חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס

מחקר

14.10.2021
מה מאיים על חיות הלילה?

מחקר שנערך על צרצרים מגלה כי זיהום האור מוציא אותם מסנכרון, פוגע ביכולת הרבייה שלהן ומאיים על המשך קיומם

 

  • רפואה ומדעי החיים

מי שמטייל בשעות הערב בחוץ בוודאי שמע לא פעם מסבך השיחים או מחלקת הדשא הקרובה את קולות הצרצור שמשמיע הצרצר הזכר לנקבות, כדי שיבואו ולהזדווג אתו. אם תהיתם למה לפעמים הצרצר שוכח "לכבות את המתג" ולהמשיך לעשות זאת גם בשעות היום - יש לכך הסבר. מחקר משותף של אוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה הפתוחה גילה כי חשיפת צרצרים זכרים לתאורה בשעות החשיכה עלולה לשבש את מחזור הפעילות שלהם. לדברי החוקרים, השיבוש עלול לפגוע ברבייה ואף לסכן את קיומו של המין כולו.

 

אור מלאכותי מקצר חיים

המחקר נערך בהובלת פרופ' אמיר אילי וקרן לוי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, ופרופ' ענת ברנע מהמחלקה למדעי הטבע והחיים באוניברסיטה הפתוחה. כמו כן במחקר השתתפו במחקר יואב ויגרצין ממעבדתו של פרופ' אילי ורוני עפרוני מאוניברסיטת תל אביב.

 

"בפרק א' של ספר בראשית כתוב: ' וַיֹּאמֶר אֱלֹהִים, יְהִי אוֹר; וַיְהִי-אוֹר... וַיַּבְדֵּל אֱלֹהִים, בֵּין הָאוֹר וּבֵין הַחֹשֶׁךְ. וַיִּקְרָא אֱלֹהִים לָאוֹר יוֹם, וְלַחֹשֶׁךְ קָרָא לָיְלָה...'. ואכן, ההבחנה בין יום ללילה, בין אור לחושך, היא אחד מיסודות החיים על פני כדור הארץ. אך האדם, שהוא חיית יום בדרך כלל,  משבש את הסדר הטבעי: הוא מייצר תאורת לילה מלאכותית, שמגרשת את החושך ומאפשרת לו להמשיך בפעילות גם בלילה. נכון להיום, יותר מ-80% מבני האדם חיים תחת זיהום אור, והיקף התאורה המלאכותית בלילה עולה בכ-5% מדי שנה", מסבירה קרן לוי.

 

"לצערנו, לעתים קרובות התאורה הזאת משפיעה לרעה על הסביבה, ומשבשת התנהגויות טבעיות שהתפתחו לאורך מיליוני שנות אבולוציה. מחזורי השינה של יצורים רבים משתבשים, תוחלת החיים שלהם מתקצרת, והפעילות של בעלי חיים ליליים נפגעת. כך לדוגמה חיפושית הזבל שמנווטת על פי שביל החלב ברקיע, מאבדת את דרכה כשזיהום האור גובר, צבי ים הבוקעים מהביצה בחוף עושים דרכם אל המקום הבהיר ביותר בסביבה (שאמור להיות הים), ומגיעים לטיילת הסמוכה ועוד ועוד", היא מוסיפה.

 

כשצרצר יוצא מסנכרון

במחקר הנוכחי בחנו החוקרים את השפעת זיהום האור על צרצר השדה, חרק לילי שצרצורו נשמע היטב בעונה זו ברחבי הארץ, כאשר זכרים בוגרים קוראים לנקבות לבוא ולהזדווג עמם. במסגרת המחקר החוקרים עקבו אחרי עשרות צרצרים משלב הביצה ועד בגרות בארבע קבוצות שנחשפו לתנאי תאורה שונים.

 

החוקרים מצאו שצרצרים שחוו 12 שעות חשיכה ו-12 שעות אור התנהגו בצורה מחזורית מסודרת: 87% מהם החלו לצרצר עם כיבוי האור, וכשעלה 'הבוקר' חדלו לצרצר ו-100% מהם החלו בפעילות יומית רגילה. לעומתם, צרצרים שחוו תאורה חלקית בשעות החשיכה, איבדו את הסנכרון הטבעי: 80% מהם פיתחו מקצב פנימי פרטי משלהם ו-5% איבדו את המקצב לגמרי. לבסוף, אף אחד מהצרצרים שחיו באור 24/7 לא פיתח מקצב טבעי של פעילות: 71% מהם פיתחו מחזור פנימי משובש, ו-29% איבדו לחלוטין את המקצב וצרצרו ו/או שוטטו לסירוגין ללא כל סדר וארגון.  בנוסף, הסנכרון בין שתי ההתנהגויות, הצרצור והתנועה, של  כל פרט בפני עצמו, השתבש אף הוא. רמת הסנכרון של הצרצור עם הסביבה נפלה מיידית, בעוד שסנכרון התנועה עם תנאי הסביבה ירד באופן הדרגתי. המאמר פורסם בכתב העת-Proceedings of the Royal Society: B  וזכה לאזכור גם ב-Nature.

