ד"ר גיל סתיוBTI, הבצילוס הישראלי, חומר הדברה ביולוגי יעיל וידידותי לסביבה ולמשתמש
הבצילוס הישראלי, BTI, או בשמו המלא Bacillus thuringiensis israelensis, הינו חומר הדברה ביולוגי ספציפי לזחלי יתושים. למרות היותו חומר ביולוגי, האפסון והשימוש בו נוחים בדומה לחומרים הכימיים. גם יעילותו אינה פוחתת מהם. נהפוך הוא, בשל היותו ביולוגי וספציפי יש לו יתרונות רבים על חומרי ההדברה הכימיים. אופן השימוש הנפוץ ב BTI הוא ע"י ריסוס על פני המים. ה BTI הינו רעל קיבתי: זחלי יתושים ניזונים ממנו ומתים. החומר בטוח לשימוש מכיוון שהוא לחלוטין אינו פוגע בבני אדם, בחיות מחמד, חיות משק ומינים טבעיים למעט ביתושים (Culicidae) ובעוד שתי משפחות חרקים קרובות אליהם.
כיצד התגלה ה BTI ?
ה BTI התגלה באמצע שנות ה 70 במהלך סקר יתושים שביצע פרופ' יואל מרגלית מאוניברסיטת בן גוריון בנחל הבשור. פרופ' מרגלית עבר בין גבי מים לאורך הנחל ודגם זחלי יתושים הנמצאים שם. את המינים שמצא הגדיר פרופ' מרגלית והוסיף לידע מיני היתושים בארץ ותפוצתם. באחד מגבי המים אליהם ניגש כדי לדגום את זחלי היתושים, הוא מצא כי כל הזחלים מתים. בתחילה היה מתוסכל בחשבו שהגב זוהם ע"י חומר כימי כלשהו, עובדה שהייתה פוגעת בהיקפו של הסקר ובאיכותו. אבל מהר מאוד הוא קלט שיש כאן משהו מיוחד. משהו שונה מכול מקום אחר שטופל כנגד יתושים. רק זחלי היתושים נצפו מתים במים. שאר דרי השלולית כמו ראשנים, סרטני שלולית למיניהם וחרקי מים נצפו חיים ואף נראה היה שפעילותם רגילה למדי. איזה מין חומר הדברה או רעל כלשהו פוגע אך ורק בזחלי יתושים? מכיוון שאין בנמצא שום חומר כימי שכזה הייתה לפרופ' מרגלית הארה. מי יודע כמה מחוקרי היתושים בדורו, או לפניו, עברו ליד שלוליות שכאלה והתעלמו מהממצאים?! גדולתו של פרופ' מרגלית הייתה בהבנה שהייתה לו באותו הרגע, שהוא חוזה במשהו ייחודי – חומר הדברה שהורג אך ורק זחלי יתושים ואינו פוגע בשאר החיות בשלולית, כנראה שגם בשאר בעלי החיים בכלל. הוא העריך שמדובר בחיידק, לכן אסף כמה שיותר זחלי יתושים מתים ומיהר איתם חזרה לאוניברסיטה. את הזחלים המתים הוא מסר למעבדה מיקרוביולוגית, שם הפיקו את כל החיידקים המצויים בזחלים המתים. את החיידקים שהפיקו פיזרו, כל מין חיידק בנפרד, בגיגיות עם זחלי יתושים חיים ובדקו מה הורג אותם. נמצא כי זן של חיידקי בצילוס תורנגיינסיס, שלא היה מוכר עד כה למדע, הוא זה שקוטל את זחלי היתושים. פרופ' מרגלית קרא לזן החיידק החדש בצילוס תורנגיינסיס ישראלנזיס (Bacillus thuringiensis israelensis), או כפי שהוא מוכר היום בראשי תיבות BTI.
מהו ה- BTI ?
