוד בתנאים קיצוניים והתאמה כזו אופיינית לחרקים באקלים קר במיוחד. פרפראים רבים וחגבים מטילים את הביצים עמוק בקרקע.
מינים החורפים בדרגת זחל עושים זאת בצורות שונות. יש זחלים היוצרים מחסות מעלים או פסולת אורגנית אחרת, אחרים שורדים בתוך עפצים שהם יוצרים ברקמות צמחים ויש היורדים לעומק הקרקע או מוצאים מחסות מתחת לאבנים גדולות. זחלים של מינים טפילים כצרעות טפילות שורדים את החורף בתוך הפונדקאי או עליו ומגיחים באביב. באזורים ממוזגים מינים רבים אינם נכנסים לדיאפאוזה עמוקה והזחלים מנצלים תקופות חמות בחורף להמשך גדילה.
נימפות של שפיראים וזחלים של חרקים אחרים המבלים חלק מהגידול במים מסוגלים לעשות זאת גם מתחת לקרח שם הם גדלים לאיטם ומגיחים באביב המוקדם. מינים החיים בגופי מים אשר הטמפ' שלהם יורדת מתחת לנקודת הקיפאון נוקטים בסבילות לקיפאון בדומה למינים יבשתיים. חלקם עוברים לעומק גוף המים שם הטמפ' גבוהה ויציבה יותר.
חריפה בדרגת הגולם אופיינית לפרפראים. טקטיקה זו מאפשרת לא רק להופיע באביב המוקדם אלא גם לפזר סיכונים על-פני כמה עונות, כאשר בוגרים מגיחים במדורג לאורך מספר אביבים.
חריפה בדרגת בוגר מצויה אצל חרקים מסדרות שונות. יתרונה ביכולת להופיע באביב המוקדם כאשר התחרות על משאבים ושטח קטנה יותר. אצל מינים אחרים זה גם מאפשר להגדיל את מספר הדורות בעונה. חריפה בדרגת הבוגר אופיינית לחרקים באקלים קר שאינו קיצוני.

טריכודית אצילית - Trichodes nobilis אחת מחיפושיות המופיעות עם פרחי האביב.
הזחלים של הסוג הזה טפילים על חרקים שונים כמו דבורים או חגבים ומבלים בדיאפאוזה עד האביב

הגירה - חרקים רבים מותאמים לתנאי אקלים מוגדרים ועם שינוי במזג האוויר הם בוחרים לנדוד לאתרים בעלי אקלים נוח יותר. דוגמא מוכרת הם פרפרי הדנאית המהגרים מצפון אמריקה למקסיקו. להבדיל למשל מנדידת ציפורים, אצלן הפרט חוזר לנקודת המוצא, אצל חרקים הדרך היא חד-כיוונית. אורך החיים הקצר יחסית של החרקים לא מאפשר בד"כ לפרט לחזור לנקודת המוצא הרחוקה לעיתים אלפי ק"מ. החוזרים הם הדורות הבאים המתפתחים ביעד ההגירה. הגירות מקומיות נעשות כאשר פרטים עוברים לבתי-גידול מוגנים יותר כמו אזורים מיוערים או בעלי צמחיה רב-שנתית צפופה יותר. שם הם מוצאים מסתור או מטילים ביצים בטרם מותם. יש מינים טרופיים המהגרים לאזורים חמים אחרים בעונות הנוחות. הם לא שורדים בחורף אלא אם החורף אינו קיצוני או נוצרו תנאים המספקים מחסה יעיל. על מינים כאלה נמנים מזיקי חקלאות שונים המגיעים לאתרים נוחים יותר בתזמון המבטיח שפע מזון וטמפ' נוחות.