 

כבו את האור ותנו לצרצר לחיות

 

לצמצם את זיהום האור כדי להציל את חיות הלילה

"בטבע יש לצרצרים מחזור פעילות קבוע ומסודר. התנהגות של צרצור, כלומר תקשורת עם נקבות, מתקיימת במשך הלילה ונפסקת בשעות היום. אנחנו חשפנו את הצרצרים לתנאים מגוונים של תאורה וחשיכה, ובדקנו את ההשפעה על שתי התנהגויות - צרצור ותנועה בשטח. עבור כל צרצר וכל התנהגות חישבנו את מקצבי הפעילות", מסביר פרופ' אילי.

 

"המחקר שלנו הראה כי צרצרים שמחזור האור והחושך שלהם מופר מתנהגים כמו בני נוער בחופשה: פעילים או ישנים על פי שעון פנימי משלהם, או ללא כל סדר. למעשה, בהשפעת זיהום האור שיוצר האדם, מאבדים הצרצרים את הקשר שלהם לסביבה הטבעית. שיבוש זמני הצרצור, שמהווה תקשורת בין הזכר לנקבה לצורך רבייה, עלול במצבים קיצוניים לסכן את קיומה של האוכלוסייה ואפילו של המין כולו", אומרת קרן לוי בדאגה ומסכמת "הממצאים שלנו מתווספים למחקרים רבים מכל העולם שמוכיחים את הנזק החמור שגורם זיהום האור לבעלי החיים ולצמחים בטבע. אנו קוראים לכל אחת ואחד מכם להתחשב בסביבה, לכבות או לפחות להחליש אורות שאינם חיוניים ברחוב, בעבודה, ברכב, בבית ובגינה הפרטית, ולאפשר דו-קיום לילי עם היצורים שחיים סביבנו."

מחקר

06.10.2021
סודות של ציפורים, בינה מלאכותית, חקלאות ירוקה ושלום במזרח התיכון

מעקב אחר מאות ציפורים באמצעות GPS שופך אור על תהליכים טבעיים ומאפשר התערבות חכמה לטובת האקולוגיה

 

  • מדעים מדויקים
  • רפואה ומדעי החיים

ציפורים הן בעלי חיים מרתקים, שיכולים לספק לנו מידע רב אודות הטבע והסביבה והשינויים שחלים בו. אבל הן גם ביישניות מאוד, וכל חוקר ציפורים מנוסה יודע שתצפיות בשטח מספקות מידע חלקי בלבד. איך אפשר להתגבר על המשימה המורכבת? בפרויקט ייחודי מסוגו שמתקיים בישראל, בהובלת ד"ר אור שפיגל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ופרופ' אסף שוורץ מהטכניון, עוקבים החוקרים במקביל אחר מאות עופות ממינים שונים באמצעות GPS - התקן מעקב זעיר שמוצמד לגב העוף. מערכת המעקב החדשה, ATLAS, שמותקנת בעמק חרוד ועמק המעיינות, מספקת לחוקרים כמות עצומה של נתונים, שאותם הם מנתחים בעזרת טכנולוגיות בינה מלאכותית, בלמידת מכונה ובשיטות חדישות של ביג דאטה. ומה הם גילו עד כה? שבולבולים לא אוהבים לעוף בשדות, שיש שחרורים שחומקים בלילות לממלכת ירדן, שאפשר לעזור לחקלאות במזרח התיכון ואפילו לקרב בין עמים בזכות עידוד התרבות התנשמות ויש עוד כמה סודות שייחשפו בהמשך.

