מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

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

מחקר

07.12.2021
האם חסה ימית תחסל את הקורונה?

תגלית אקולוגית נגד נגיף הקורונה: חומר טבעי המופק מאצה ימית מונע הידבקות של תאים בנגיף הקורונה

  • מדעים מדויקים
  • סביבה

"היום כבר ברור שהחיסון נגד קורונה, על אף יעילותו הרבה, לא יוכל לעצור את התפשטות המגפה בכל העולם," מסביר ד"ר אלכס גולברג מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר. "גם במדינות מתקדמות שרוב תושביהן מחוסנים, מבינים שכל עוד לא יימצא מענה למיליארדים שאין להם גישה לחיסון, צפוי הנגיף לפתח עוד ועוד וריאנטים, שעלולים להיות עמידים לחיסונים - והמלחמה בקורונה תימשך. מסיבה זו חשוב מאוד, למען האנושות כולה, למצוא פתרון זול ונגיש שיתאים גם לאוכלוסיות חלשות במדינות מתפתחות."

 

חסה ימית עם כוחות על

"לצורך זה, החלטנו במעבדה שלנו לבחון חומר שהפקנו במחקרים קודמים: אולוון (Ulvan), המופק מאצה ימית בשם אולווה (ulva), שנקראת גם 'חסה ימית' ומשמשת למאכל במקומות כמו הוואי וסקוטלנד. בעבר פורסם כי אולוון יעיל נגד נגיפים בחקלאות וגם נגד חלק מהנגיפים האנושיים, ואם הגעת הקורונה ביקשנו לבחון את פעילותו נגד נגיף הקורונה."

 

ואכן, חוקרי המעבדה בהובלת ד"ר גולברג מצאו כי חומר האולוון (ulvan) מונע הידבקות של תאים בנגיף הקורונה. לדברי החוקרים, "מדובר בחומר טבעי זול להפקה, שעשוי לסייע בפתרון בעיה חמורה: התפשטות הקורונה באוכלוסיות נרחבות, בעיקר במדינות מתפתחות, שאין להן גישה לחיסון – מצב הגובה קורבנות רבים ואף גורם ליצירה מואצת של וריאנטים חדשים. המחקר נמצא עדיין בשלביו המוקדמים, אך אנו מקווים שהתגלית תשמש בעתיד לפיתוח תכשיר נגיש ויעיל נגד הדבקה בקורונה."

 

במחקר השתתפו שי שפר, ארתור רובין ואלכסנדר צימודנוב ממעבדתו של ד"ר גולברג, פרופ' מיכאל גוזין מבית הספר לכימיה ומהמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב, וכן חוקרים מהאוניברסיטה העברית, מהמרכז הרפואי מאיר בכפר סבא, וממכון Southern Research באלבמה, ארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת PeerJ .

 

אופטימיות זהירה

כדי לבחון את השערתם שבו החוקרים למעבדה בעיצומו של הסגר הראשון, גידלו אצות אולווה, הפיקו מהם את החומר אולוון, ושלחו אותו למכון Southern Research Institute באלבמה, ארה"ב, העוסק במחלות זיהומיות. החוקרים בארה"ב בנו מודל תאי לבדיקת פעילות החומר שהופק במעבדתו של פרופ' גולברג. התאים במודל נחשפו לנגיף הקורונה וגם לאולוון, ונמצא כי בנוכחות אולוון הנגיף אינו חודר לתאים. במילים אחרות: אולוון (בניגוד למיצויים מאצות נוספות שנבדקו) מונע את הדבקת התאים בנגיף הקורונה. לדברי החוקרים "הממצאים מעודדים מאוד, אך הם עדיין בבחינת 'סימני נפט' בלבד, ועבודה רבה עוד לפנינו. החומר הופק בהפקה גולמית, כך שהוא למעשה תערובת של חומרים טבעיים רבים, ועלינו לגלות איזה מהם הוא החומר שמונע את הדבקת התאים. לאחר מכן יש לבחון איך, אם בכלל, הוא פועל בבני אדם."

