![תמונות של מעל 1,000 חטופים, נעדרים וחללים יוצגו על הכיסאות הריקים באולם הכנסים סמולרש באוניברסיטת תל אביב](https://www.tau.ac.il/sites/default/files/styles/adaptive/public/chairs-smolarch7-20-10.webp "מיצג "מאוחדים נגד הטרור" באוניברסיטת תל אביב")
כ-50 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול, נוכל למדוד את התפתחות היקום ואת הרכבו באמצעות מדידת גלי רדיו מהירח
חדשות
NEWS
מה מעניין אותך?
מחקר
26.09.2023
משדרים מהשטח: גלי רדיו מהירח ישפכו אור על היקום הקדום
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב הצליח לראשונה לנבא תוצאות פורצות בנוגע ליקום שבו אנו חיים באמצעות גלי רדיו שמקורם מהירח. מממצאי המחקר עולה כי באמצעות מדידת גלי הרדיו ניתן יהיה לבדוק את המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי בצורה חדשנית וכן את הרכב היקום והמשקל של חלקיקי הנויטרינו ביקום, ואולי גם לסייע לעולם המדע לפצח נדבך נוסף בתעלומת החומר האפל.
היסטוריה בשידור חי
המחקר נערך בהובלת קבוצת המחקר של פרופ' רנן ברקנא, כולל הפוסט-דוקטורנט ד״ר ראג׳ש מונדאל, מבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Astronomy.
לדברי החוקרים, ניתן לחקור את תקופת החושך הקוסמית (העידן שלפני היווצרות הכוכבים הראשונים), בעזרת גלי רדיו שפלט גז המימן שמילא את היקום באותה תקופה. אמנם בכל רכב יש אנטנה שקולטת גלי רדיו, אבל גלי הרדיו מהיקום המוקדם נחסמים על ידי האטמוספירה של כדור הארץ. ניתן למדוד אותם רק מהחלל, ובמיוחד מהירח, שמספק סביבה יציבה, ללא הפרעות של אטמוספירה או תקשורת רדיו קרובה. כמובן שלא פשוט להביא טלסקופ אל הירח, אבל בימינו מתקיים מרוץ חלל בינלאומי שבו הרבה מדינות מנסות לחזור לירח עם חלליות ובסופו של דבר גם אסטרונאוטים. סוכנויות חלל בארה״ב, אירופה, סין, והודו, מחפשות מטרה מדעית לנחיתה על הירח, והמחקר החדש שם במרכז את מדידת גלי הרדיו מתקופת החושך הקוסמית.
״טלסקופ החלל החדש של נאסא ע״ש ג'יימס ווב, מצא לאחרונה כמה גלקסיות רחוקות, שהאור שלהן מגיע מתקופת השחר הקוסמי, כ-300 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול", מסביר פרופ' ברקנא. "המחקר החדש שלנו עוסק בתקופה מוקדמת ומסתורית אף יותר: תקופת החושך הקוסמית (cosmic dark ages), כ-50 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. התנאים ביקום המוקדם היו שונים מאד מהיום. המחקר החדש משתמש בידע הקיים על התפתחות היקום ושוקל אפשרויות שונות לתצפיות בגלי רדיו, כדי להראות מה ניתן יהיה לגלות. ספציפית, חישבנו את עוצמת גלי הרדיו כפי שהיא משקפת את הצפיפות והטמפרטורה של גז המימן בזמנים שונים, ואז הראנו כיצד לנתח את המדידות על מנת להפיק מהן את המידע הרצוי״.
מה קרה בדקה שאחרי המפץ הגדול?
החוקרים מעריכים כי ממצאי המחקר עשויים להיות משמעותיים מאוד בהבנה המדעית של ההיסטוריה הקוסמית שלנו. כך למשל, עולה מהמחקר כי בעזרת אנטנה אחת על הירח, ניתן יהיה לבדוק את המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי בצורה חדשנית ולדעת אם הוא מצליח להסביר את תקופת החושך הקוסמית או שהייתה אז הפרעה בהתפשטות היקום שתצביע על תגלית חדשה. כמו כן, החוקרים מעריכים שבעזרת טלסקופ רדיו המורכב ממערך של אנטנות, ניתן יהיה למדוד במדויק את הרכב היקום (במיוחד כמות המימן וכמות ההליום שבו).
המימן הוא התצורה המקורית של החומר הרגיל ביקום, שממנו נוצרו הכוכבים, כוכבי הלכת, ובסוף גם אנחנו. יש גם חשיבות אדירה למדידה מדויקת של כמות ההליום כי היא תעזור להבין את התקופה הקדומה של כדקה אחרי המפץ, שבה ההליום נוצר כאשר היקום כולו היה בעצם כור גרעיני פעיל. בעזרת מספר גדול עוד יותר של אנטנות על הירח, נוכל למדוד גם את המשקל של חלקיקי הנויטרינו ביקום. אלה הם חלקיקים קטנים שנפלטים בתהליכים גרעיניים שונים; המשקל שלהם הוא נעלם קריטי בפיתוח יסודות פיזיקת החלקיקים מעבר למודל הסטנדרטי המקובל.
"כשפותחים חלון חדש במדע בדרך כלל מגלים הפתעות. בעזרת התצפיות המוצעות, יש אפשרות לגלות תכונות שונות של החומר האפל, שהוא התעלומה הגדולה ביותר: אנחנו אמנם יודעים שהוא רוב החומר ביקום, אבל תכונותיו וטבעו עדיין מסתוריים. בהחלט, תקופת החושך הקוסמית עתידה לספק אור חדש על היקום", מסכם פרופ' ברקנא.
