מצויים בתחושה שיש המון חרקים סביבכם; גם אם לא רואים אותם? אתם לא טועים. החרקים נחשבים לקבוצה דומיננטית מאוד בביוספרה – מה הסוד שלהם? מדוע יש כל כך הרבה חרקים? מאידך, מחקרים שנערכו בעשרות השנים האחרונות מצבעים על מגמה של ירידה תלולה בשפע הביולוגי בכלל ובחרקים בפרט. מומחים מערכים שכל שנה נכחדים 0.01% – 0.1% מינים מכלל בעלי־החיים והצמחים בכדור הארץ. מחקרים אחדים מנבאים אפשרות לכאורה להכחדה משמעותית של מינים רבים, בהם גם פרוקי־רגליים רבים – מגמה שזכתה בתקשורת (האלקטרונית והמודפסת) לכינוי 'אפוקליפסה עכשיו' של החרקים. אז מה קורה כאן? איך טענות כבדות משקל להכחדה מתיישבות עם העובדה שהחרקים נמצאים בכל מקום; לטוב ולרע.
כיצד קבוצה, שחלק מהאנושות מחשיב כשולית או מזיקה, הינה מהחשובות ביותר במארג האקולוגי העולמי? אין סיבה אחת העושה את החרקים לקבוצה מוצלחת מבחינת עושר מינים ושפע פרטים. אדרבא, מדובר במכלול סיבות, שזורות ותלויות זו בזו – על כך בהמשך. גם הפגיעה במגוון הביולוגי1. היא תוצא של יותר מגורם אחד, חלק מכריע מכך קשור אלינו, לאורח החיים שלנו, לרמת החיים ולרצון לחיות בעולם לכאורה טוב יותר עבורנו.
אולם בטרם נדון בסוד להצלחה ובשאלה מדוע, ראוי תחילה להתייחס למושגים: 'הרבה', 'המון'. תחושה, גם אם היא חזקה או מוחשית, אינה מצביעה בהכרח על המצב לאשורו. אנו נוטים לסוביקטיביות רבה בתחושות שלנו ולכן רצוי להציב מנגד מדדים אובייקטיביים, עד כמה שאפשר. איך מודדים כמות של אורגניזמים; לפי מספר מינים (עושר מינים)? מספר פרטים (שפע)? משקל (ביומסה)? האם כמות היא מדד להצלחה ביולוגית?
דרך ישירה, פשוטה וכמובן בלתי אפשרית היא לספור ו/או לשקול את כל האורגניזמים בעולם ולהשוות. במציאות, אנו עומדים מול ביוספרה עשירה בבתי גידול, ואין ביכולתנו לדגום את כולם. בסופו של דבר אנו מבצעים הערכות סטטיסטיות מאוד מאוד מוגבלות, כלליות ומקומיות וזה הכי טוב שיש לנו, עד שהמדע יפתח כלים טובים יותר להערכות ומדידה של כמויות וביומסה. למה חשוב לדעת כמה יש? המגוון הביולוגי הוא תשתית קיומית לאדם ולחיים בביוספרה בכלל. המגוון הביולוגי מספק שירותים אקולוגיים חיוניים (איכות מים, איכות אוויר, פוריות קרקע ועוד), חומרי גלם ומשאבים גנטיים, ערכים תרבותיים ומעל הכל יש לו ערך משל עצמו, שאינו תלוי בדבר, גם לא באדם. אם אנו רוצים לשים אצבע על דופק של המגוון הביולוגי, אנחנו חייבים למדוד פרמטרים שונים, בהם גם כמות של מינים ופרטים.
עושר מינים
עושר מינים – מספר המינים הביולוגים באזור נתון (במקרה שלנו בכל הביוספרה). מספר מינים הוא ביטוי הפוטנציאל למגוון (diversification), כלומר היכולת ליצור מתוך תבנית ראשונית אחת, עושר של אורגניזמים הנבדלים זה מזה ויוצרים מינים נפרדים. עושר מינים מהווה מרכיב במגוון הביולוגי. על פי מדד זה החרקים, המהווים כ־75% מכלל המינים המתוארים בכדור הארץ, הם קבוצה מוצלחת מאוד.
קיימות תפישות שונות להגדרת מין ביולוגי (species). השאלה 'מהו מין'? הופכת להיות מורכבת יותר במיקרואורגניזמים חד־תאיים, כמו חיידקים. כיצד ניתן לְכַמֵּת דבר מה, אם אנו מתקשים להגדיר: מהו הדבר הזה? בנוסף, מספר מינים בתוך קבוצה טקסונומית2 הוא דינמי, ומשתנה לאורך השנים עם שכלול כלי המחקר והצטברות הידע המדעי; מינים חדשים מתווספים לרשימה כל שנה ואחרים נושרים עקב זיהוי שגוי, כפילויות ועוד. לעיתים מינים עוברים קבוצה או מתפצלים בין קבוצות בעקבות מידע עדכני המצביע שאין הם קרובי משפחה באותה מידה שסברו קודם לכן.
המדע מכיר בשם תקף3 (valid species) כ־1,200,000 מינים של פרוקי־רגליים (בהם כ־70,000 מינים של פרוקי־רגליים ימיים, רובם סרטנאים Crustacea), מתוכם כמיליון הם חרקים. נכון להיום מוכרות 27 סדרות חרקים (23 מיוצגות בישראל). מתוכן 4 סדרות: חיפושיות, זבובאים, פרפראים ודבוראים כוללים כ־80% מכלל מיני החרקים המתוארים. לשם השוואה: הערכת מספר מיני הצמחים בעולם מדברת על מעל 390,000 מינים של צמחים ((SOTWP 2016, מוכרים כ־60,000 מינים של חולייתנים (יונקים, עופות, זוחלים, דוחיים ודגים). בממוצע מתוארים כל שנה 15,000–18,000 מינים חדשים (מכל הקבוצות), מרביתם חסרי־חוליות.
