זמזום הכלולות של הימשושים

בנחיל ימשושים – קרובי המשפחה החביבים יותר של היתושים (בעיקר כי הם אינם עוקצים) – קורה לעתים דבר מה מפתיע: שניים מחברי הנחיל נצמדים זה לזה, חוצים את הנחיל מצד לצד ובו-בזמן מסתחררים אחד סביב השני כזוג רקדנים. מדענים תהו לפשר ה"זיווג" המשונה: האם אלו שני יריבים המתגוששים, בעלי ברית חדשים – או אולי זכר ה"ממשש" ימשוש אחר כדי לבדוק אם זאת, במקרה, ימשושה שנקלעה בטעות לנחיל המורכב בדרך כלל מזכרים בלבד? מדעני מכון ויצמן למדע ושותפיהם למחקר גילו כי הזיווג המשונה כנראה לא קשור להעדפות החברתיות של הימשושים.

כיצד בכלל ייתכנו זוגות ימשושים בתוך נחיל כאוטי המורכב מחרקים המעופפים במהירות רבה ביותר? זוגות אלה תועדו באוניברסיטת סטנפורד במסגרת נחיל ניסויי של הזן Chironomus riparius. בניסוי זה הראו המדענים בבירור כי חלק מזוגות הימשושים חצו את הנחיל מצד לצד עד שמונה פעמים ברציפות.

פרופ' ניר גוב והחוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר דן גורבונוס מהמחלקה לפיסיקה כימית וביולוגית, פיתחו בעבר מודל פיסיקלי המסביר כיצד נוצרים נחילי חרקים. לפי מודל זה, חרקים "יודעים" להימשך זה לזה בעזרת הזמזום שהם משמיעים במעופם. במסגרת המודל, וכפי שקורה לעתים במערכות חישה ביולוגיות, רגישות החרקים לזמזום משתנה באופן דינמי בהתאם לנסיבות: הם פחות רגישים לרעש כשהם במרכז הנחיל, אך בקצוותיו, שם הזמזום חלש יותר, רגישותם עולה.

במחקר החדש, השתמשו פרופ' גוב וד"ר גורבונוס במודל כדי להסביר את היווצרות הצמדים בתוך הנחיל. הם ניתחו את מסלולי התעופה של הימשושים כפי שתועדו במצלמות החוקרים בסטנפורד והגיעו למסקנה כי אפשר להסביר את היווצרות הצמדים באמצעות משיכת החרקים לזמזום והרגישות המשתנה שלהם לעוצמתו. במלים אחרות, כאשר הימשושים מרחפים במרכז הנחיל, הרעש סביבם גדול, וכתוצאה מכך רגישותם לרעש נמוכה, כך שהם לא קשובים לזמזום של ימשושים אחרים. ואולם, כאשר שני ימשושים מוצאים עצמם מעופפים זה לצד זה בעודם מתרחקים ממרכז הנחיל, רגישותם לצליל הזמזום עולה בהדרגה, וברגע מסוים הזמזום שהם קולטים זה מזה הופך להיות חזק יותר מרעש הרקע של הנחיל – והדבר גורם להם לעופף "בזוג" עד שהאיזון העדין הזה מופר. בהסתמך על עקרונות אלה בלבד, הצליחו המדענים לנבא את המסלולים של זוגות הימשושים שתועדו בניסוי בסטנפורד, מבלי להסתייע בהשערות על מניעים ביולוגיים פוטנציאליים להתנהגות החרקים.

ממצאים אלה מספקים לא רק הסבר לתופעה מסתורית בחרקים – הם עשויים גם להסביר התנהגות קבוצתית במערכות ביולוגיות אחרות, למשל להקות ציפורים, מושבות חיידקים או צברי תאים. בנוסף, הממצאים עשויים לשמש גם במערכות מעשה ידי אדם, למשל, בניבוי אינטראקציות אפשריות בתוך קבוצות של רובוטים או רחפנים.

במחקר השתתפו ד"ר קספר וון דר ווארט, ד"ר מייקל סינהובר ופרופ' ניקולס ט' אואלט מאוניברסיטת סטנפורד ופרופ' ג'יימס ג' פאקט ממכללת גטיסברג בארצות-הברית.