פרופ' רנן ברקנא
מחקר
18.09.2023
זה שעולה וזה שיורד: החוסן הלאומי של תומכי הקואליציה לעומת זה של תומכי האופוזיציה
כך משפיעה המהפכה החוקתית על מדד החוסן הלאומי שלנו
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של חוקרות וחוקרים מאוניברסיטת תל אביב והמכללה האקדמית תל חי שבחן נושאים הקשורים לחוסן, דחק ו- well-being: חוסן לאומי, חוסן אישי, מדדי תקווה, מורל, תסמיני דחק ותפיסת איומים, מציג באופן מדעי את מה שכולנו הרגשנו בתקשורת, ברשתות החברתיות ובמרחב הציבורי: בעוד שבמהלך השנה האחרונה החוסן הלאומי של תומכות ותומכי הקואליציה עלה בצורה משמעותית (מ-3.5 ל-3.9), בקרב תומכות ותומכי האופוזיציה המגמה הפוכה ומצביעה על ירידה תלולה במדד החוסן הלאומי (מ-3.7 בחודש אוקטובר 22 ל-3.2 בחודש אוגוסט 23). לדברי צוות המחקר, הפער בין שתי הקבוצות מעמיק והולך, דבר שמוביל להחרפת המשבר הפוליטי-חברתי הקשה שבו שרויה מדינת ישראל בימים אלו.
האם יש תקווה לעתיד טוב יותר? תלוי את מי שואלים
המחקר נערך בהובלת החוקרים: פרופ' שאול קמחי, פרופ' ברוריה עדיני, ד"ר מאיה סימן טוב ואריאל קאים מהחוג לניהול מצבי אסון וחירום ופרופ' יוחנן אשל, ד"ר הדס מרציאנו מהמכללה האקדמית תל חי ואוניברסיטת חיפה. המחקר הנוכחי מבוסס על שלוש מדידות חוזרות בקרב אותו מדגם (N=785). המדידה הראשונה נערכה זמן קצר לפני הבחירות האחרונות (באוקטובר 2022). המדידה השנייה נערכה בפברואר 2023, כשלושה וחצי חודשים לאחר הבחירות, ובעיצומה של המהפכה החוקתית. המדידה השלישית נערכה בתחילת חודש אוגוסט 23.
השוואת ממוצעי החוסן הלאומי בקרב תומכי הקואליציה מצביעה על עליה מובהקת מ 3.53 במדידה הראשונה ל 3.85 במדידה השלישית, בעוד בקרב תומכי האופוזיציה חלה ירידה מובהקת מ 3.66 במדידה הראשונה ל 3.20 במדידה השלישית. ראוי לציין כי במדידה הראשונה דיווחו תומכי האופוזיציה על חוסן לאומי גבוה במידה מובהקת, בהשוואה לתומכי הקואליציה.
באשר לרמת התקווה לעתיד טוב יותר, מהמחקר עולה כי לא היה שינוי מובהק בממוצע רמת התקווה של כלל המדגם בין המדידה הראשונה (3.51) למדידה השנייה (3.52). לעומת זאת, במדידה השלישית נרשמה ירידה חדה בקרב כלל הציבור ל-3.17. הפערים בולטים מאוד גם בהבחנה בין תומכי האופוזיציה לקואליציה: בעוד שתומכי הקואליציה שמרו בשלושת המדידות על רמת תקווה יחסית גבוהה (3.6) הרי שבקרב תומכי האופוזיציה רמת התקווה צנחה באופן מובהק מ-3.4 ל-2.8. (נמדד בסולם 5-1).
החוסן האישי שלנו בירידה
נתון נוסף שממחיש את ההשפעה של המהפכה החוקתית על הציבור בישראל בא לידי ביטוי במדד החוסן האישי. על פי הממצאים, חלה ירידה חדה ומובהקת בקרב כלל הציבור לאורך שלושת המדידות מ-3.9 ל- 3.5. (סולם 5-1). ירידה משמעותית זו ברמת החוסן האישי נצפתה בקרב שתי הקבוצות (תומכי הקואליצה והאופוזיציה כאחד) , ללא הבדל מובהק בין שתי הקבוצות לאורך שלושת המדידות. במילים אחרות, משתתפי המחקר כולם דיווחו על ירידה בחוסן האישי שלהם.
באשר למדד של תחושות הסכנה, גם כאן, כצפוי, תומכי האופוזיציה מדווחים שהם חשים סכנה אמיתית לקיומם ולקיום המדינה והחשש שלהם מתבטא בעליה גדולה של תחושת הסכנה (עליה מ- 2.3 ל- 2.9). לעומתם, תומכי הקואליציה מרגישים הרבה יותר בטוחים והדבר בא לידי ביטוי בירידת תחושות הסכנה (ירידה 2.6 ל-2.1) על סולם 5-1.
לסיכום, החוקרים מדגישים כי מתוצאות המחקר ניתן להסיק שמאז בחירות נובמבר 2022 הולך וגדל הפער בין שתי הקבוצות במחקר המייצגות את האוכלוסייה היהודית הבוגרת בישראל - תומכי הקואליציה והאופוזיציה. בכל המדדים שנבדקו במחקר, ניכר שבעקבות הבחירות והמאורעות שהתרחשו אחריהן, תומכי האופוזיציה מעידים על צניחה גדולה ומשמעותית במדדי החוסן ועליה במדדי הדחק: החוסן הלאומי, החוסן האישי, התקווה לעתיד טוב יותר והמורל ירדו באופן מובהק, ואילו תסמיני הדחק ותחושות הסכנה עלו באופן מובהק בקרב קבוצה זו. כמו כן ניתן להבחין בכך שבעקבות הבחירות, הפער בין שתי הקבוצות מעמיק והולך, דבר המוביל להחרפת המשבר הפוליטי/חברתי הקשה שבו מדינת ישראל שרויה בימים אלו.