הערכה הרווחת היא שקיימים יותר מינים של פרוקי־רגליים שעדיין לא תוארו למדע מאשר כלל כל המינים שתוארו עד כה (רובם כנראה קטנים או מתקיימים במקומות שקשה לחקור). הערכות שמרניות מדברות על 5-2 מיליון מינים ויש המעריכים 10 מיליון ויותר. בכל הערכות הללו חרקים מהווים את הרוב המכריע. לשם השוואה, מספר כל מיני החיידקים שתוארו עד כה מוערך בכ־30,000 (2006 Dykhuizen). זו הערכת חֶסֶר וסביר שהמספר בפועל גדול בהרבה; מכמה מיליונים ועד מיליארד מינים (תלוי את מי שואלים ואיך מגדירים מין). הסיבה לפער נובעת מהעובדה הפשוטה שאין די חוקרים ותקציבים לחקור את כל בתי הגידול בהם עשויים להימצא חיידקים. גם אם יהיו, עדיין ידרשו מאות שנים של מחקר להשגת המטרה. מצב דומה קיים בכל ענף הטקסונומיה, כולל בתחום האנטומולוגי; מחסור תמידי בתקציבים ובחוקרים מקשה מאוד על ביסוס הערכות של מספר המינים האמיתי בכל קבוצות האורגניזמים.
שפע
שפע – מספר הפרטים היחסי מכל קבוצה ביולוגית לשטח נתון (בהקשר של הדיון להלן ההתייחסות לחרקים היא כקבוצה ביולוגית אחת מול קבוצות אחרות ברחבי הביוספרה). שפע מהווה רכיב נוסף בהגדרת המגוון הביולוגי. מספר פרטים מסייע בהערכה של צפיפות אוכלוסייה (של קבוצה ביולוגית), המשקפת כושר הנשיאה של שטח נתון לזמן נתון. בראייה ארוכת טווח ערך זה יכול לשמש מדד לשינויים העוברים על בית הגידול ואינם ניתנים למדידה בשיטות אחרות או להוות בקרה לשיטות אחרות.
הערכת מספר פרטים (אינדיבידואלים) או גודל אוכלוסייה אינה פשוטה. לדוגמא: מעריכים שמספר בני האדם בעולם הוא כ־7.6 מיליארד (נכון לשנת 2018). אף שכמעט כל מדינה סופרת את האזרחים שלה, המספרים מקורבים ולא ניתן לקבל אומדן מדוייק, אלא הערכה מלומדת.
ספירת חרקים מורכבת הרבה יותר. אין לנו נגישות לכולם, אורחות החיים שלהם מצריכים שיטות מדידה שונות ובכלל! זו משימה בלתי אפשרית לאור הדינמיקה המורכבת של הביוספרה והשינויים העונתיים והרב עונתיים המתרחשים בה. C. B. Williams, אקולוג ואנטומולוג אמריקאי, אמד4 בשנת 1964 את מספר החרקים בעולם כולו, לזמן נתון, ב־1018 (רק חיידקים עולים עליהם במספר הפרטים).
מספר היפותטי זה מפוזר באופן לא אחיד על אינספור גומחות אקולוגיות. שפע תלוי בין השאר בכושר הנשיאה של בית הגידול (שבתנאים טבעיים אינו קבוע לאורך השנה והשנים). כושר נשיאה של בית גידול דל משאבים כמו מדבר אינו זהה לזה של בית גידול עתיר משאבים כמו האזור הטרופי, הנחשב לעשיר ביותר בעולם מבחינת עושר ושפע המינים.
משקל (ביומסה)
ביומסה היא סכום כולל של משקל חומר חי בכלל או של אוכלוסיות שונות ליחידת שטח. ביומסה משקפת צפיפות אוכלוסייה ודרישה למשאבים. יש דרכים שונות להציג אותה: במשקל יבש, במשקל רטוב או בפרמטר אחר, למשל במשקל אטומי הפחמן5 (קרבון) – שהוא יסוד המצוי, באחוז יחסי, בכל אורגניזם חי.
לדוגמא: בהנחה (שמרנית) שהממוצע העולמי של משקל אדם הוא 62 ק"ג ומכפילים זאת ב־7.6 מיליארד נקבל כ־471 מיליון טונות (מסה רטובה). מנגד, אם נכפיל את הערכת מספר הפרות בעולם; 1.3~ מיליארד פרטים, במשקל ממוצע של 500 ק"ג נקבל 650 מיליון טונות (מסה רטובה). כלומר יש הרבה פחות פרות בעולם מאנשים, אולם הביומסה הרטובה שלהן עולה על מסת כל בני האדם בתבל.
משרעת הגדלים והמשקלים של החרקים עצומה. הקטנים ביותר נמנים על קבוצת הדבוראים (המשפחה מִימָרִידִיִּים Mymaridae) והם שוקלים כ־0.025~ מיליגרם (מיליגרם = אלפית הגרם). לשם השוואה; טווח משקלים של נמלה פועלת הוא 1-5 מיליגרם, החרקים הכבדים ביותר שוקלים כ־40 גרם, חלקם משתייכים למשפחת הזבליתיים בסדרת החיפושיות. השיא 'הזמני' שייך לפרט אחד של חגבאי Deinacrida heteracantha מניו זילנד ששקל 71 גרמים (רוב הפרטים שוקלים פחות מחצי). משרעת זו הופכת את הערכת הביומסה הגלובלית של החרקים למורכבת, אולם לצורך הדיון ואם רוצים להיות ספקולטיביים במיוחד, ניתן להכפיל את הערכת מספר אינדיבידואלים ((1018 במיליגרם אחד (הערכה ממעיטה) ונקבל מיליארד (109) טונות, מסה רטובה של חרקים.