 

"לעקוב אחר בעלי חיים קטנים ברזולוציות חסרות תקדים"

מערכת אטלס היא פיתוח ייחודי של פרופ' סיון טולדו מבית הספר למדעי המחשב ע"ש בלווטניק, ושל פרופ' רן נתן מהאוניברסיטה העברית וראש מרכז מינרווה לחקר התנועה. המערכת עובדת על ידי הצמדת משדר זעיר לגב העוף. אורך החיים של סוללת המשדר נע בין שבועיים למינים הקטנים ועד יותר משנה למינים גדולים כמו תנשמת. אחד היתרונות הטכנולוגיים החשובים של מערכת אטלס היא האפשרות להצמיד משדרים קטנים וזולים במיוחד לעופות ובעלי חיים אחרים.

 

"המערכת החדשנית מאפשרת למעשה לעקוב אחר בעלי חיים קטנים ברזולוציות חסרות תקדים. פתאום רואים את הפרטים, זה כמו להרכיב משקפיים בפעם הראשונה", מספר בהתרגשות ד"ר שפיגל. "זו חוויה אדירה, אנחנו עוקבים במקביל אחר מינים מגוונים כמו תנשמות, סיקסקים, בזים, נקרים, בולבולים, עורבנים, שלדגים ועוד". המחקר הוצג לאחרונה במסגרת הכנס הראשון של יוזמת AI4Good המשותפת לאוניברסיטת תל אביב ולגוגל, שהוקדש לתרומה האפשרית של בינה מלאכותית לחקר ולשימור הסביבה.

 

לשפר מסדרונות אקולוגיים

לדבריו של ד"ר שפיגל, ככלל, ניתן להצמיד משדר של עד 4% ממשקל הציפור, כדי שלא להכביד על מעופה. כלומר, אם הציפור שוקלת 100 גרם – המשדר שלה שוקל ארבעה גרם בלבד. "היתרון של ה-GPS הוא אדיר. אם פעם היה אפשר להוציא מעט נקודות למשדר של ארבעה גרם - במערכת GPS אפשר להוציא מאות נקודות, ומערכת אטלס מאפשרת לנו להוציא מאות אלפי נקודות תנועה ממשדר של ארבעה גרם. כמובן שמאות אלפי נקודות כפול 150 פרטים זה המון מידע מאוד רלוונטי", הוא אומר.

 

במערכת אטלס משתמשים מדעניות ומדענים רבים, החוקרים היבטים זואולוגיים ואקולוגיים שונים כדי לאפיין את המסדרון האקולוגי של עמק חרוד. "המסדרון האקולוגי מאפשר לאוכלוסייה לשמור על רציפות, אחרת תהיינה שתי אוכלוסיות המופרדות זו מזו על ידי מחסומים כגון ישובים ותשתיות, והן יהיו פגיעות יותר להכחדה", מסביר ד"ר שפיגל. "עד כה השתמשו במצלמות כדי לראות אם הצבי למשל משתמש במסדרון או לא. מערכת אטלס מעניקה לנו רזולוציה גבוהה הרבה יותר. אנחנו מניחים שכל בעלי החיים יכולים לעבור דרך המסדרון, אבל הנה לדוגמא, גילינו עכשיו שבולבולים נמנעים משדות. ברמת התכנון הנופי, צריך רק להוסיף שישה מטרים של צמחייה טבעית בשולי השדות, וכך נאפשר גם לציפורים כמו הבולבול להשתמש בפרוזדור ביעילות, מבלי לחצות את השדות. הטבע ירוויח והחקלאי לא יפסיד הרבה שטח ויקבל פיצוי מהרשויות. כל ציפור והדרישות שלה".

 

לא אוהב לעבור בשדות. בולבול צהוב שת

 

בינה מלאכותית, תנשמות וחקלאות ירוקה

אחד הפרויקטים המעניינים ביותר שמשתמשים במערכת אטלס הוא פרויקט התנשמות של הדוקטורנט שלמה קאין, בהנחיית ד"ר שפיגל ופרופ' אמירטוס יוסי לשם, מהמחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב ומייסד המרכז הבינלאומי לחקר נדידות הציפורים. תנשמת היא ציפור גדולה יחסית, במשקל כ-400 גרם, שניזונה בעיקר מנברנים (מין עכבר המזיק לשדות חקלאיים), וממכרסמים אחרים. הרעיון מאחורי הפרויקט הוא לעודד את שגשוג אוכלוסיית התנשמות כתחליף טבעי לחומרי הדברה כימיים שנועדו להרחיק נברנים, שעולים לחקלאים הרבה מאוד כסף ושבסופו של דבר מחלחלים גם לקרקע ולמי השתייה של כולנו, ופוגעים בחיות הבר, בציפורים נודדות ובאדם.