מחקר
14.09.2023
הקשר בין סופות ברקים לענני נוצה
עלייה במספר סופות הברקים עשויה להגדיל את כמות ענני הנוצה ולהגביר את תהליך התחממות כדור הארץ
- מדעים מדויקים
- סביבה וטבע
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא קשר סטטיסטי מובהק בין סופות ברקים ברחבי העולם להיווצרותם של ענני נוצה (ענני צירוס), שעלולים להגביר את התחממות כדור הארץ. החוקרים: "ידוע שענני נוצה עשויים לגרום להתחממות כדור הארץ, ועם זאת קשה מאוד לעקוב אחריהם ולהשיג עבורם נתונים מדויקים. הממצאים שלנו, מצביעים על כך שעלייה במספר סופות הברקים ברחבי העולם, עשויה להגדיל מאוד את כמות ענני הנוצה ובכך להעצים את משבר האקלים."
המחקר נערך בהובלת פרופ' קולין פרייס מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם חוקרים באוניברסיטת טריפורה בהודו. המאמר פורסם בכתב העת Geophysical Research Letters של האיחוד הגיאופיזי האמריקאי (AGU).
"לענני נוצה, אותם עננים קלילים שאנו רואים בשמיים, יש השפעה משמעותית על האקלים של כדור הארץ," מסביר פרופ' פרייס. "כמות גדולה של ענני נוצה עשויה לשמש כמעין שמיכה, שמגבירה את ההתחממות, בעוד שכאשר הכמות מעטה, החום עולה כלפי מעלה ומשתחרר אל מחוץ לאטמוספירה. מסיבה זו מגלים חוקרי האקלים עניין רב בענני הנוצה, ומנסים לנבא שינויים שעשויים להתחולל בהם - בעיקר בעקבות העלייה בגזי החממה והתחממות כדור הארץ. אך כאן אנו נתקלים בבעיה משמעותית, מכיוון שקשה מאוד להשיג נתונים מדויקים ומקיפים על ענני נוצה. הם דקים מאוד ולפעמים בלתי נראים לעין, גם ללוויינים בחלל, ובנוסף הם נמצאים באטמוספירה העליונה, הרחק מתחנות המדידה שעל הקרקע."
האם ניתן להשתמש בברקים כמדד אמין לכמות ענני הנוצה?
כדי לתת מענה לאתגר בחנו החוקרים אם ניתן להשתמש בסופות ברקים, שהמידע עליהן נגיש וזמין, כמנבא יעיל לכמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה. החוקרים מסבירים שברק נוצר כאשר שדה חשמלי עצום נפרק בבת אחת ומייצר טמפרטורה גבוהה מאוד, עד 30,000 מעלות צלסיוס, שגורמת להבזק האור העוצמתי המוכר לכולנו. כתוצאה מכך משדר הברק גלי אור וגלי רדיו הניתנים לקליטה גם במרחק של אלפי קילומטרים, וכך ניתן לעקוב אחרי הברקים ולמפות אותם – בזמן אמיתי ולאורך זמן.
במחקר הנוכחי הסתמכו החוקרים על נתוני ברקים שנאספו בכל העולם לאורך 6 שנים על ידי לוויין LIS-ISS של NASA הקולט את האור הנפלט מברקים. החוקרים בחנו את הנתונים הללו מול נתונים של ענני נוצה (המידע החלקי הקיים היום בשילוב עם מודלים המשלימים את התמונה), במטרה לבדוק אם קיים קשר בין מספר הברקים ביום, בחודש, או בשנה, לבין כמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה. הממצאים הצביעו על התאמה מובהקת סטטיסטית: ככל שיש יותר סופות רעמים יש יותר ענני נוצה. לדברי החוקרים, המשמעות היא שאכן ניתן להשתמש בברקים – שאותם קל לאתר ולמדוד, כמדד אמין לכמות ענני הנוצה באטמוספירה, היום ובעתיד.
פרופ' פרייס: "גילינו שסופות ברקים מהוות מנגנון מרכזי בהיווצרות ענני נוצה בעולם, ושמעקב אחר ברקים יכול להסביר יותר מ-70% מהשינויים בכמויות של ענני הנוצה בעולם. הסופות משמשות כמעין 'שואב אבק' ענק ששואב לחות מפני כדור הארץ, בעיקר מהימים ומהיערות, ונושא אותה לגובה רב. שם, בגובה של כ-10 ק"מ הופכת הלחות לגבישי קרח דקים שיוצרים את ענני הנוצה."
פרופ' פרייס מסכם: "במחקר שלנו מצאנו קשר סטטיסטי מובהק בין מספר סופות הברקים המתחוללות על פני כדור הארץ לבין כמות ענני הנוצה שנוצרים באטמוספירה ברמה הגלובלית. מודלים רבים צופים כיום ששינויי האקלים יביאו למגמה של עלייה בתופעת סופות הברקים בשנים הבאות, אם כי טרם נאספו די נתונים כדי לקבוע זאת בוודאות. על פי המחקר שלנו, אם ההשערות הללו נכונות, צפויה העלייה במספר סופות הברקים לגרום גם לעלייה בכמות ענני הנוצה, אשר כאמור מהווים מעין שמיכה אטמוספירית, ועלולים להגביר עוד יותר את תהליך התחממות כדור הארץ."
מחקר
10.09.2023
השינויים האבולוציוניים בעקבות הכחדת החיות הגדולות
הצורך לצוד בעליי חיים קטנים גרם לאדם הפרהיסטורי לשפר את היכולות השכליות לצורך שכלול כלי הציד
- רוח
מחקר חדש של החוג לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב קובע כי הכחדת בעלי החיים הגדולים, שעליהם התבססה התזונה האנושית, גרמה לאדם הפרהיסטורי לשפר ולשכלל גם את כלי הציד כך שיותאמו לציד של בעליי חיים קטנים יותר – החל מהשימוש הקדום בחוד האבן שהורכב על חנית העץ הראשונה ועד להופעת החץ והקשת המאוחרים יותר.