דוגמא להתפלגות מסה המוצגת במשקל פחמן ניתן למצוא במחקר6 שפורסם באפריל 2018 ומציג הערכה עדכנית של התפלגות הביומסה על פני כדור הארץ Bar-On at al. 2018)). על פי בר־און וחובריו, פרוקי־רגליים (יבשתיים וימיים) מהווים 1 גיגה (109, מיליארד) טונות קרבון. ראשונים הם הצמחים המהווים 450 גיגה טונות קרבון והפרוקריוטים (חיידקים + ארכאונים) המהווים 77 גיגה טונות קרבון. נתונים אלו מספקים נתון גולמי חשוב, הממחיש את חשיבותה של כל קבוצה ומיקומה היחסי במארג הביולוגי העולמי ובמחזור הפחמן בטבע.
קיימים קשיים לא קטנים בהערכות ביומסה ומספר מינים, ומכך קיימים אומדנים שונים וסותרים ולא מעט מחלוקות על שיטות המדידה. קושי זה נידון לאורך ולרוחב במחקר המדעי. הקישור הבא Are all the ants as heavy as all the humans? ממחיש חלק מהקשיים הללו. הערכות של חלק מהחוקרים נמוכות בהרבה ועדיין מדובר במספרי עתק בלתי נתפסים.
עד כאן למדנו שגם בפרמטרים מדידים אכן יש המון חרקים. אבל השאלה היותר חשובה היא למה יש כל כך הרבה ומה הסוד שלהם? עושר, שפע וביומסה הם מדדים המסייעים להבליט את החרקים כקבוצה מוצלחת במיוחד אך אינם יכולים להסביר את הסיבות להצלחה. עבור ההסבר אנו זקוקים למדדים נוספים; היכולים לבחון את החרקים אל תוך העבר שלהם ולאסוף מידע על אורחות החיים שלהם והיחסים שלהם עם הסביבה הא־ביוטית והביוטית. בחלק זה של הרשומה יוסבר ה'למה' ובהיבטים ההיסטורי, הביולוגי והאקולוגי. לבסוף תישאל שאלה נוספת? מה בעתיד?
היסטוריה אבולוציונית ארוכה
החרקים לא היו פרוקי־הרגליים היבשתיים הראשונים עלי אדמות. אולם מרגע שהם הופיעו לפני כ־400 מיליוני שנים, ההיסטוריה האבולוציונית החלה להשתנות במהירות רבה. חרקים הופיעו לאחר הופעת הצמחים ביבשה והיו מבין האורגניזמים הראשונים שהיוו לחץ ברירה חזק על התפתחות הצמחים ובהיזון חוזר הצמחים השפיעו על החרקים (ראו גם ברשומה פרפרים וצמחים – יחסים מצטלבים). החולייתנים היבשתיים ראשונים (דו־חיים) החלו להופיע לפני כ־370 מיליוני שנים, בתחילה הם שכנו במקווי מים ועלייתם ליבשה החלה זמן קצר (במונחים גיאולוגים) לאחר מכן. אין ספק שחרקים היוו רכיב חשוב במזונם של חלוצי החולייתנים היבשתיים ולחצי טריפה היוו לחץ ברירה על כל פרוקי־הרגליים דְּאָז ובהם ראשוני החרקים.
לשם השוואה; הסוג Homo ממנו התפתח האדם המודרני Homo sapiens החל לאכלס את כדור הארץ לפני כ־1.8 מיליוני שנים. והעדויות הראשונות על האדם המודרני הולכות אחורה 250 אלף שנים לפחות; בהערכות מצומצמות ועד 800,000 שנים; בהערכות מרחיבות. בכל מקרה, במונחים אבולוציוניים, האדם הוא אורגניזם צעיר מאוד.
ההיסטוריה האבולוציונית של החרקים אינה ארוכה משמעותית מזו של החולייתנים היבשתיים. בהתחשב שקצב הופעת מינים למשך זמן נתון הוא דומה בכל הקבוצות (McPeek & Brown 2007), היינו מצפים לעושר מיני חולייתנים גדול יותר בהשוואה לקיים בזמננו אנו. אולם ההיסטוריה האבולוציונית של כדור הארץ אינה קו ישר העולה בעקביות אלא קו זיגזג של עליות וירידות, קו המשקף אירועים שונים המשפיעים על עושר המינים. אירועי הכחדה המונית שעברו על כדור הארץ הם דוגמא להשפעות מהותיות על שינויים בכמות המינים לאורך ההיסטוריה האבולוציונית. אירועי הכחדה המונית לא פסחו על אף אחד, גם לא על החרקים. ותק היסטורי (לכשעצמו) של החרקים יכול להסביר חלק מעושר המינים, אולם הותק לבדו אינו הסבר מכריע.
רבייה
גודל אוכלוסייה של כל מין מושפע מהיחס שבין כושר הרבייה למגבלות המתקיימות בסביבת החיים שלו. בטבע פועלים גורמים מגבילים רבים (למשל: מחלות, טריפה, רעב, אקלים), הגורמים לתמותה של מרבית הצאצאים, עוד לפני הגעתם לבגרות מינית ו/או העמדת צאצאים. במציאות גודל אוכלוסיות נתון כל הזמן לתנודות עונתיות/שנתיות, לעיתים קיצוניות.
חרקים נבדלים מרוב החולייתנים היבשתיים בכושר רבייה גבוה ומחזור חיים מהיר וקצר (יחסית). חרק ממוצע יכול להביא במהלך חייו מאות ואלפי צאצאים. דוגמא קלאסית לפוטנציאל הרבייה של חרקים מודגמת בהתרבות של כנימות. תאורטית, כנימות עלים עשויות להגיע בדור העשירי למספר עצום של 1018 פרטים. זבובי פירות עשויים להגיע לאחר 10 דורות למספר 1022. כמובן שמספרים אלו הם תיאורטיים; בהנחה ספקולטיבית שכל הפרטים מגיעים לבגרות מינית – למזלנו זה לא מתרחש.