למעשה, חומר ההדברה BTI הינו נבגים (Spores) של החיידק עצמו. כמו למיני חיידקי באצילוס אחרים, גם ל BTI יכולת ליצור נבגים פנימיים בתנאי עקה. כאשר תנאי הסביבה הולכים ונעשים קשים עבור החיידק, הוא הולך ומפסיק את הפעילות התוך תאית שלו ובמקביל יוצר מעטפת שתשמר את ה DNA שלו. חיידק האם מת, אך ה DNA בתוך המעטפת, הנבג, ממתין לשעת כושר כדי להתעורר מחדש. כשהנבג הרדום מזדמן לסביבה ידידותית לחיידק הוא מתעורר לחיים ומייצר חיידק חדש שחוזר לפעילות מלאה. זהו אחד מיתרונותיו העיקריים של ה BTI. חיידקים חיים צריך לשמר בתנאי מעבדה מאוד מיוחדים (כמו טמפרטורה ולחות מתאימים) ולספק להם קרקע מזון כול הזמן כדי שישרדו. נבגים ניתן לאפסן על המדף למשך זמן רב, ללא כול צורך בטיפול כלשהו, ולהשתמש בהם רק בשעת הצורך.
החומר המסחרי BTI יכול להופיע בצורות שונות, בהן תרכיז נוזלי, אבקה וגרגרים לשחרור איטי. אך בכולם אופי הפעולה דומה והדרך בה הם פוגעים ביתושים זהה. לאחר היישום מתפזרים הנבגים בתוך המים. מכיוון שזחלי היתושים ניזונים מחומר אורגני הכולל מיקרו אורגניזמים, שהם מסננים מהמים, גם נבגי ה BTI מתווספים למזונם. התנאים במעי של זחל היתוש הינם אותה סביבה ידידותית לחיידק הנזכרת לעיל. אך בטרם יתעורר הנבג הרדום ויהפוך לחיידק חי ופעיל עליו להתיישב. במעי היתוש ישנם ארבעה סוגי קולטנים שונים אליהם "יודע" הנבג להתחבר. לכשמתיישב הנבג על אחד מהקולטנים הללו מתעורר החיידק לחיים. חיידק, כמו כול יצור חי, אוכל ומפריש. ה BTI מפריש מגופו חומר גבישי. הגבישים הללו פוצעים ואף קורעים את דפנות המעי של זחל היתוש וכך מביאים את קיצו. קיימת תלות מוחלטת בין הקולטנים במעי להתעוררות החיידק. מכיוון שלנו, בני האדם, ולרוב שאר בעלי החיים אין את הקולטנים המדוברים במעיים, וכיוון שהמעיים שלנו אינם סביבה ידידותית לחיידקי ה BTI, אין סיכוי שחיידקים אלו יהיו פעילים אצלנו ויפגעו בנו, או בבעלי חיים רבים אחרים. מכיוון שביצי יתוש וגלמי יתוש אינם ניזונים (כמו כול ביצה וגולם אחרים), אין ה BTI פוגע בהם. מכיוון שיתושים בוגרים חיים מחוץ למים, הם לא ייפגעו מטיפול במקורות מים עם BTI (אבל, ראו את הכתוב בהמשך לגבי עתיד ה BTI). לכן מדובר בפגיעה בזחלים בלבד.
יתרונות הספציפיות של ה BTI
רוב חומרי ההדברה אינם ספציפיים ופוגעים במגוון רחב של בעלי חיים (ואף עלולים לפגוע בבני אדם). ריסוס חומרים שכאלה במקורות מים יכול להיות יעיל נגד זחלי היתושים, אך הוא פוגע גם באויביהם הטבעיים של היתושים. כול אותם דרי השלולית שטורפים את זחלי היתושים (כגון: שטגבים, חיפושיות שחייניות, זחלי שפיריות ושפריריות ועוד רבים) וכול דרי השלולית שמתחרים עם זחלי היתושים על מזונם (סרטני שלולית כמו דפניות וצדפוניות, ראשנים שונים ועוד) נפגעים אף הם מחומרי ההדברה הקונבנציונאליים. לאחר התפוגגות חומר ההדברה, לרוב, יהיו אלו היתושים שיחזרו ראשונים למים. אלא שהפעם חיי זחל היתוש קלים יותר. אין מי שיטרוף אותו, ואוכל לא חסר כי אין מי שיתחרה איתו על המזון. אוכלוסיית היתושים תתאושש במהרה ואולי אף תהיה גדולה יותר וחזקה יותר מבעבר. לעומת זאת, לאחר ריסוס ב BTI יחכו לזחלי היתושים טורפים מורעבים שעברו תקופה מסוימת ללא זחלי יתושים לטרוף. מקווה המים יישאר דל במזון כיוון שהמתחרים המשיכו בחייהם כרגיל, אולי אף ביתר שאת כי לא היו יתושים שיתחרו בהם.