המחקר נערך בהובלת ד"ר מיקי בן דור ופרופ' רן ברקאי מהחוג לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת Quaternary. החוקרים מסבירים כי אחת הסברות בספרות המקצועית היא שמגמת השינוי בכלי הציד משקפת שיפור ביכולותיהם הקוגניטיביות של בני האדם הקדומים, אך לטענתם, התהליך הוא הפוך, והשיפור הקוגניטיבי נבע מן הצורך לפתח כישורי ציד שמתאימים לציד של בעלי חיים קטנים וזריזים יותר.
האם יש קשר בין הופעת חודי האבן לחניתות ובין הירידה בגודל החיות הניצודות?
ד"ר בן דור: "באתרים ארכיאולוגיים קדומים אנחנו מוצאים בעיקר עצמות בעלי חיים וכלי אבן ששימשו לציד ולעיבוד בעלי החיים. עצמות בעלי החיים מלמדות על מספר הפריטים היחסי שזוהו מכל מין – מהו אחוז הפילים, היחמורים וכו'. במאמר זה ניתחנו חמישה מקרי מבחן מדרום ומזרח אפריקה, ספרד וצרפת, במעבר בין התקופה הפליאוליתית התחתונה לתיכונה, לפני כ-300 אלף שנה, תקופה בה הופיע האדם הנאנדרתלי וההומו סאפיינס. מטרתנו הייתה לבדוק האם יש קשר בין הופעת חודי האבן שנועדו להרכבה על חניתות ובין הירידה בגודל החיות הניצודות. ספציפית בדקנו את הופעת טכניקה לסיתות אבן בשם לוולואה, ששימשה להכנת חודי אבן לחניתות, ומצאנו שאכן בכל המקרים התפתחו שתי התופעות בו זמנית: חודי האבן שהוכנו בשיטת לוולואה הופיעו יחד עם ירידה יחסית של כמות עצמות בעלי החיים הגדולים".
במאמר מ-2021 הציעו פרופ' ברקאי וד"ר בן דור הסבר מאחד (תיאוריה), לפיו מספר רב של התאמות פיזיולוגיות ותרבותיות מרכזיות שהאדם עבר לאורך תקופת האבן נועדו לשמר תמורה אנרגטית מספקת לנוכח הירידה בגודל החיות הזמינות לציד. במחקר שפרסמו בשנה שעברה, בשיתוף הזואולוגים ג'יקוב דמביצר ופרופ' שי מאירי מאוניברסיטת תל אביב, איששו החוקרים את נתוני הכחדת החיות הגדולות בלבנט במעבר מהתקופה הפליאוליתית התחתונה לתיכונה לפני כ-300 אלף שנה, ובין התיכונה לעליונה לפני כ-40 אלף שנה: בתחילת התקופה היה המין הדומיננטי באתרים ארכיאולוגיים פיל במשקל של 12 טונה – ובסוף התקופה היה זה צבי במשקל 25 קילו. הנתונים מלמדים כי המשקל הממוצע של בעלי החיים שצדו בני אדם לפני מיליון שנים היה 3 טונות, לעומת 50 קילו בלבד לפני כ-20 אלף שנים, כלומר ישנה ירידה מתמדת בגודל בעלי החיים הניצודים על ציר הזמן.
ד"ר בן דור: "אנחנו יודעים ממחקרים שנערכו בחברות ציידים-לקטים בנות-זמננו שעל מנת לצוד חיה גדולה כמו פיל מספיקה חנית עץ. שכן הציידים מגבילים קודם את תנועת החיה – למשל דוחקים אותה לביצות או חופרים לה בור המכוסה בענפים. לכן החנית נקראת גם חנית תקיעה: הציד תוקע את החנית ומחכה שהחיה תדמם. לעומת זאת, קשה מאוד להגביל תנועה של חיה בינונית כמו איל. גם אם הציד יצליח לפגוע בחיה עם חנית העץ – החיה תברח משם. פגיעת חנית עם חוד אבן מבטיחה פצע משמעותי יותר, שיקטין את המרחק ואת המהירות של הבריחה – ויגדיל את הסיכוי לאתר את בעלי החיים לאחר שיקרוס".
שינויים בכלי הציד ובבעלי החיים הדומיננטיים באתרים מתקופת הפלאולית
למה כלי הציד השתנו לאורך השנים?
האדם התחיל לייצר כלי אבן לפני כ-3 מיליון שנה, והחל לצוד בעלי חיים לפני כ-2 מיליון שנים. ההומו ארקטוס, האב הקדמון של כל טיפוסי האדם המאוחרים יותר, השתמש בתחילה בחנית עץ ששימשה כנראה לתקיעה מטווח קצר. עם הופעתם של ההומו סאפיינס והאדם הניאנדרטלי, לפני כ-300 אלף שנה, הם החלו להרכיב חודי אבן על חניתות העץ, בטכנולוגיה מתוחכמת יחסית הנקראת לוולואה, ששימשו כנראה גם לתקיעה מטווח קצר וגם להטלה. לאחר מכן, לפני כ-50 אלף שנה, עבר ההומו סאפיינס לשימוש שוטף במערכות כלי ציד מורכבות יותר כמו חץ וקשת ומטול חניתות, שחודיהם יוצרו בטכנולוגיה שונה מזו של חודי החניתות. בסוף התקופה הפליאוליתית העליונה, לפני כ-25 אלף שנים, הופיעו אמצעי עזר חדשים לציד כמו כלבים, מלכודות וקרסי דייג. למרות שחוקרים המתמחים בחקר כלי ציד הגיעו מזמן למסקנה שכלים שונים שימשו לציד בעלי חיים שונים בשיטות שונות, מעולם לא הוצע הסבר מאחד לשינויים.