מרגע שבקעו מהביצה, חרקים רבים מסוגלים להגיע לבגרות תוך שבועות מספר. יכולת העשויה לאפשר, בהינתן התנאים המתאימים, הקמת מספר דורות עוקבים, לעיתים חופפים חלקית, במהלך עונת פעילות אחת. היכולת להציב מספר מחזורי רבייה בעונה מהווה מקדם ביטחון לשינויים לא צפויים בבתי הגידול המושפעים מתנודות אקלים והפרעות שונות. גמישות רבייתית7 מאפשרת לנצל טוב יותר משאבים בזמן ובמרחב הגאוגרפי, להתמודד עם שנים גרועות ולסגור פערים ואף להתעצם פי כמה בשנים טובות.
מגוון גנטי
השוני בהרכב הגנטי בין פרט אחד לאחר המשתייך לאותו המין, מהווה מרכיב שלישי בתיאור המגוון הביולוגי העשיר של החרקים. המשמעות הישירה של כמות הצאצאים העצומה שמעמידים החרקים ברבייה מינית, הן ברמת הסדרה והן ברמות טקסונומיות נמוכות יותר, היא מגוון גנטי עצום. מאחר וכל צאצא שונה גנטית במעט מאחיו (לא כך ברבייה אל־מינית8, שהיא צורת רבייה חריגה יחסית בחרקים) ועוד יותר מאוכלוסיות רחוקות יותר של אותו המין, הרי עושר גנטי מהווה פוטנציאל בלתי נדלה להתפתחות התאמות, גם אם הן מינוריות, המאפשרות לשגשג במגוון עצום של בתי גידול ולהתמודד טוב יותר עם שינויים ביוטיים וא־ביוטיים המהווים חלק בלתי נפרד מרוב בתי הגידול.
השונות הגנטית הגבוהה בין המינים לכשעצמם ובין הטקסונים הגבוהים יותר (סוגים, משפחות ועוד) היא תוצאה של היסטוריה אבולוציונית ארוכה ויכולות רבייה יוצאות מהכלל.
השלד
חרקים כמו פרוקי־רגליים אחרים מתבססים על שלד גוף חיצוני (קוטיקולה) פרוק העוטף את כל האיברים הרכים והפגיעים. לשלד עמידות מכנית גבוהה והקוטיקולה מתפקדת גם כמסנן בררני המונע חדירה של חומרים מזיקים או גורמי מחלה. החומרים הבונים את הקוטיקולה משמשים בסיס ליצירת מבנים מורפולוגים מגוונים כמו: זיפים, קשקשים, קוצים ובליטות שונות ומשונות. קוטיקולה יכולה להיות גמישה מאוד, כמו הקרומים היוצרים את כנפי התעופה או המפרקים בגפיים או להיות קשיחה מאוד כמו בכנפי החפייה של חיפושיות או בלסתות הפה.
שלד חיצוני פרוק מהווה מודל גמיש ש'איפשר', במהלך האבולוציה, לייצר התאמות לאינספור מטרות ואתגרי קיום. התאמות המאפשרות לחרק לנצל את משאבי בית הגידול בצורה יעילה. דוגמא לכך אפשר למצוא בעושר הטיפוסים של גפי הליכה או גפי פה, ראו קישור. אחת ההתאמות המרשימות ביותר של השלד היא התעופה. חרקים היו הראשונים לעופף (אי שם לפני כ־350 מיליוני שנים), הם גם פרוקי־הרגליים היחידים שפיתחו כנפיים. היכולת לעוף מספקת שלל אפשרויות: החל מיכולת בריחה מאוייב, חיפוש מזון, חיפוש בני זוג ויכולות הפצה בהיקף שלא היה אפשרי עד להתפתחות התעופה. אין ספק שתעופה מהווה אחת מהסיבות החשובות לתפוצה גלובלית רחבה.
בניגוד לקבוצות פרוקי־רגליים אחרות (עכבישנים, מרבי־רגליים, סרטנאים ועוד) חרקים מפגינים את העושר המורפולוגי הגדול ביותר, עד כי לפעמים קשה מאוד למצוא דמיון חיצוני בין חרקים הרחוקים משפחתית האחד מהשני ולעיתים גם בין חרקים המשתייכים לאותה המשפחה, או אפילו באותו המין עצמו (הבדלים בין זכר לנקבה או בין בוגר לזחל).
מימדים
למימדי גוף חשיבות אקולוגית עצומה. כושר נשיאה של שטח קשור הדוקות למימדי האורגניזמים השוכנים בו. כושר נשיאה הוא מדד המציין את מספר הפרטים של מין מסוים, היכולים להתקיים לאורך זמן בסביבה בעלת משאבים מוגדרים. משאבי מזון הם דוגמא לרכיב המשפיע על כושר הנשיאה. כמות המזון בשטח נתון, מגבילה את גודל האוכלוסייה (או את הביומסה) לאותו שטח. אורגניזם קטן אוכל פחות מאורגניזם גדול, הניזון מאותו מזון ולכן אוכלוסייה של אורגניזמים קטנים יכולה לשמר כמות אינדיבידואלים גדולה יותר על בסיס אותה כמות של מזון.
חרקים הם יצורים קטנים, לפחות ביחס לרוב החולייתנים. למימדים קטנים כמה יתרונות: [א] אכלוס נישות קטנות שאין עליהן תחרות רבה על משאבים. [ב] כמות המזון הנדרשת לאינדיבידואל כדי לסיים מחזור חיים ולהתרבות קטנה יחסית ולכן הוא יכול להתקיים בנישה בה מינים גדולים יותר, הניזונים מאותו מזון, לא ישרדו. [ג] יצורים קטנים נוטים להגיע לבגרות מהר יותר מיצורים גדולים. התבגרות מהירה משתקפת לא פעם בכושר רבייה עצום (הערה: לא כל החרקים מתבגרים מהר, חלק עושים זאת במהלך שנים ארוכות, אבל רוב אלו המתפתחים לאט מנצלים משאבי מזון קשים לצריכה, שהתחרות עליהם ממילא קטנה מאוד).