 

"במחקר מצאנו חומר טבעי, זול וקל להפקה, שמונע הדבקת תאים במעבדה בנגיף הקורונה. הממצאים שלנו מעוררים בשלב זה אופטימיות זהירה. בתרחיש האופטימי ביותר יוכל האולוון לשמש כפתרון לבעיה דחופה וכאובה: הגנה מפני קורונה למיליארדי בני אדם שאין להם גישה לחיסונים. בכך תימנע התפתחות של וריאנטים חדשים, דבר שיתרום בסופו של דבר לעצירת המגפה העולמית, שגבתה עד היום את חייהם של קרוב לחמישה מיליון בני אדם."

 

מחקר

24.11.2021
משבר האקלים הקדום שהפך אותנו מציידים נוודים לחקלאים יושבי קבע

שרידי צמחים סייעו לחוקרים לשחזר את האקלים בארץ ישראל בסיומה של תקופת הקרח האחרונה

 

  • סביבה
  • רוח

מה גרם לנו, הישראלים שחיו פה לפני עשרות אלפי שנים, להניח את מקל הנדודים ואת כלי הציד ולהפוך לחקלאים מיושבים? מסתבר שמדובר במשבר אקלים שהתקיים בסוף תקופת הקרח האחרונה, לפני כ-10,000 עד 20,000 שנים. תיעוד חדש של שינויי אקלים דרמטיים בארץ ישראל, שמתבסס על זיהוי שרידי צמחים קדומים, שופך אור על המעבר הדרמטי. על רקע הדיונים בוועידת גלזגו, החוקרים סבורים כי הבנת התגובה של צמחיית האזור לשינויי אקלים דרמטיים שאירעו בעבר עשויה לסייע בשימור מגוון מיני הצומח באזורינו ובהערכות לאתגרי האקלים הנוכחיים והעתידיים.

 

המשבר שהצעיד את האנושות קדימה

המחקר נערך על ידי ד"ר דפנה לנגוט מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום ע"ש יעקב מ. אלקוב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, פרופ' גונן שרון, ראש התוכנית לתואר שני בלימודי גליל במכללה האקדמית תל-חי וד"ר ראשיד שדאדי מומחה לאבולוציה ואקלים קדום, מאוניברסיטת מונפלייה בצרפת (Universite de Montpellier, CNRS-UM-IRD).

 

המחקר התבצע באתר הארכיאולוגי "מדרגות הירדן", השוכן לחופו של אגם החולה הקדום. ייחודו של האתר הוא בכך שבשכבותיו נוצרו תנאי שימור יוצאי דופן מהם ניתן ללמוד על הפעילות של תושבי המקום הקדומים, שעסקו בעיקר בדיג, וכן ניתן לזהות את הצמחים שצמחו באותן שנים (20-10 אלפי שנים טרם זמננו), בעמק החולה ובסביבתו. לדברי החוקרים, שינויי האקלים המשמעותיים שאפיינו את התקופה ובאו לידי ביטוי בהבדלים חדים בטמפרטורות ובפיזורם של המשקעים לאורך השנה, היו אחד הגורמים המשמעותיים שהשפיעו על המעבר להתיישבות קבע ולאורח החיים החקלאי. מחקרם פורסם לאחרונה בכתב העת המוביל  Quaternary Science Reviews.

 

האתר הארכיאולוגי "מדרגות הירדן", השוכן לחופו של אגם החולה הקדום

 

בפרק זמן זה של תקופת הקרח התרחשו שני תהליכים מרכזיים בהיסטוריה העולמית: מעבר מקבוצות של נוודים ליושבי קבע על רקע שינויי אקלים דרמתיים. פרופ' שרון, מנהל החפירות באתר מדרגות הירדן, מסביר: "בחקר הפרהיסטוריה מכונה תקופה זו התקופה האפיפליאוליתית. בראשיתה של התקופה היו מאורגנים האנשים בחבורות קטנות של ציידים לקטים הנודדים במרחב. ואז, סביב 15 אלף שנים לפני זמננו, אנו עדים לשינוי משמעותי באורחות החיים: הופעת ישיבת הקבע בכפרים ותהליכים דרמטיים נוספים המגיעים לשיאם בתקופה הבאה – הניאוליתית, שבה מתרחש השינוי המשמעותי ביותר בהיסטוריה האנושית – המעבר לאורך חיים חקלאי שעיצב את העולם כפי שאנו מכירים אותו היום".