פרופ' ברקאי מוסיף: "אנחנו במהלך שנמשך כבר עשר שנים למציאת הסבר מאחד לתופעות מרכזיות באבולוציה התרבותית והביולוגית של האדם. הכול התחיל באתר הארכיאולוגי מערת קסם, ליד צומת קסם של ימינו, כשהצענו שפילים, שהיו מרכיב מרכזי בדיאטה של בני האדם שחיו באזור בו אנו חיים במשך מיליון שנה, נעלמו כתוצאה מציד יתר ושינויים אקלימיים. עם היעלמם, בני האדם נאלצו להסתגל להשגת אותה כמות קלוריות ממספר רב יותר של חיות קטנות יותר. בעקבות המחקר שערכנו שם, הבנו שבעלי חיים שיחקו תפקיד קריטי בהתפתחות האדם: בתחילה צדו את הגדולים ביותר, ואחרי שאלה נעלמו עברו לבאים בתור, עד שכבר לא השתלם אנרגטית לצוד בעלי חיים – והתחילו לביית אותם ואת הצמחים. כך החלה המהפכה החקלאית".
החוקרים מאוניברסיטת תל אביב אינם דוחים את ההסבר המקובל, לפיו טכניקת הלוולואה היא תוצר של התפתחות קוגניטיבית של האדם. השיטה נבדלת מסיתות "רגיל" של חוד אבן בכך שקודם מסתתים, מעצבים ומפסלים גוש אבן איכותית, ורק בסוף התהליך מסירים ממנה את החוד במכה אחת. במילים אחרות, האדם המסתת צריך לדמיין את התוצר הסופי של עבודתו. לשיטתם של ד"ר בן דור ופרופ' ברקאי, ההסבר הזה חלקי ואינו מצביע על גורם סביבתי לשינוי, כמקובל בהסברים אבולוציוניים.
"אנחנו מציעים פה לראשונה הסבר לאחת השאלות המרתקות בארכיאולוגיה פרהיסטורית: למה הכלים משתנים?" אומר פרופ' ברקאי. "הסברה המקובלת היא שהכלים משתנים בשל שיפור ביכולת השכלית של בני האדם, ולכן ידעו פתאום לדמיין תהליך מתוחכם של סיתות אבנים בטכניקת לוולואה. אבל זה לא הסבר משכנע, כי אז אפשר לשאול למה בני אדם הפכו פתאום לחכמים יותר? מה היה היתרון של מוח גדול בעל עלות אנרגטית גבוהה? מדוע התרחש פתאום השינוי ביכולות הקוגניטיביות של האדם? אנחנו מראים שהשינויים החומריים והביולוגיים קשורים לבעלי החיים שהם צדו. כדי לצוד בעל חיים קטן וחמקמק, בני האדם נאלצו להיות יותר ממוקדים, מהירים, חדי עין ומשתפי פעולה. הם נאלצו לפתח כלים שיאפשרו להם לצוד ממרחק, ולפתח יכולת מעקב אחרי בעלי חיים. ולבסוף היה עליהם לבחור בקפידה את בעלי החיים הניצודים בהתאם לכמות השומן המצויה בהם. לציד של מספר גדול של צבאים זריזים עלות אנרגטית גבוהה מזו של ציד פיל ענק, וזה הלחץ האבולוציוני שהופעל על האדם להשתכלל בעצמו ולשכלל את כליו – כדי לא לפגוע בתמורה האנרגטית".
מחקר
07.08.2023
איך משבר האקלים צפוי לפגוע באוכלוסיית הלטאות בארץ?
שינויי האקלים עשויים להביא לקריסת האוכלוסייה של לטאות שנפוצות במדבריות ארץ ישראל
- מוזיאון הטבע
- רפואה ומדעי החיים
"אובדן המגוון הביולוגי בעולמנו הוא תופעה חמורה שמחריפה ומתרחבת ללא הרף," אומר הדוקטורנט גאווין סטארק. "על פי נתוני האיגוד הבינלאומי לשימור הטבע (IUCN) פחתו אוכלוסיות של בעלי חיים בעולם ב-69% בממוצע בין 1970 ל- 2018, וכ-30% ממיני היונקים, כ-25% ממיני הציפורים והזוחלים, וכ-40% ממיני הדו-חיים מצויים כיום בסכנת הכחדה. לתופעה זו יש שני גורמים עיקריים: שינויי אקלים, כמו גלי חום וגלי קור תכופים, וההתחממות הגלובלית בכלל, המקשים על הישרדותם של מינים רבים, והרס בתי גידול בידי אדם, למשל על ידי בניית ערים, כריית מחצבים, כריתת עצים וכדומה."
חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו מודל חישובי המנבא שינויים בהתנהגות של בעלי חיים על פי השינויים הצפויים באקלים ובבתי הגידול במקום שבו הם חיים. המחקר התמקד בלטאה הקרויה מדברית עינונית שנפוצה במדבריות ארץ ישראל, וחזה שינויים עתידיים בהתנהגותה בעקבות העלייה המשמעותית הצפויה בטמפרטורה (פלוס 6.5 מעלות צלזיוס בקיץ) עד סוף המאה הנוכחית. "הממצאים שלנו מדאיגים", טוענים החוקרים, "המודל מנבא בין היתר שהלטאות הללו יפחיתו למינימום את פעילותן בקיץ הלוהט, דבר שעלול לפגוע בתזונה וברבייה שלהן, ואולי אף לגרום לקריסת האוכלוסייה".
המחקר הובל על ידי ד"ר אופיר לוי והדוקטורנט גאווין סטארק מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, ובשיתוף עם חוקרים באקדמיה הסינית למדעים בבייג'ין ובאוניברסיטת פרינסטון בארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת Global Change Biology.