התפתחות בגלגול
חרקים מתפתחים בדרך של גלגול (מטמורפוזה), במהלכו עוברת כל דרגה גדלה התנשלות (על ההתנשלות בחרקים ראו קישור) בה היא 'מתקלפת' מכסות הגוף הישנה וממשיכה לגדול בתוך שלד חדש, גדול יותר, המאפשר גדילה פנימית והתפתחות איברים שונים, בהם איברי הרבייה. מודל הגלגול הראשוני של החרקים הוא גלגול־חסר בו הדרגות הצעירות דומות מאוד (לרוב) לבוגר ועל הרוב ניזונות מאותו מזון (חורגים מזה הבריומאים והשפיראים). מודל מתקדם יותר הוא גלגול־מלא בו נוספה דרגת התפתחות נוספת בין דרגת הזחל האחרונה לבין הבוגר והיא הגולם. אצל בעלי גלגול־מלא הדרגות הגדלות שונות מורפולוגית, לעיתים לחלוטין, מהדרגה הבוגרת. שוני זה בא לידי ביטוי במזון שונה או/ו בעונת פעילות נפרדת. הבדל זה מאפשר למקסם את ניצול המשאבים בין הדרגות המתפתחות לבין הבוגרים, לצמצם תחרות ישירה על משאבים ולאפשר לכל גיל לפעול בעונה הטובה ביותר לצרכיו, אם לאכילה או לרבייה.
עדות להצלחה של הגלגול־המלא – 86% מכלל מיני החרקים מתפתחים בדרך של גלגול־מלא. במרבית המקרים אין תחרות ישירה על מזון בין הדרגות הצעירות לבוגר. הדוגמא הקלאסית להימנעות מתחרות כזו היא אצל הפרפראים, שבמרבית המינים הזחלים ניזונים על מזון מוצק (חלקי צמחים) בעוד שמרבית הבוגרים ניזונים על מזון נוזלי (בעיקר צוף) או שאינם ניזונים כלל.
ניצול משאבי מזון
חרקים כקבוצה, ניזונים על מגוון עצום של משאבי מזון. יש בהם צמחונים, טורפים ואוכלי כל. יכולת זו מקבלת ביטוי במגוון מורפולוגי של גפי פה המותאמות לצריכת מזונות שונים: מוצקים, נוזליים, יבשים או רטובים (ראו גם ברשומה 'מה חרקים אוכלים'). חרקים אוכלי צמחים (הרביבורים ) מהווים קבוצה משמעותית הן בתוך החרקים (מבחינת מספר מינים וביומסה) ומבין כל ההרביבורים האחרים בעולם. נתון לא מפתיע לאור העובדה שעיקר המזון שעמד לרשותם בתחילת התפתחותם האבולוציונית היו צמחים. צמח אחד יכול לספק מגוון נישות ואפשרויות הזנה למינים שונים של חרקים המשתמשים בו כמשאב מזון או בית גידול. החל מהשורשים, דרך הגבעול, המוהל, העלים, הפרחים, האבקה, הצוף, הפרי והזרעים. ההרביבורים מהווים משאב מזון בפני עצמם, לחרקים אחרים הטורפים אותם.
חרקים מצטיינים בניצול משאבים שאורגניזמים אחרים נמנעים מהם, הן בשל הקושי המכני להשיגם או הצורך בהתאמות מורפולוגיות או פיזיולוגיות כדי לצרוך אותם. יש מהם שהסתגלו לחיים כטפילים פנימיים (פרזיטואידים) המתפתחים בתוך פרוקי־רגליים, אחרים מתפתחים בתוך רקמות צמחים ויש מהם המסוגלים להתפתח על מקורות מזון שמעטים מסוגלים לעכל (תאית, דונג) או לאכול צמחים הרעילים מאוד לכל בעל־חיים אחר. אחרים מגלים גמישות תזונתית רחבה וזו מאפשרת הסתגלות מהירה לשינויים בזמינות המזון בבית הגידול או יכולת לנצל משאבים לא מוכרים בבתי גידול חדשים.
גמישות הקבוצה בניצול משאבי מזון התפתחה תודות להיסטוריה אבולוציונית ארוכה, עושר גנטי עצום, פיתוח קשרים סימביוטיים עם אורגניזמים אחרים ומודל הנדסי גמיש של שלד הגוף שאיפשר לייצר מאותו מודל ראשוני אינספור טיפוסים והתאמות.
תפוצה
אם תפוצה גלובלית היא מדד להצלחה, הרי חרקים הם קבוצה מוצלחת מאוד, בעלת יכולת עצומה בניצול משאבים ושטחי מחייה. למעט סביבות חיים ימיות בהן הם מיעוט זניח, החרקים תופסים מקום בכל גומחה אקולוגית יבשתית; קרקעית או מימית (מים מתוקים). החל מתת־הקרקע ועד לצמרות העצים הגבוהים ביותר. נמצא אותם במערות עמוקות חשוכות־עד ובפסגות ההרים הגבוהות ביותר (יש מינים המסוגלים לחיות בגבהים של מעל 6000 מטרים). כקבוצה הם מגלים יכולת לשרוד במשרעת טמפרטורת גדולה ביותר; החל מתנאי קיפאון (בתרדמת חורף) וכלה בטמפרטורות בלתי סבילות לאדם במדבריות החמים ביותר. יכולת זו מתאפשרת בשל מגוון המינים, מגוון גנטי וגמישות פלסטית של מודל הגוף שמקורו באב הקדמון של החרקים.
האם העתיד שייך לחרקים?