 

ד"ר לנגוט, ארכאו-בוטנאית המתמחה בזיהוי שרידי צמחים, מתייחסת לתהליך הדרמטי השני בתקופה המדוברת - השינויים האקלימיים שהתרחשו באזורנו. "אומנם בשיאה של תקופת הקרח האחרונה, לפני כ-20 אלף שנה, ארץ ישראל לא הייתה מכוסה במעטה קרחוני כפי שקרה באזורים אחרים בעולם, אולם התקיימו בה תנאי אקלים שונים מהתנאים היום, שמאפייניהם המדויקים לא היו נהירים עד למחקר זה. המודל האקלימי שבנינו על סמך שיחזור בתנודות השתרעות מיני הצמחים מצביע כי עיקר השינוי האקלימי באזורינו התבטא בירידת טמפרטורה (עד 5 מעלות צלזיוס פחות מימינו), בעוד שכמויות המשקעים היו דומות להיום (פחותות ב-50 מ"מ לערך מן הממוצע השנתי).

 

ד"ר דפנה לנגוט

 

יודע חקלאי פיקח

ד"ר לנגוט מסבירה שבהמשך התקופה האפיפליאוליתית, כעבור 5,000 שנים (כ-15 אלף שנים לפני זמננו), ניכרת במודל השתפרות משמעותית בתנאי האקלים. עליה בשכיחותם של מיני עצים חובבי חום (כמו הזית, האלון המצוי והאלה) מורים על עליה בטמפרטורה ובכמות המשקעים.

 

בתקופה זו מופיעים באזורינו ראשוני האתרים השייכים לתרבות הנטופית ויתכן מאוד כי האקלים הנוח סייע להתפתחותה ושגשוגה של תרבות זו, בה מופיעים לראשונה בזירה הגלובלית יישובי קבע, מבנים בנויי אבן, מתקנים לאחסון מזון ועוד. 

 

השלב הבא במחקר עוסק בסוף התקופה האפיפליאוליתית, לפני כ 12-11 אלף שנה, הידועה בשם  הדרייאס הצעיר (Younger Drayas). זו תקופה של חזרה לאקלים קר ויבש כמו בתקופת הקרח, הגורמת למעין משבר אקלימי בכל רחבי העולם. לטענת החוקרים, עד למחקר זה לא היה ברור האם היה ביטוי לתקופה זו באזורינו ובאיזו מידה.

 

מעט גשם, אבל לאורך כל השנה

לדברי החוקרים, הממצאים העולים מראים כי התקופה התאפיינה בחוסר יציבות אקלימית, בתנודתיות רבה ובירידה משמעותית בטמפרטורות. עם זאת, בשחזור המשקעים נצפתה תופעה מפתיעה: כמויות הגשם הממוצעות המשוחזרות היו פחותות מהיום רק במעט, אולם הם היו מפוזרים על פני כל השנה, כולל גשמי קיץ.

 

לטענתם, פיזור כזה סייע להתרחבותם ושגשוגם של מיני צמחים חד-שנתיים ועשבוניים. הלקטים שחיו בתקופה זו ניצבו כעת בפני מגוון נרחב וזמין של צמחים הניתנים לליקוט במשך כל השנה. מגוון זה איפשר להם היכרות מעמיקה עם הצמחים, רגע לפני ביותם. החוקרים סבורים כי ממצאים אלו תורמים להבנה חדשה של השינויים הסביבתיים ערב המעבר לחקלאות וביות בעלי החיים.

 

"מחקר זה תורם לא רק בהבנת הרקע הסביבתי לתהליכים הרי-גורל בהיסטוריה האנושית, כגון ראשית התיישבות הקבע והמעבר לחקלאות, אלא גם מספק מידע בנוגע להיסטוריה של צמחיית האזור ותגובתה לשינויי האקלים בעבר. אין ספק כי מידע זה עשוי לסייע בשימור מגוון המינים ובהערכות לאתגרי האקלים הנוכחיים והעתידיים", מסכמת ד"ר לנגוט.

