משולש קטלני - מה הורג את העיטם לבן הראש, הציפור הלאומית של ארצות הברית?

 

מאז 1994 התרחשו בארצות הברית אירועים שונים של תמותה מסיבית של עיטמים לבני-ראש, עוף דורס מרשים שתזונתו מורכבת בעיקר מדגים. עוף זה נחשב לציפור הלאומית של ארצות הברית ומופיע על סמליה, ולכן התעורר בציבור עניין רב בפגיעה בו. התברר שהעופות המתים לקו במחלת מוח קטלנית, אך הגורם למחלה לא היה ידוע. לאחרונה, כ-27 שנים לאחר האירוע הראשון, זוהה סוף סוף השילוב המשולש שגרם למחלה הקטלנית: זיהום סביבתי, צמח פולש וחיידקים כחוליים שמאכלסים את הצמח ומפרישים רעלן.

עיטם לבן ראש - צולם בחופי Prince Rupert בקולומביה הבריטית, קנדה,
Ron Peterson, Wikimedia commons

בשנת 1994 מתו מסביב לאגם דה גריי (De Gray) במדינת ארקנסו, 29 עיטמים לבני ראש (Haliaeetus leucocephalus). חלקם נצפו קודם לכן כשאינם מצליחים לנחות ממעופם במקום הנכון, ומתנגשים בסלעים. שנתיים לאחר מכן, ב-1996, מתו 26 עיטמים נוספים, ומאז התרחשו עוד אירועים דומים בדרום מזרח ארצות הברית. בבדיקת העיטמים המתים נמצא שהמוחות שלהם נפגעו, פגיעה שאופיינה בהיווצרות  חללים בחומר הלבן (המיאלין). המחלה כונתה Vacuolar myelinopathy) VM).  בהמשך התברר שהמחלה פוגעת גם בעופות אחרים, וגם בזוחלים, דו חיים ודגים. על אף מאמצי החוקרים לא אותר הגורם למחלה במשך שנים, אך היה ידוע שהוא עובר דרך שרשרת המזון מלמטה למעלה  – למשל מדגים נגועים לעופות הדורסים שטרפו אותם.

קבוצת המחקר של האקולוגית הימית סוזן וילדה (Wilde) מאוניברסיטת ג'ורגיה החלה לחקור את התופעה בשנת 2001. וילדה חשדה שמדובר במיקרואורגניזמים רעילים כלשהם, למשל אצות או חיידקים כחוליים, שידוע כי הם מפרישים רעלנים אל הסביבה. היא יצאה לדגום את מקווי המים באזור אירועי התחלואה, ובכל האזורים הרלוונטיים מצאה את הצמח הפולש הידרילה (Hydrilla verticillata) – צמח שמקורו בהודו אשר יובא לצורך שימוש בתור צמח אקווריום. על הצד התחתון של העלים מצאה וילדה צברים של חיידקים כחוליים ממין שלא היה מוכר למדע קודם לכן. התברר כי הצמח משמש בית גידול לחיידקים אלה, שקיבלו את השם Aetokthonos hydrillicola – "קוטל העיטמים השוכן בהידרילה".

הידרילה, בהודו. 
Yercaud-elango, Wikimedia commona

תמותה של עיטמים לבני ראש נצפתה רק באזורים שבהם היו מרבדים צפופים של צמחים וחיידקים. מיצוי של הצמחים והחיידקים המאכלסים אותם (פיצוץ התאים ואיסוף תכולתם) מאזורי תמותה של עיטמים היה קטלני לחיות מעבדה, בעוד מיצוי דומה מאזורים שבהם לא הייתה תמותת עיטמים לא היה קטלני. מהמיצוי הקטלני בודד הגורם ל-VM, רעלן המכיל ברום – AETX - Aetokthonotoxin. תוספת של אשלגן ברומיד לתרבית החיידקים במעבדה אפשרה לחיידקים הכחוליים שעל הצמחים לייצר את הרעלן.

המבנה הכימי של הרעלן Aetokthonotoxin
Timo Niedermeyer, Wikimedia Commons

ריצוף הגנום החיידקי הוביל לגילוי הגנים המייצרים את הרעלן, והעיקרי ביניהם הוא halogenase – אנזים שמוסיף שיירי ברום לחומצה האמינית טרפטופן. הוכח ש-AETX  פוגע במוח, וכי הוא קטלני במעבדה למגוון רחב של יצורים: התולעת Caenorhabditis elegans, דג הזברה (Danio rerio) ותרנגולים (Gallus gallus) – בכולם אובחנה ה-VM.

ומהיכן הגיע הברום למים? כאן נכנסים לתמונה בני האדם. הברום הוא מזהם, שמגיע בעיקר ממפעלי תעשייה. רק כאשר תרכובות ברום זמינות לחיידקים הם מייצרים את הרעלן, אשר גורם לפגיעות שונות במערכת העצבים ההיקפית בבעלי החיים שניזונים מהצמח ומהחיידקים שעליו. מבעלי חיים אלה מגיע הרעלן לדורסים שטורפים אותם, ואצלם הוא מצטבר וגורם ל-VM.

כך הביאו מאמצי המחקר לפתרון התעלומה הבלשית שהטרידה את ארצות הברית במשך עשורים, ונמצא הגורם למוות של העיטמים לבני-הראש ושל בעלי חיים  נוספים: שילוב של פעולות האדם (החדרת צמח פולש וזיהום) ושל תהליכים ביולוגיים. הבנת התהליכים שגורמים להצטברות הרעלן חשובה לניטור סביבתי ולמניעה של הרעלות נוספות שמסכנות את חיות הבר ואת האדם.

סיכום חזותי של המתואר בכתבה
המקור
IMAGE CREDITS: GREENFROG TADPOLE, B. GRATWICKE; AMERICAN COOT, G. S. SEGLER; GRASS CARP, R. HAGERTY; SNAIL KITE, SIRKFISH; PAINTED TURTLE, U.S. FISH AND WILDLIFE SERVICE; BALD EAGLE, W. H. MAJOROS. IMAGES ARE ALL UNDER THE CREATIVE COMMONS ATTRIBUTION GENERIC LICENSE

המאמר המקורי: 

Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy 

תודה לחברי מ"ממדע גדול בקטנה": לסמדר רבן, שערכה, ולאורן אוסטר, מיה סער, יניב טננבאום-קטן, יונתן אלטרז ווויקטור צרנוב מ"ממדע גדול בקטנה"  על הארותיהם. 

פורסם באתר האינטרנט ובדף הפייסבוק של "מדע גדול, בקטנה", 16 ביוני 2021