מוסכם על רבים שכיום המין האנושי הוא המשפיע ביותר על הביוספרה העולמית, הרבה מאוד בזכות טכנולוגיה המהווה מכפיל כוח. האדם נמצא בכל מקום וכובש במהירות שטחים אחרונים שנשארו בלתי מיושבים או לא מנוצלים למטרות כלכליות. השינויים הישירים והעקיפים על המערכת האקולוגית הגלובלית הם מהותיים ומכריעים. בעיקר משום שהם מתרחשים בפרק זמן קצר, השקול להרף עין אבולוציוני. מרבית החרקים וכן רוב האורגניזמים האחרים מתקשים לעמוד מול קצב השינויים. מיעוטם מצליחים; חלקם מציג הסתגלות מהירה לחומרי הדברה, לבתי גידול חדשים ולשינויים אקלימיים בשל כך. אחדים מהם הפכו למזיקים או/ו מינים פולשים.
סקירה עדכנית (2019 Sánchez-Bayo & Wyckhuys) מציינת 4 גורמים עיקריים לירידה בעושר ושפע העולמי של החרקים: [א] אובדן שטחי מחיה לטובת פיתוח עירוני וחקלאי ושימושים תעשייתיים. [ב] שימוש מתמשך בחומרי הדברה, דשנים כימיים ומזהמים כימיים אחרים [ג] גורמים ביולוגיים, כמו תחרות מול מינים פולשים וחשיפה למחלות חדשות [ד] שינויים אקלימיים. ארבעת הגורמים הללו ידועים היטב שנים רבות והשילוב בינם מהווה מכפיל כוח בעקה הכוללת, המכבידה על חרקים ומקשה עליהם להתגבר על פגיעה במקורות מזון, ירידה ברבייה והתמודדות עם מחלות.
אף שיש הסכמה רחבה בין אנשי המדע באשר לעדויות המצביעות על הפגיעה במגוון הביולוגי של החרקים וירידה מדידה לאורך השנים בביומסה שלהם, החוקרים חלוקים על ההגדרה 'הכחדה מיידית'. יש צורך בעוד הרבה מחקרים, גלובליים ואזוריים (וגם להתמודד עם הכחשות של בעלי עניין) בכדי לקבל הערכות מצב מהימנות ועדכניות על מימדי הפגיעה, הסיבות לכך והיכן צריך לנקוט פעולות מניעה מיידיות. עם זאת ברור, לכל מי שעיניו בראשו, שמצב המגוון הביולוגי בכללותו, לא רק נראה רע, הוא רע! המחלוקת היא; כמה רע?
המצב בשטח מורכב יותר מרַק דעיכה של אוכלוסיות חרקים ואורגניזמים אחרים. חרקים שתפוצתם הגיאוגרפית (הגלובלית או המקומית) הייתה מוגבלת בשל אי יכולת להסתגל לאקלים קר, מוצאים באזורים מתחממים נחלות חדשות ונוחות ומתחילים לשגשג. עבור חלק (קטן) מהמינים התחממות גלובלית דווקא צופנת עתיד חיובי. שינויי אקלים גלובליים מייצרים תנועת הגירה של אוכלוסיות חרקים מאזורי מחייה טבעיים (ההולכים ומתחממים, מתייבשים ומשתנים) אל 'שדות מרעה' חדשים עם פוטנציאל גדול עבורם. אזורים קרים שהתחממו הופכים למתאימים יותר לחקלאות שפעם לא הייתה אפשרית והרי לכם מפגש בעייתי – חקלאות חדשה מול חרקים מקומיים המוצאים פתאום שפע מזון או מהגרים תקופתיים שהופכים במהרה למתיישבי קבע ולמזיקים ללא אוייבים טבעיים. אזורים מדבריים העוברים פיתוח חקלאי מסיבי או התיישבות, מהווים מקפצה אקולוגית למינים שהמדבר היווה עבורם מחסום וכעת נפתח עבורם שער ירוק דרכו הם יכולים לדלג לבתי גידול חדשים שעשויים להוות פוטנציאל להרחבת תפוצה ומעבר לסטטוס של מזיקים.
חלק מאותו 'המון חרקים' שאנו חשים סביבנו קשור דווקא לאפקט 'החיובי' של השינוי האקלימי. סביבת האדם מהווה בית גידול נפלא למינים רבים, שאת חלקם אנו, מן הסתם, לא אוהבים בלשון המעטה. אולם מעבר לערפל השפע המדומה מסתתרת אמת מחרידה – מינים רבים שאנו כלל לא מכירים ומן הסתם כנראה גם לא נכיר, הולכים ונעלמים, חלקם במקומות שאנחנו אפילו לא מודעים לקיומם או לא נספיק לחקור.
יש שיגידו מן הסתם "מי צריך אותם, מי זקוק לתיקנים, יתושים וזבובים מעבירי מחלות. מה נפסיד מאובדן של כמה פרפרים, חיפושיות ודבורים. הרי הרווח גדול מהפסד" האם הם באמת חשובים? קיימת סכנה גדולה בהפרדה בין קבוצות אורגניזמים, כאשר מתייחסים אל ההשפעה שלהם על המערכת האקולוגית והכלכלית. בהקשר הזה הכל שזור האחד בשני וחרקים הם חלק חיוני במארג הגלובלי, בין ואנו מבחינים בשירותים שהם מספקים או לא. בין ואנו אוהבים אותם או מתעבים אותם. מעצם העובדה שמדובר בקבוצת האורגניזמים היבשתית הגדולה ביותר; חרקים שזורים בתפקודים הבסיסיים ביותר של כל מערכת אקולוגית. פגיעה בהם היא פגיעה גם בנו. בין ונרצה או לא, אנו חלק מהמערכת הזו, גם אם נחשוב שלא.