 

שכבות של ידע נחשפות. מעבודת המחקר ב"מדרגות הירדן"

מחקר

05.09.2021
אצות שגדלות בסמיכות לשפכי הנחלים יכולות לשמש כ"מתקן טיהור טבעי"

מחקר של אוניברסיטאות תל אביב וברקלי: חוות לגידולי אצות בשפכי נחלים מקטינות מאוד את ריכוזי החנקן ומונעות זיהום סביבתי

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • סביבה

חנקן הוא דשן הכרחי לחקלאות יבשתית, אבל הוא בא עם תג מחיר סביבתי. ברגע שהחנקן מגיע לים הוא מתפזר אקראית ופוגע במערכות אקולוגיות שונות. כתוצאה מכך, המדינה מוציאה היום הרבה כסף על טיפול בריכוזי חנקן במים, ויש הסכמים בינלאומיים שמגבילים העמסת חנקן בימים, כולל בים תיכון.

 

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ואוניברסיטת ברקלי מציע מודל, ולפיו הקמת חוות לגידול אצות בסמיכות לשפכי הנחלים מקטינה מאוד את ריכוזי החנקן בנחל ומונעת זיהום סביבתי בנחלים ובימים. במסגרת המחקר, החוקרים בנו מודל של חוות אצות גדולה לגידול אצה חסנית ים תיכונית בסמיכות לשפך נחל אלכסנדר, מאות מטרים מהים הפתוח. נחל אלכסנדר נבחר משום שהוא מזרים חנקן מזהם מהשדות הסמוכים ומהיישובים במעלה הזרם לים התיכון. הנתונים עבור המודל נאספו במשך שנתיים מגידולים מבוקרים ומגידול במי ים.

 

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט מירון צולמן, בהנחיה משותפת של פרופ' אלכסנדר גולברג מבית הספר למדעי הסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר ושל פרופ' אלכסנדר ליברזון מבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב. המחקר נערך בשיתוף פרופ' בוריס רובינסקי מהפקולטה להנדסה מכנית באוניברסיטת ברקלי. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Communications Biology.

 

"המעבדה שלי חוקרת תהליכים בסיסיים ומפתחת טכנולוגיות עבור חקלאות ימית", מסביר פרופ' גולברג. "אנחנו מפתחים טכנולוגיות לגידול אצות בים כדי לקבע פחמן ולמצות מהן חומרים שונים כמו חלבונים ועמילנים, במטרה לייצר את התוצרת החקלאית גם בים. במחקר הראנו שאם מגדלים את האצות בהתאם למודל שפיתחנו, בסמיכות לשפי הנחלים, הן יודעות לספוג את החנקן כך שיתאים לתקנים הסביבתיים, למנוע את התפזרותו במים ובכך לנטרל את הזיהום הסביבתי. בדרך זו, אנחנו למעשה מייצרים מעין "מתקן טיהור טבעי" שיש לו גם ערך אקולוגי משמעותי וגם ערך כלכלי, שכן ניתן למכור את האצות כביומסה לשימוש האדם.

 

גם רווחיות וגם ידידותיות לסביבה

החוקרים מוסיפים כי המודל המתמטי מצליח לנבא את תפוקות החוות ולקשור את תפוקת האצות והרכבן הכימי לריכוז החנקן בנחל. "המודל שלנו מאפשר לחקלאים ימיים, וגם לגופי ממשל וסביבה, לדעת מראש מה תהיה ההשפעה ומה יהיו התוצרים של חוות אצות גדולה – לפני שמקימים את החווה בפועל", מוסיף מירון צולמן. "בזכות המתמטיקה אנחנו יודעים לעשות את ההתאמות גם לחוות גידול גדולות ולמקסם את התועלת הסביבתית, לרבות ייצור כמויות החלבון הרצויות לנו מבחינה חקלאית".