מימין לשמאל: הדוקטורנט גאווין סטארק וד"ר אופיר לוי
בין שמש לצל
במחקר הנוכחי, החוקרים ביקשו לבחון איך שינויי האקלים והרס בתי הגידול מגבירים את הלחץ על בעלי החיים בסביבתם הטבעית, ומשפיעים על התנהגותם ועל סיכויי ההישרדות שלהם. לשם כך הם בחרו להתמקד בלטאה בשם מדברית עינונית שחיה במדבר יהודה - אזור שבו שוררים כבר היום תנאי חיים קיצוניים, הדוחקים את בעלי החיים אל קצה גבול היכולת. המינים שחיים באזור זה, ובכללם הלטאה עינונית, הצליחו להסתגל לתנאים הקשים, כמו טמפרטורת קרקע של 70-60 מעלות צלזיוס בקיץ, באמצעות העברת עיקר הפעילות למיקרו-בתי-גידול מוצלים.
ד"ר אופיר לוי מסביר: "לטאות הן בעלות דם קר, ולכן הן זקוקות לטמפרטורה הסביבתית כדי לווסת את חום גופן. במדבר הן נוהגות לצאת לשטח פתוח כדי לספוג את קרני השמש, ולחלופין מסתתרות בצלם של סלעים ושיחים כדי להתקרר ולאזן את טמפרטורת הגוף. התנהגות זו קרויה התנהגות תרמו-רגולטורית. אנחנו ביקשנו לבחון אם ובאיזה אופן תשתנה ההתנהגות הזאת בעשורים הבאים, כשהטמפרטורות יעלו בשל ההתחממות הגלובלית, והתנאים במדבר יהפכו לקיצוניים עוד יותר."
החוקרים אספו לטאות מהמדבר והביאו אותן למעבדה בבית הספר לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב. כאן הם חשפו אותן לתנאים מגוונים ותיעדו את העדפותיהן ואת ההתנהגות התרמו-רגולטורית שלהן בתנאים משתנים. במקביל הם הציבו במדבר תחנות מטאורולוגיות ניידות שמדדו את נתוני הסביבה, עם דגש על מיקרו-בתי-גידול תחת סלעים ושיחים, שם מוצאת הלטאה צל ומחסה מפני קרני השמש.
גאווין סטארק: "בניגוד למחקרים קודמים שהתייחסו רק להבחנה בסיסית בין שמש לצל, המחקר שלנו הוסיף מידע קריטי חדש: סוג המחסה – שיח או סלע, וגודלו –גדול, בינוני או קטן. זאת לאור ההבנה שיש משמעות, למשל, לגודלו של הסלע המספק צל ללטאה: במחקר מצאנו שבקיץ, בשעות החמות ביותר, הלטאות מעדיפות להסתתר דווקא תחת סלעים גדולים, וניתן להסביר זאת בטמפרטורה הנוחה יחסית שהן מוצאות שם, מכיוון שסלע גדול מתחמם (ומתקרר) לאט יותר. במקביל, לשיחים יש מגוון יתרונות חשובים משלהם עבור הלטאה: בנוסף לצל מהשמש הם מספקים לה מזון, מכיוון שהם מהווים בית גידול לחרקים, ושורשיהם יוצרים מחילות המשמשות לה מחסה מפני טורפים ובשעות הלילה."
לשרוד בדם קר
כל הנתונים שנאספו במעבדה ובשטח, לצד מודלים בינלאומיים המנבאים טמפרטורות עתידיות, הוזנו לתוך מודל חישובי ביו-פיזיקלי שפותח במיוחד עבור המחקר, המיישם משוואות פיזיקליות על נתונים ביולוגיים. ממודל זה התקבלו תחזיות מפורטות לגבי הבחירות וההתנהגויות של הלטאה בתנאים משתנים, מהיום עד שנת 2100.
גאווין סטארק מסביר: "על פי הממצאים שלנו, התנהגותה של הלטאה צפויה להשתנות באופן דרמטי בעקבות העלייה בטמפרטורה – עלייה של 6.5 מעלות צלזיוס בממוצע בקיץ ו-4.9 מעלות בממוצע בחורף עד סוף המאה ה-21. כיום הלטאות פעילות לאורך כל השנה, עם התאמות לעונות השונות, אך בעתיד הן צפויות לצמצם משמעותית את פעילותן בקיץ, כשהטמפרטורות יהיו גבוהות מדי גם תחת סלעים גדולים, והצמחייה עלולה להצטמצם משמעותית. בעונה זו הן ישהו בעיקר במחילות, ויגיחו משם רק לזמן קצר מוקדם בבוקר כדי למצוא מזון. במצב זה קיימת סכנה ממשית שהן לא יוכלו להשיג די מזון בשל פערים בשעות הפעילות בינן לבין טרפן (בעיקר נמלים וטרמיטים). עיקר הפעילות של הלטאות תועבר אם כן לעונת החורף שתהיה חמימה יותר, אך גם בעונה זו צפוי שינוי בהתנהגותן. המודל מצא שבחורף הן יעדיפו לשהות בשטח פתוח כדי להתחמם, ולהסתתר רק לזמן קצר תחת סלעים קטנים ושיחים שמספקים מיקרו-אקלים עם טמפרטורה גבוהה יחסית, בעוד שהסלעים הגדולים יהיו קרים מדי עבורן. שינויים אלה בהתנהגות התרמו-רגולטורית יצמצמו במידה רבה את ההזדמנויות של הלטאות למצוא מזון ולהתרבות, ועלולים אף להביא לקריסת האוכלוסייה."
"שינויים אלה בהתנהגות התרמו-רגולטורית יצמצמו במידה רבה את ההזדמנויות של הלטאות למצוא מזון ולהתרבות, ועלולים אף להביא לקריסת האוכלוסייה."