כאשר כותרות החדשות זועקות סכנה מיידית לצמחים, יונקים, ציפורים או דגים, התגובה הציבורית, במקרה הטוב, היא חשש, הזדהות ובמקרה חריג מחאה. אנו זקוקים לצמחים עבור מזון (לנו ולבעלי החיים שאנו מגדלים), תרופות, מוצרים שונים, חמצן ועוד. אנו שוכחים לעיתים קרובות שצמחים תלויים בחרקים. כ־87% ממיני הצמחים תלויים בבעלי־חיים (מרביתם חרקים) לצורך האבקה. וגם באופן ישיר או עקיף בדרכים נוספות כמו: איכות הקרקע, הגנה ממזיקים או הגנה ממתחרים ועוד. אם נפסיד את החרקים בעולמנו, נפסיד אחוז משמעותי מהצמחים, מהיונקים, מהציפורים, מהזוחלים, הדו־חיים, מדגי המים המתוקים וקבוצות נוספות.
מחקר שפורסם לאחרונה העריך שציפורים צורכות 500-400 מיליוני טונות של חרקים מדי שנה (Nyffeler at al. 2018). הפסד זה ילווה גם בשינויים אקולוגיים מרחיקי לכת, בהם: השפעה לרעה על מקורות המים שלנו, האצת מידבור, פגיעה באקוסיסטמה המימית, ואפילו השפעה על האקלים הגלובלי.
לא ניתן להפריד בין קבוצות אורגניזמים בשאלה מי מהם טוב לנו ומי רע. כן! אפילו חרקים מזיקים מספקים שירותים אקולוגיים חשובים וגם מהווים מזון חיוני לקבוצות בעלי־חיים אחרות שאנו אוהבים. אנחנו לא יכולים להרשות לעצמנו להיות 'אבירים לבנים' רק של בעלי־חיים נבחרים וחמודים (מיני דגל), גם אם הם משווקים בתקשורת את המטרה החשובה לכולם – שמירה על המגוון הביולוגי. האנושות חייבת להחיל על עצמה ראייה רחבה, בה כולם שווים וההצלחה של כולם היא גם ההצלחה שלנו. אנחנו חיים במציאות עגומה בה רעב, אי יציבות כלכלית, מגיפות, זיהום מים, מדבור וזיהום האטמוספירה נוגשים באזורים גיאוגרפים רבים (גם בשכנות ישירה אלינו). אין שום סיבה להוסיף אש למדורה באי נקיטת עמדה ברורה (פוליטית, כלכלית וחברתית) המציבה את השמירה על המגוון הביולוגי כחלק חיוני במלחמה באיומים לעיל.
סיכום
החרקים שולטים לא רק מפני שהם קדמו לנו. המודל הראשוני מהם התפתחו היה כנראה מוצלח בכל המדדים: רבייה, התפתחות, גמישות מורפולוגית ופיזיולוגית ומכך גם היכולת לנצל אינספור משאבים ובתי גידול. כאשר בוחנים את העושר של העכבישנים, מרבי־הרגליים ועוד פרוקי־רגליים יבשתיים, שחלקם אף הקדימו את החרקים בכיבוש היבשה, אין העושר שלהם משתווה לאלו של החרקים. מוצלחים ככל שיהיו בנישות שהצליחו לכבוש לעצמם, המודל מהם התפתחו יתכן ולא היה גמיש מספיק לנצל את מרחב הזמן האבולוציוני לגידול בעושר מינים. יש המון חרקים מכיוון שהם התפתחו על בסיס מודל המאפשר להגיב במהירות לשינויים סביבתיים; א־ביוטיים וביוטיים, להתאושש גם לאחר הכחדות המוניות ויכול להתמודד במקביל עם בעיות נפרדות או להציב מגוון פתרונות ישימים לאותן בעיות.
בפועל החרקים הם עדיין השליטים הדומיננטיים של הביוספרה הארצית. ההשפעה שלהם על מערכת האקולוגית הגלובלית משמעותית ולעיתים מכריעה. מנגד! קצב השינויים שאנו כופים על הביוספרה, בהם: פגיעה בבתי הגידול (אבדן, קיטוע, צמצום, זיהום), זיהום האטמוספירה ופליטת גזי חממה, מתקרב לסדרי גודל של הכחדה המונית ויש המכנים זאת ה'הכחדה ההמונית השמינית'. לכך יש השפעה ישירה ושלילית על העושר הביולוגי, כולל החרקים. שינויים אלו עשויים בעתיד הלא רחוק להעמיד גם אותנו, כחלק מהביוספרה וכתלויים בה ובמשאבים שלה, בסכנה קיומית אמיתית. להבדיל מאותן הכחדות גלובליות המוניות, הפעם אנחנו חלק מהמשחק ומהווים את אחד השחקנים החשובים והמשפעים. המין האנושי אולי לא יכחד אבל ישלם מחיר יקר מאוד באובדן השליטה על המשאב החשוב ביותר שיש לו – כדור הארץ. אולי השאלה הנכונה היא, מדוע יש כל כך הרבה בני אדם?
תודות:
על הערות וההארות תודה רבה לדר' דני סימון, לדר' ליז מורגוליס ולחוקרת קרן לוי – מוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, אוניברסיטת תל אביב.
1. המונח מגוון ביולוגי ( (biodiversityמתאר את מגוון החיים על פני כדיר הארץ, מרמת המולקולה ועד לרמת המערכת האקולוגית. המגוון הביולוגי משקף, בין השאר, את מגוון המינים (עושר המינים + שפע), המגוון הגנטי, מגוון המערכות האקולוגיות וגם מגוון תהליכים אקולוגיים.
2. קבוצה טקסונומית או טקסון – קבוצה ביולוגית של אורגניזמים בעלי תכונות משותפות; מורפולוגיות וגנטיות. לדוגמא: סוג, משפחה, סדרה.
3. שם תקף – שם מדעי עדכני של אורגניזם הנקבע לפי כללים שפורסמו על ידי ועדה בינלאומית הקובעת את החוקים למתן שמות מדעיים של טקסונים בתחום הזואולוגיה.