 

"צריך להבין שכל העולם הולך לכיוון האנרגיה הירוקה, ואצות ים יכול להיות מקור משמעותי", מוסיף פרופ' ליברזון, "ובכל זאת אין היום חווה אחת עם היכולת הטכנולוגית והמדעית שהוכחנו. החסמים כאן הם גם מדעיים: אנחנו לא באמת יודעים מה תהיה ההשפעה של חווה ענקית על הסביבה הימית. זה כמו לעבור מגינת ירק ליד הבית לשדות אינסופיים של גידול חקלאי תעשייתי. המודל שלנו מספק כמה מהתשובות, בתקווה לשכנע את מקבלי ההחלטות שחוות כאלה יהיו גם רווחיות וגם ידידותיות לסביבה. ואפשר גם לדמיין תרחישים עוד יותר מרחיקי לכת. למשל, אנרגיה ירוקה. אם היינו יודעים לנצל את קצבי הגידול לאנרגיה באחוזים טובים יותר, היה אפשר לצאת לשיט של שנה עם קילוגרם אצות, לא להזדקק לדלק נוסף מעבר לייצור הביומסה בסביבה ימית".

 

"החיבור המעניין שאנחנו מציעים כאן הוא גידול אצות על חשבון הטיפול בחנקן", מסכם פרופ' גולדברג. "בעצם פיתחנו כלי תכנוני לבניית חוות של אצות בשפכי נחלים, שיאפשר גם לטפל בבעיה הסביבתית וגם להפיק תועלת כלכלית. אנחנו מציעים תכנון של חוות לגידול אצות בזרימות של נחלים עם הרבה חנקן מחקלאות, כדי לשקם את הנחל ולמנוע מהחנקן להגיע לים וגם כדי לגדל את האצות עצמן למאכל. באופן הזה החקלאות הימית משלימה את החקלאות היבשתית".

 

אופיר ענבר ומי אטמוספרה תל אביביים

מחקר

23.06.2021
האוויר של תל אביב ראוי לשתייה

מים שהופקו מהאוויר שברחבי העיר הסואנת נמצאו ראויים לשתייה

 

  • סביבה

אין עשן בלי אש, כסף לא גדל על העצים אבל מים אפשר להפיק מ...אוויר! מחקר ראשון מסוגו בעולם שנערך באוניברסיטת תל אביב מצא כי מים שהופקו מהאוויר בלב העיר תל אביב, עמדו בכל תקנות מי השתייה המחמירות של מדינת ישראל ושל ארגון הבריאות העולמי. האם סוף סוף נמצא הפתרון למחסור במי שתייה בעולם?

 

מים לשתייה כמו אוויר לנשימה

על פי החוקרים, חשיבה מחוץ לקופסה ופיתוח טכנולוגיות חדשות לייצור מי שתייה הכרחיים לפתרון המחסור העולמי ההולך ומחריף במי שתייה ראויים. לדבריהם, אטמוספרת כדור הארץ היא מקור מים עצום ומתחדש: היא מכילה מיליארדי טונות של מים ש-98% מהם נמצאים במצב צבירה גזי, כלומר אדי מים שעשויים להפוך למי שתייה.

 

במחקר, שנערך על ידי צוות מומחים מהמעבדה להידרוכימיה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, בהובלת הסטודנט למאסטר אופיר ענבר ובהנחיית פרופ' דרור אבישר, בדקו החוקרים באמצעות מתקן ייעודי של חברת ווטרג׳ן הישראלית את איכות המים, שהופקו מאדי המים שבאטמוספירה העירונית המתאפיינת בתעשייה ובבנייה מסיבית, ומצאו כי הם תקינים וראויים לשתייה.

 

עוד השתתפו במחקר פורץ הדרך צוות המחקר והפיתוח של חברת ווטרג'ן, פרופ' אלכסנדרה צ'​ודנובסקי וחוקרים מובילים מגרמניה. תוצאות המחקר פורסמו בשני כתבי עת מובילים: Science of The Total Environment ו-Water.

 

מים בטעמים של רוח

"זהו המחקר הראשון בעולם שבוחן את זיהום האוויר מזווית אחרת: השפעתו על מי השתייה המופקים מהאוויר", מסביר אופיר ענבר. "במכוון לא התקנו במכשיר המחקרי כל מערכת סינון וטיפול, כלומר שהמים שהופקו הם המים שהתקבלו מהאוויר".