 

"החל משנת 2002 אנחנו עובדים עם חקלאים פלסטינים וירדנים בפרויקט שנקרא 'ציפורים לא יודעות גבולות', וב-2008 הפרויקט הפך לפרויקט לאומי", אומר פרופ' לשם. "כל תנשמת מגדלת בין 5 ל-12 גוזלים, אבל לשם כך היא צריכה תיבת קינון. אנחנו מספקים לה את התנאים לקנן בשטחים חקלאיים באמצעות הנחת תיבה המתאימה לתנשמת, ובאמת איפה שיש תיבה כזאת החקלאים מפסיקים להשתמש בחומרי הדברה. מערכת אטלס מספקת לנו מידע על תנועת התנשמות, כדי שנדע איפה להניח את התיבות, ובינתיים יש לנו כ-5,000 תיבות בישראל, ברשות הפלסטינית ובירדן. התנשמות האלה מחברות בין העמים, בין מוסלמים ליהודים, כי הן באמת לא יודעות גבולות, ומתוך כ-70 תנשמות שמשדרות - 7 כבר עפו לירדן".

 

מתייר בירדן בלילות

שלא כמו התנשמת, שידוע כי היא מגיעה למרחקים ארוכים, מחוץ לעונת הנדידה שלהן ציפורי שיר משוטטות על פני מרחב מצומצם בהרבה. חידוש מפתיע ומרגש הגיע במסגרת פרויקט של הדוקטורנטית מיכל הנדל, בשיתוף פעולה של אוניברסיטת תל אביב והטכניון והצפר יוחאי וסרלאוף. בתחילת חודש יוני השנה הם הצמידו משדר לציפור שיר ממין שחרור. אחרי מספר שבועות בהן שהה השחרור שהה בפרדס ובמטעי השקד של קיבוץ עין חרוד מאוחד, באישון לילה הוא החליט לעוף לממלכת ירדן, שם המערכת ממשיכה לעקוב אחר תנועתו בציפייה דרוכה. זאת אחת הפעמים הראשונות שציפור שיר יציבה תועדה כשהיא עפה קילומטרים רבים וחוצה גבול בינלאומי בישראל.

 

מחפש ריגושים בלילות. שחרור זכר

פרופ' ענבל בן-עמי ברטל וצוות המחקר שלה

מחקר

04.10.2021
מה עובר לנו בראש כשאנחנו מעניקים עזרה?

מחקר חדש חושף את הבסיס הביולוגי של האמפתיה

 

  • מדעים מדויקים

האם יונקים, וחולדות בפרט, מסוגלים לגלות אמפתיה אחד לשני, לנקוט בהתנהגות פרו-חברתית ולסייע לאחרים במצוקה? ד"ר ענבל בן-עמי ברטל מבית הספר לפסיכולוגיה ומבית הספר סגול למדעי המוח, ערכה סדרת מחקרים בנושא והגיעה לגילויים מפתיעים. למשל, שחולדות מפעילות את מערכת התגמול במוח בזמן שהן פועלות לעזרת חברה לכודה, אבל כשמדובר בחולדה זרה ומזן אחר - אותה מערכת לא עובדת, והחולדה נותרת ללא סיוע.

 

עזרה לזולת מתגמלת לא פחות מאכילת שוקולד

במחקר הראשון בסדרת המחקרים, מבחן התנהגות עוזרת בחולדות, שפיתחה ד"ר בן-עמי ברטל במהלך הדוקטורט שלה באוניברסיטת שיקאגו עם פרופ' פגי מייסון ופרופ' ג'אן דסטי, נבדקה הנכונות של חולדה לחלץ חברה במצוקה. במבחן זה, חולדה אחת לכודה במלכודת ואחרת יכולה לשחרר אותה על ידי פתיחת דלת המלכודת מבחוץ. כשחולדות לומדות לפתוח את המלכודת הן ממשיכות לעשות זאת במהירות ובעקביות בימים הבאים, גם אם אין מגע בין החולדות לאחר העזרה.

 

"גילינו שלעזור לחולדה השנייה מתגמל כמו לאכול שוקולד, אם לא יותר", מספרת ד"ר בן-עמי ברטל. "המחקר התפרסם בעיתון Science וקיבל חשיפה עצומה, לאור הטענה שהחולדות מונעות על ידי אמפתיה לחולדה הלכודה. כלומר, החולדה מגיבה למצוקה של החולדה הלכודה והיא רוצה לעזור לה כדי להסיר את גורם המצוקה. במחקרי המשך נמצא שהחולדות מראות עליה ברמת הלחץ בזמן המטלה, גם אצל החולדה הלכודה וגם החופשיה, ועזרה מורידה את הלחץ לשתיהן. עוד נמצא כי מתן חומרים נוגדי-חרדה מוריד את ההסתברות שהחולדות יעזרו, אולי כי הן לא חשות את המצוקה של החולדה הלכודה".