בשתי משפחות של חרקים, הקרובים מאוד גנטית למשפחת היתושים (Culicidae) ישנם את הקולטנים המתאימים במעיים להתיישבות נבגי BTI ואת הסביבה הידידותית לחיידק. לכן ה BTI יעיל במידה מסוימת גם נגדם: ישחורים (Simuliidae) המכונים באנגלית Blackflies, וימשושים (Chironomidae) המכונים באנגלית non-biting midges. הסיבה לחוסר היעילות החלקית של BTI נגד הזחלים של משפחות אלו אינה נעוצה, כנראה, במרחק הגנטי הזעיר שיש בין המשפחות הללו ליתושים. הסיבה שיש להשתמש ב BTI בריכוזים גבוהים עד פי עשרה כנגד ישחורים וימשושים היא בעיקרה אקולוגית, השוני בבתי הגידול של החרקים השונים. בניגוד לזחלי יתושים, זחלי ישחורים גדלים צמודים לסלעים במים שזורמים מהר. ניתן למצוא בארץ זחלים של מיני ישחורים שחיים במפלי מים. הריכוז הגבוה של BTI נדרש כאן בגלל שהחומר מתפזר במהרה. זחלי ימשושים חיים בקרקעית של מקווה המים מחופרים בקרקע. גם כאן נדרשת כמות גבוהה של BTI כדי שמשהו יגיע אל הזחלים. אגב, גם כנגד זחלי יתושי כולכית (Culexsp.) החיים בביוב יעילותו של ה BTI נמוכה בשל אופיו של בית הגידול. מכיוון שבמי ביוב יש חומר אורגני רב, הסבירות שזחל היתוש יאכל דווקא נבג של BTI ולא משהו אחר שהביוב מספק, אינה גבוהה. גם כאן שימוש בריכוז גבוה של BTI פותר את הבעיה. מאידך, בביוב אין ליתושים אויבים טבעיים ולכן ל BTI אין יתרון על חומרי הדברה אחרים. בביוב אפשר בהחלט להשתמש בחומרי הדברה כימיים אנאורגאניים.
BTI בישראל
בשל יתרונותיו הרבים של ה BTI הוא הפך לחומר ההדברה העיקרי לזחלי יתושים באירופה ובארה"ב. בישראל, לעומת זאת, ארץ המוצא של ה BTI, דווקא ממעטים להשתמש בו. קיימת כיום פורמולציה רשומה אחת בארץ: BTI נוזלי של חברת ביודליה המייצרת את המוצר "בקתוש" ו"גן-טוש". לאחרונה נעשו, ע"י חברת רימי, ניסיונות לרשום בארץ מוצר חדש, BTI מוצק בשם "FourStar". היתרון של מוצר זה הוא בשחרור האיטי של שני חומרים פעילים BTI וBacillus sphaericus המאפשר זמן פעולה ממושך יחסית. נכון לרגע זה התכשיר טרם עבר את תהליך הרישוי.
עתיד ה BTI
רבים טענו במשך שנים שבניגוד לחומרי הדברה אחרים, הסיכוי של יתושים לפתח תנגודת ל BTI שואפת לאפס. תומכי טענה זו ציינו את העובדה שקיימים ארבעה קולטנים שונים לנבגי ה BTI במעי היתושים. מה הסיכוי שיתוש יפתח ארבע מוטציות שונות בו זמנית? הרי שליתוש מוטנט שיגדל ללא רק אחד מהקולטנים לא יהיה כול יתרון והוא ימות עם שאר היתושים, ולא ישרוד להעביר את המוטציה לדור הבא. בכול הקשור לקולטנים אני נוטה להסכים עם דעה זו, אבל שולל אותה משום שהתנגודת עלולה לבוא ללא קשר אליהם. מה אם למשל ייווצר יתוש מוטנט ש BTI לא טעים לו והוא "יירק" את הנבגים בטרם יבלע אותם? ואכן, אשר יגורנו בא לנו כאשר חברות ליצור חומרי הדברה ניסו לעקוף את הקולטנים. חומר הדברה המשתמש בגבישי ה BTI בצורה ישירה (ללא החיידק עצמו) נכנס לשימוש. נכון להיום ישנם מקומות בעולם (כאלה שהחומר היה בשימוש רב) בהם נמצאו זחלי יתושים חסינים ל BTI. אם לא ניזהר ונישמר, ייתכן ובעתיד יאבד לנו אמצעי הדברה איכותי זה.