4. המספר 1018 הופיע לראשונה בספר; 1964Patterns in the Balance of Nature and Related Problems in Quantitative Ecology . מספר דומה; 1019 ננקב על ידי האקולוג הנודע E.O. Wilson. ראוי לציין שמספרים אלו כוללים קבוצות של פרוקי־רגליים שכיום אינם מסווגות כחרקים, במיוחד קְפִיץ־זַנְבָאִים Collembola (המוצבים יחד עם החרקים בתת־מערכה Hexapoda). עדיין, גם ללא אלו שנשרו בדרך, מדובר במספרים עצומים.
5. מדידת ביומסה של קרבון מייצגת את פוטנציאל כמות הפחמן היכולה להתווסף ממקורות ביולוגיים לאטמוספירה כדו־תחמוצת הפחמן.
6. המחקר Bar-On at al. 2018)) מציג לא רק נתונים אלא גם את הקשיים בהערכות ביומסה והמחסור בנתונים (מומלץ לקרוא את המחקר בפני עצמו).
7. גמישות רבייתית היא יכולת להתרבות בתנאים מגוונים, גם כאשר התנאים סביבתיים (הביוטיים והא־ביוטיים) לא אידאלים. יתרון משמעותי לחיים בסביבה שאינה יציבה מבחינת זמינות מזון, טמפרטורות ותנאים אחרים העשויים להגביל רבייה.
8. רביית בתולין / פרתנוגנזה – סוג של רבייה אל־זוויגית. מצב שבו יצור שמורפולוגית הוא נקבה מעמיד צאצאים בלא צורך בהפריה וכל הצאצאים של היצור הזה הם בעלי חומר תורשתי זהה לו. ראוי לציין שבמקרים רבים רבייה אל־מינית מתרחשת לסרוגין עם רבייה מינית המשמרת את השונות הגנטית באוכלוסייה.
מקורות נבחרים:
החרקים, מיכאל קוסטא, עריכה מדעית ויקטוריה סורוקר, 2006
המגוון הביולוגי, קמפוס טבע, אוניברסיטת ת"א
Biodiversity and insect pests, Geoff M. Gurr Steve D. Wratten William E. Snyder Donna M. Y. Read, 2012
Butterflies aren’t expendable. Our brittle reality depends on them, too, Michael S. Engel, The Washington Post, March 2019
Clade Age and Not Diversification Rate Explains Species Richness among Animal Taxa Mark A. McPeek and Jonathan M. Brown, 2007
Climate-driven declines in arthropod abundance restructure a rainforest food web Bradford C. Lister and Andres Garcia, 2018
Diversification rates and species richness across the Tree of Life, Joshua P. Scholl, John J. Wiens, 2016
Global distribution of microbial abundance and biomass in subseafloor sediment, Jens Kallmeyer, Robert Pockalny, Rishi Ram Adhikari, David C. Smith, and Steven D’Hond, 2012
Herbivory increases diversification across insect clades, John J. Wiens, Richard T. Lapoint & Noah K. Whiteman, 2015
How Many Species Are There on Earth and in the Ocean?, Camilo Mora, Derek P. Tittensor, Sina Adl, Alastair G. B. Simpson, Boris Worm, 2011
How Many Species of Insects and Other Terrestrial Arthropods Are There on Earth? Nigel E. Stork, 2018
http://wwf.panda.org/our_work/biodiversity/biodiversity
Human vs Livestock vs Wild mammal biomass on Earth, Kalahari Lion Research, 2015
Insect Biodiversity: Science and Society Edited by Robert G. Foottit and Peter H. Adler, 2009
Insectivorous birds consume an estimated 400–500 million tons of prey annually, Martin Nyffeler, Çağan H. Şekercioğlu, Christopher J. Whelan, 2018
Insects: Evolutionary Success, Unrivaled Diversity, and World Domination, David B. Rivers, 2017
Is the Insect Apocalypse Really Upon Us? Ed Yong, The Atlantic, Feb 2019
Middle-Late Triassic insect radiation revealed by diverse fossils and isotopic ages from China, Daran Zheng, Su-Chin Chang, He Wang, Yan Fang, Jun Wang, Chongqing Feng, Guwei Xie, Edmund A. Jarzembowski, Haichun Zhang and Bo Wang, 2018
More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas, Caspar A. Hallmann at al., 2017
Mosquito-Borne Disease Could Threaten Half the Globe by 2050, Chelsea Harvey, Scientific American website, 2019
New approaches narrow global species estimates for beetles, insects, and terrestrial arthropods Nigel E. Stork, James McBroom, Claire Gely, and Andrew J. Hamilton, 2015
Numbers of Insects (Species and Individuals), Smithsonian Institution website, 2000
Phylum Arthropoda, Zhi-Qiang Zhang, 2013
Prokaryotes: The unseen majority, William B. Whitman, David C. Coleman, and William J. Wiebe, 1998
Species Numbers in Bacteria, Daniel Dykhuizen, 2006
State of the World's Plants 2016, Kathy J. Willis, Kew Royal Botanical Gardens, 2016
The 8 Million Species We Don’t Know, Edward O. Wilson, New York Times Sunday Review, March 4, 2018
The biomass distribution on Earth, Yinon M. Bar-On, Rob Phillips, and Ron Milo, 2018
The Insect Apocalypse Is Here, Brooke Jarvis, The New York Times, 2018
The Magnitude of Global Insect Species Richness, Kevin J. Gaston, 1991
Where have all the insects gone? Gretchen Vogel, science magazine website, 2017
Which life form dominates Earth? Nic Fleming, BBC website, 2015
Why Thousands of New Animal Species Are Still Discovered Each Year, Dan Nosowitz, 2015
Worldwide decline of the entomofauna: A review of its drivers, FranciscoSánchez-Bayo, Kris A.G.Wyckhuys, 2019