 

לא נחמדות לכל אחד

מאז יצאו עשרות מאמרים על אמפתיה בעכברים וחולדות, והיום יש הרבה יותר קבלה של הרעיון שחיות, במיוחד יונקים חברתיים, מרגישות ומשקפות את המצוקה של אחרים. הייחוד של המודל הזה הוא שהחולדות לא רק 'נדבקות' במצוקה של האחר, אלא גם מנסות, ולרוב מצליחות, לסייע לחולדה הלכודה להשתחרר.

 

"אבל אז נוסף 'טוויסט' לעלילה וגילינו שכמו אצל בני אדם, חולדות לא נחמדות סתם לכל אחד. במחקר עוקב נוסף שהתפרסם ב-eLife בשנת 2014, הראינו שחולדות מראות הטיה חברתית בהתנהגות פרו-חברתית, כלומר עוזרות לבני קבוצת השייכות שלהן ולא לחולדות מקבוצות אחרות, מזן אחר בעל פרווה שחורה. הסלקטיביות הזו של התנהגות פרו-חברתית אצל החולדות מזכירה מאד את ההטיה החברתית שרואים בבני-אדם, שנוטים לחוש אמפתיה ולעזור לבני קבוצת השייכות שלהם יותר מלקבוצות אחרות. בנימה מעודדת, מגורים משותפים של שבועיים עם חולדה מהזן השני גרמה לשינוי גורף במוטיבציה הפרו-חברתית, וחיות עזרו לא רק לבת זוגן לכלוב אלא אף לחיות זרות מהזן השני, לאחר היכרות עם חולדה אחרת", מסבירה ד"ר בן-עמי ברטל. 

 

חברות הכי טובות. ההתנהגות הפרו-חברתית אצל חולדות מזכירה את זו שקיימת אצל בני אדם

 

מה יותר חשוב – שייכות או אמפתיה?

הבדל התנהגותי זה העלה את השאלה מה שונה במוח של חולדות 'אמפתיות' לעומת חולדות שלא עוזרות. במחקר החדש, בדקה ד"ר בן-עמי ברטל את הבסיס המולקולרי של ההתנהגות הזו, בתוך התמקדות בפעילות המוחית בשני התנאים האלה.

 

ראשית, היא סימנה בעזרת סימון זרחני של נוירונים שהיו פעילים בזמן המטלה נוירונים, שהיו פעילים בזמן שחולדות היו בנוכחות חולדה לכודה מקבוצת השייכות שלהן, או מהזן השני, ונעשה ניתוח סטטיסטי וגרפי של הרשתות המוחיות הפועלות בכל תנאי. כמו כן, נעשו הקלטות של פעילות מוחית על ידי אות סידן שמשתחרר כשנוירונים פעילים.

 

בשתי הקבוצות, גם בקבוצה שלא עזרה, הופעלה מערכת מוחית שקשורה לעיבוד מצוקה של אחרים, כולל אזורי מוח דומים לאלו שפועלים בשעה שבני אדם חשים אמפתיה. אבל רק בחולדות שראו חולדה מהזן שלהן נצפתה התנהגות עוזרת והפעלה של מערכת התגמול, זוהי הרשת המוחית שמעוררת מוטיבציה לבצע דברים חשובים שתורמים להישרדות, כמו אוכל או בני זוג, בכך שהיא גורמת להם להרגיש טוב. 

 

"מחקר זה מראה שלמערכת התגמול תפקיד חשוב בהתנהגות עוזרת, ואם אנחנו רוצים להגביר את ההסתברות להתנהגות פרו-חברתית - יש לתגבר תחושת שייכות יותר מאשר אמפתיה. מחקר נוסף שנערך אצלנו עכשיו מנסה לבדוק מה קורה במוח של חולדות מהקבוצות השונות בשבועיים שהן גרות יחד ונהיות חברות, ואיך אפשר באמצעות גירוי מלאכותי של המוח לגרום לחולדות להיות אמפתיות למצוקה של חולדות מהזן השני", מסכמת ד"ר בן-עמי ברטל.

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>