ד"ר לוי מסכם: "במחקר שלנו בנינו מודל חישובי ייחודי שבוחן תנאים במגוון מיקרו-בתי-גידול, משווה ביניהם, ומנבא שינויים בדפוסי ההתנהגות של הלטאה שבדקנו בעקבות התחממות האקלים ואובדן בתי גידול (בעיקר שיחים) עד סוף המאה הנוכחית. אנחנו מעריכים כי שינויים אלה בהתנהגות עלולים לסכן את התזונה והרבייה של הלטאה, ולגרום לפגיעה משמעותית באוכלוסייה המקומית והארצית. באמצעות המודל שלנו ניתן לבחון אילו מיקרו-בתי-גידול חשוב לשמר כדי למנוע פגיעה כזאת, וגם לזהות בתי גידול שאינם חשובים כיום אך עשויים להפוך לקריטיים בעתיד, בעיקר באזורים עם תנאים קיצוניים. חשוב לציין שהמודל יכול לשמש בסיס לפיתוח מודלים נוספים עבור אזורים אחרים בעולם, עם אקלים ממוזג או טרופי למשל, וכן עבור בעלי חיים מסוגים שונים, כמו יונקים, ציפורים, דו-חיים וחרקים."
מחקר
02.08.2023
חוקרים הצליחו לחסל את מרבית תאי סרטן הדם מיאלומה במח העצם באמצעות מערכת הובלת
בזכות מערכת הננו-חלקיקים שפיתחו - התא הסרטני מפסיק להתחלק ומת
- רפואה ומדעי החיים
צוות מחקר באוניברסיטת תל אביב הצליח להרוג 90% מתאי סרטן הדם מיאלומה נפוצה בתנאי מעבדה, ו-60% מתאי הסרטן ברקמות אנושיות שנלקחו ממטופלים מבית החולים בילינסון, וזאת באמצעות תרופה מבוססת-רנ"א (בדומה לחיסון הקורונה), שהובלה לתאי המטרה באמצעות ננו-חלקיקים שומניים. הפיתוח המהפכני פותח עולם חדש להובלה סלקטיבית של תרופות רנ״א וחיסונים לגידולים סרטנים ומחלות שמקורן במח העצם.
לבודד ולהרוג את התא הסרטני
מאחורי פריצת הדרך עומדים שורה של חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומהמרכז הרפואי רבין, בהובלת פרופ' דן פאר, מחלוצי פיתוח תרופות הרנ"א בעולם וראש המעבדה לננו-רפואה בבית הספר למחקר ביו רפואי ולחקר הסרטן ע"ש שמוניס, המכהן גם כסגן הנשיא למחקר ופיתוח באוניברסיטת תל אביב, והדוקטורנטית דנה טראב-רבסקי. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת החשוב Advanced Science.
מיאלומה נפוצה הוא סוג של סרטן דם, הנפוץ בעיקר בקרב אוכלוסיות מבוגרות. בניגוד למרבית סרטני הדם שמופיעים בזרם הדם או בבלוטות הלימפה ומשם מתפשטים לשאר הגוף, תאי המיאלומה הנפוצה מופיעים בתוך מח העצם ולכן קשה מאוד להגיע אליהם. במסגרת המחקר, החוקרים פיתחו ננו-חלקיקים מבוססי ליפידים, שדומים לחלקיקים שבהם השתמשו בחיסוני הקורונה, המכילים מולקולות רנ"א שמשתיקות גן בשם CKAP 5, אשר מקודד לחלבון קושר שלד התא (מספר 5). עיכוב הקישור גורם לחוסר יכולת של התא הסרטני להתחלק ולמעשה הורג אותו. החלקיקים צופו בנוגדן שהכווין אותם ספציפית אל תאי הסרטן בתוך מח העצם, וזאת מבלי לפגוע בתאים שאינם סרטניים.
"האתגר בטיפולים אלה הוא להגיע לתאים הנכונים. מערכת הובלת התרופות שפיתחנו היא הראשונה שמצליחה להגיע ביעילות לתאי סרטן בתוך מח העצם בפרט, והראשונה שהשתיקה את הגן CKAP 5 בסרטן דם בכלל"
ממצאי המחקר מעודדים מאוד: בתנאי מעבדה, דהיינו בתאים שגודלו בצלחות, הננו-חלקיקים שפיתחו החוקרים הביאו לתמותה של כ-90% מתאי הסרטן. בשלב השני, החוקרים בדקו את הטיפול החדש על דגימות סרטניות שנלקחו מחולי מיאלומה נפוצה במחלקה ההמטו-אונקולוגית במרכז הרפואי רבין. בדגימות אלו שיעור ההצלחה עמד על כ-60%. בנוסף, יעילות הננו-חלקיקים נבדקה גם בחיות מודל. החוקרים מצאו כי לאחר הזרקה אחת בלבד, 60% מכלל תאי הסרטן בתוך מח העצם קיבלו את הרנ"א, שני שליש מתאי הסרטן נעלמו וחיות המודל הראו שיפורים משמעותיים בכל המדדים הקליניים.
"החולים במיאלומה נפוצה סובלים מכאבי עצמות קשים, מאנמיה, מבעיות בכליות ומהיחלשות מערכת החיסון", מספרת טראב-רבסקי. "קיימות אפשרויות טיפוליות רבות לסרטן זה, אך לאחר תקופה מסוימת של הטבה - רוב החולים מפתחים עמידות והמחלה חוזרת בצורה אגרסיבית יותר. לכן יש צורך בפיתוח מתמיד של טיפולים חדשים למיאלומה נפוצה. לטיפולים מבוססי רנ"א יש יתרון גדול במקרה זה, שכן אפשר לפתח אותם בזמן קצר. על ידי החלפה פשוטה של מולקולת הרנ״א ניתן להשתיק בכל פעם גן אחר, וכך להתאים את התרופה להתקדמות המחלה או באופן אישי למטופל. האתגר בטיפולים אלה הוא להגיע לתאים הנכונים. כיום מאושרים לשימוש קליני טיפולים מבוססי רנ"א לטיפול במחלה גנטית בכבד או לחיסון בהזרקה שרירית, כמו שראינו עם חיסוני הקורונה. מערכת הובלת התרופות שפיתחנו היא הראשונה שמצליחה להגיע ביעילות לתאי סרטן בתוך מח העצם בפרט, והראשונה שהשתיקה את הגן CKAP 5 בסרטן דם בכלל".