התגודדות - יש מינים הנשארים באתרם ונוקטים בשיטה הנקראת התגודדות. בשיטה זו מתקבצים פרטים רבים (עשרות, מאות ולעיתים אלפים) במחסה (עלים, אבנים, קליפות עצים) ומבלים כך את כל עונת הקור. נמצא שבדרך זו הקבוצה מעלה את טמפ' הסביבה בכמה מעלות מה שמאפשר דיאפאוזה בתנאים נוחים יותר. מבין החרקים הנוקטים בשיטה זו אפשר למצוא מינים של פשפשים, חיפושיות, פרפראים ודבוראים.

פנדור ההרדוף - Caenocoris nerii
פנדור ההרדוף מבלה את החורף בדרגות הצעירות וגם כבוגר
בימים קרים הפרטים נוטים להתגודד על ענפי ההרדוף או עלים.

סביבה - תנאי החורף ובחירת מחסה מתאים עשויים להיות קריטיים להישרדות. שלג לא דחוס מספק מחסה טוב בהיותו מלא אוויר ומבודד. מפנים דרומיים של עצים (במיוחד תחת קליפות עצים) או סלעים מספקים מחסה מוגן יותר מרוחות וטמפ' הגבוהה במקצת מטמפ' המפנה הצפוני. סביבה לחה מתקררת לאט יותר מסביבה יבשה ולכן היא מספק יתרון יחסי אבל סביבה רוויה מדי עשויה להטביע את החרקים.

חרקים נוקטים באסטרטגיות וטקטיקות שונות על-מנת להימנע מהקור או נזקו. עבור יצורים שאינם יכולים לווסת את חום גופם, חורף קר עלול להיות קטלני למדי ואכן רבים אינם שורדים למרות כל ההתאמות המיוחדות. מגוון ההתאמות הפיסיולוגיות וההתנהגותיות שמציגים חרקים הוא מדהים. המחקר המדעי מקדיש תשומת לב מרובה לתחום ההתאמות הפיסיולוגיות ועמידות בתנאי קיפאון. הבנת תהליכים אלה יכולה לשמש אותנו ברפואה מצילת חיים וטיפול במחלות שונות.

דבורה יחידאית מסוג מחושית - Eucera
דבורים יחידאיות מבלות את החורף בדרגת גולם, טרום גולם או בוגר
אצל המחושית הדיאפאוזה היא בדרגת טרום גולם.
באביב חלה התגלמות קצרה לאחריה מגיח הבוגר.

חורף ישראלי נחשב מתון ואירועים קיצוניים הם קצרים וספוראדיים. אצלנו לא נימצא חרקים המקפיאים את עצמם (למעט אולי באזור החרמון), אבל מרבית הטקטיקות והשיטות שהוזכרו ברשומה מקובלות גם על החרקים המקומיים. המבנה האורכי של ישראל מצפון לדרום ותבליט הטופוגרפי יוצר תת-אזורי אקלים המאפשרים למינים רבים לשמור על פעילות רצופה כל השנה באזורים בהם האקלים נשאר מתון וחם יחסית והמזון זמין ומאידך באזורים אחרים חרקים אלה נעלמים או נכנסים לדיאפאוזה באחד מדרגות החיים.
החורף שלנו מזמן ימי שמש לא מעטים, טמפ' נוחות יחסית ופריחה מגוונת מה שמאפשר לחרקים רבים לשמור כבוגרים או בדרגות הניזונות על פעילות באש קטנה, זאת כל עוד הטמפ' לא נופלת מ 7 מעלות והשמש מחממת את גופם. פעילות בחורף מזמנת לחרקים תחרות נמוכה מצד חרקים אחרים ולחץ טריפה קטן יותר. גם זו אסטרטגיית הישרדות קבילה.

*דיאפאוזה אינה מוגבלת לעיתות קור ויש מינים הנכנסים לדיאפאוזה דווקא בעונת הקיץ או תחת עקה אחרת (חוסר מזון למשל). על התמודדות חרקים עם תנאי חום קיצוניים אני אפרסם בעתיד רשומה נפרדת.