במקביל ישנם ניסיונות פיתוח ל BTI. מכיוון שנבגי ה BTI ממהרים לשקוע ולהתפרק במים, יעילותם נגד יתושים היא קצרת טווח. יש שיאמרו שזה יתרון, שכן חיידק שחי זמן רב עלול לפתח מוטציות לא רצויות. אבל מבחינת יישומי הדברה זה חיסרון. פרופ' איתן בן-דב (מכללת אחווה) הצליח להחדיר את ה BTI לתוך אורגניזמים חד תאיים שחיים בשלולית. האורגניזם והחיידק חיים יחד זמן רב "ומחכים" להיאכל ע"י זחל היתוש. נראה שהיישום מחכה ליזם שירים את הכפפה. פיתוחים נוספים נבדקים להזנת יתושים בוגרים ב BTI לשם הדברת יתושים גם מעבר לשלב הזחל. נוסו פיתיונות סוכריים (מזונם של הבוגרים) המכילים BTI עם הצלחה חלקית בלבד לפגוע באוכלוסיית היתושים. יש המדברים על פיתוח צמחים שצוף הפרחים שלהם (שוב, מזון הבוגרים) יכיל BTI. נכון לימים אלו לא ידוע לי על הצלחה כלשהי בכיוון הזה.
כותב המאמר הינו בעל תואר ד"ר באקולוגיה עם התמחות ביתושים, זבובים ועוד חרקים מזיקים. היה בעבר סטודנט ועוזר מחקר של פרופ' יואל מרגלית ז"ל, אבי ה BTI.
BTI הוא גרם שלילי או חיובי?
כל חיידקי ה BT הם גרם-חיוביים.
מאמר יפה מאד, שווה קריאה.
חומר ההדברה, fourstar, אינו חומר הדברה רשום. רשימת חומרי ההדברה הרשומים מופיעה באתר המשרד להגנת הסביבה.
תודה על ההערה. הכתבה תוקנה.
אני לומד בקורס הדברה גיל סתיו אחד המרצים הטובים שהכרתי
שאפו על הפרגון לד"ר גיל סתיו !
האם אחד מחומרי ה bti ניתן לשימוש עצמאי או שחייב מדביר מוסמך?
למיטב ידיעתי אין צורך להיות מדביר כדי להשתמש ב BTI, משום שהחומר מזיק רק ליתושים ולמינים קרובים להם.
לד"ר גיל סתיו:
אני מכיר את הפרשה מהתחלה, גם יואל ז"ל, שהיכרתי גם אותו. החידק בודד על ידי ד"ר זיגי אבנצ'יק ז"ל, במכון הביולוגי בנס ציונה. הוא (בתמימותו, ומבלי לדאוג לזכויות) מסר אותו להגדרה בצרפת, ואחרי זה החיידק נפוץ בכל העולם.
אנא תקן,
זמיר (גימלאי של המכון, וחבר של זיגי).
"במקביל ישנם ניסיונות פיתוח ל BTI. מכיוון שנבגי ה BTI ממהרים לשקוע ולהתפרק במים, יעילותם נגד יתושים היא קצרת טווח"
אז אולי אפשר "להטביל" ולעטוף חלק מהנבגים בחומר שישמור עליהם ללא פעילות שנה שנתיים ושלוש. ובכל שנה ושנה "תפתח" לה אצווה חדשה
דר' גיל סתיו
תודה רבה על המידע המרתק
זכיתי שנפל בחלקי להיות אחד מתלמידך
היכן קונים את החומר?
האם קיים BTI באריזה קטנה לשימוש ביתי ?