"החשיבות של הפיתוח שלנו הוא בכך שהוא פותח עולם חדש להובלה סלקטיבית של תרופות רנ״א וחיסונים לגידולים סרטנים ומחלות שמקורן במח העצם", מסכם פרופ' דן פאר.
פרופ' דן פאר
מחקר
02.08.2023
על אף הקונוטציה השלילית: לטפילים יש השפעה חיובית על המגוון הביולוגי ותפקיד
מחקר חדש מאיר באור חיובי את הסטיגמה הביולוגית
- מוזיאון הטבע
- רפואה ומדעי החיים
כשאנחנו חושבים על טפילים בדרך כלל יש לנו קונוטציות שליליות כלפיהם: איך הם פוגעים בפונדקאי שלהם או כמה הם מזיקים למי שנגזר עליו לשאת אותם? מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מגלה שהנוכחות של הטפילים בטבע אינה בהכרח שלילית ולפעמים הם אף עוזרים לבעלי חיים אחרים לשרוד.
המחקר נערך בהובלת פרופ' פרידה בן-עמי וד"ר סיגל אורלנסקי מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, ופורסם בכתב העת Frontiers in Microbiology. "במחקר שערכנו אנחנו מראות שלטפילים ישנה דווקא השפעה חיובית על מבנה החברה, ויש להם תפקיד מפתח בעיצוב בית הגידול והעצמת המגוון הביולוגי," אומרות החוקרות.
עניין של איזון
החוקרות מסבירות כי בחברה אקולוגית בריאה יש לרוב מגוון רחב של מינים החיים זה לצד זה. מינים קרובים יוכלו להתקיים באותה החברה בתנאי שהם משפיעים ומושפעים באופן שונה, ממשאבים ומאויבים טבעיים. ללא הפרדה ואיזון בין אותם מינים, לא תהיה להם אפשרות להתקיים במקביל, כלומר, אחד המינים ייכחד. עקרון זה נקרא competitive exclusion principle או חוק Gause.
ד"ר סיגל אורלנסקי: "טפילים ומחוללי מחלות הם חלק בלתי נפרד מכל חברה אקולוגית. על אף שמם הרע, טפילים ממלאים תפקיד מפתח בעיצוב דינמיקת האוכלוסייה, מבנה הקהילה והמגוון הביולוגי, בזכות השפעתם על איזון בין המינים באותה החברה".
המחקר נערך על סרטנים זעירים מסוג דפניה, שבארץ ניתן למצוא בעיקר בבריכות חורף. גודלה של הדפניה כשלושה מילימטרים והיא ניזונה מאצות חד-תאיות ומחיידקים והן עצמן משמשות מזון לדגים. בריכות חורף הן בית גידול סגור שבו התחרות בין המינים מאוד משמעותית בהשפעתה על המגוון הביולוגי בבריכה. מינים אקווטיים שחיים בבריכות החורף לא יכולים לעזוב או לנדוד למקום אחר באופן עצמאי, ולכן תוצאות התחרות מאוד קריטיות להישרדותן. המינים הללו הם גם פונדקאים או נשאים של טפילים ונדיר למצוא מין שעמיד לטפילים בצורה כמעט מוחלטת.
פרופ' בן-עמי מוסיפה: "באוכלוסיית סרטני הבריכות בארץ מצאנו מין אחד ששמו Daphnia similis שהכינוי שלו במעבדה היה "סופר דפניה" בשל יכולת עמידות כמעט מוחלטת לטפילים. למרות כל זאת ה"סופר דפניה" שלנו לא מצליח להיות מין הדפניה הנפוץ ביותר בבריכות. המין הנפוץ הוא דווקא Daphnia magna אשר פגיע מאוד למגוון רחב של טפילים".
פרופ' פרידה בן-עמי במעבדה
מה יאפשר דו-קיום של מינים?
כדי להבין למה חסינות אימונולוגית לא מהווה מקפצה לתפוצה רחבה בבריכה, החוקרות הקימות במעבדה מיקרו-קוסמוס ביולוגי, שבו שני המינים חלקו את אותו בית גידול בנוכחות או בהיעדר טפילים. התוצאות הראו די מהר שבבית גידול ללא טפילים, המין הרגיש לטפילים, שהינו המין מסוג דפניה הנפוץ ביותר בטבע, הוא זה שגם ניצח בתחרות ואף גרם להיעלמות של ה"סופר דפניה" העמידה לטפילים. אולם בבתי גידול עם טפילים, השרידות של הדפניה הרגישה ירדה באופן דרמטי, ואוכלוסיית ה"סופר דפניה" התבססה, דבר שיאפשר דו-קיום בין שני המינים.
ד"ר סיגל אורלנסקי: "תוצאות ניסויים אלו מדגישות את התפקיד החשוב של טפילים בעיצוב המגוון הביולוגי, ככאלה שיכולים לתווך תחרות בין מיני דפניה. בכך מתאפשר דו-קיום של מין שהוא אמנם עמיד לטפילים אבל יכולת התחרות שלו לוקה בחסר וללא טפילים הוא היה כנראה נכחד כאשר הוא חולק את אותו בית גידול עם מין רגיש לטפילים, שהוא מין הדפניה השכיח ביותר בישראל, כלומר, בעל כושר תחרותי גבוה. המחקר שלנו מראה שדו-קיום של שני מיני דפניה אלו אפשרי רק בתיווך טפיל".
פרופ' בן עמי מסכמת ומדגישה את ההשלכות המשמעותיות של תוצאות ניסויים אלו להבנה טובה יותר של מערכות שבהן מתקיימים במקביל מינים רגישים לטפילים ומינים פחות רגישים. ההשלכות הללו עשויות להשפיע על התמודדות עם פלישות ביולוגיות ואף לסייע בהפחתת האיום על מינים בסכנת הכחדה.