 

החוקרים ביצעו במסגרת המחקר מגוון רחב של אנליזות כימיות מתקדמות, ומצאו ברוב המוחלט של המקרים, בעונות שונות ובשעות שונות, כי המים שהופקו מהאוויר בלב תל אביב היו בטוחים לשתייה. בנוסף, בעזרת מגוון טכנולוגיות חדשניות לניטור הרכב האטמוספירה ושימוש בשיטות סטטיסטיות מתקדמות, הצליחו החוקרים לקשר לראשונה באופן כמותי בין המסלול שהאוויר עובר בימים שלפני הגעתו לנקודת הפקת המים לבין ההרכב הכימי של מי הטל.

 

"המחקר הראה שכיווני הרוח משפיעים מאוד על איכות המים. כך למשל, כשהרוח מגיעה מהמדבר אנחנו מוצאים יותר סידן וגופרה במים, כלומר שיירים של אירוסולים של אבק מדברי במים. לעומת זאת, כשהרוח מגיעה מכיוון הים אנחנו מוצאים ריכוזים גבוהים יותר של כלור ונתרן שמקורם בים", מסביר אופיר. "בנוסף, מצאנו שניתן לזהות במים את המקורות הרחוקים שממנו הגיע האוויר לנקודת הפקת המים. למשל, מים שהופקו מאוויר שהגיע מאזור הסהרה שונים בהרכבם ממים שהופקו מאוויר שהגיע מאזור אירופה".

 

תל אביב. עכשיו גם מקור למים נקיים?

 

כדאי לשדרג במנת ויטמינים ומינרלים

החוקרים מציינים כי איכות המים מושפעת גם מזיהום אנתרופוגני (השפעות של פעילות האדם על הטבע), שמקורו בתחבורה ובתעשייה. "בעזרת שיטות מתקדמות מצאנו קשר ישיר בין ריכוזי אמוניה, תחמוצות חנקן וגופרית דו-חמצנית באוויר לבין ריכוז תוצרי הפירוק שלהם במים. מצאנו במים ריכוזים נמוכים של נחושת, אשלגן ואבץ, שמגיעים ככל הנראה ממקורות זיהום מעשי ידי אדם", אומר ענבר.

 

"מבחינה מחקרית, הקישור הכימי שערכנו בין הפרמטרים המטאורולוגיים להרכב המים מאפשר לראשונה לחקור את האטמוספירה באמצעות המים המופקים ממנה. מבחינה סביבתית, הקישור הזה מאפשר לנו לדעת אילו מינרלים יש להוסיף למים שהופקו מאוויר, כדי לספק מי שתייה איכותיים לתושבים. ככלל, מצאנו שבמי שתייה מאוויר אין מספיק סידן ומגנזיום, ושמוטב להוסיף אותם למים כפי שמוסיפים למי שתייה מותפלים בחלק מהמדינות".

 

מים זמינים וזולים

חלק משמעותי מהמים שאנו שותים היום בישראל הם מי ים מותפלים. לדברי ענבר, הפתרון הזה חלקי בלבד ולא יכול לספק מי שתייה לרוב מוחלט של אוכלוסיית העולם. "בכדי להתפיל מי ים צריך ים, ולא בכל מקום בעולם קיימת גישה לים", הוא אומר. "יש לזכור כי אחרי ההתפלה צריך לבנות תשתית שלמה שתוביל את המים המותפלים מקו המים ליישובים השונים, ובחלקים נרחבים מהעולם אין את האמצעים ההנדסיים והכלכליים לבנות ולתחזק תשתית כזאת".

 

"לעומת זאת, מים מהאוויר אפשר להפיק בכל מקום, ללא צורך בתשתית הובלה יקרה ומבלי להתחשב בכמות המשקעים. מבחינה כלכלית, ייצור מים מהאוויר משתלם יותר ככל שהטמפרטורות והלחות גבוהות יותר. החשש היה שמים שיופקו מאוויר בלב אזור עירוני לא יהיו ראויים לשתייה והוכחנו שזה לא נכון", מסכם ענבר. "בימים אלה אנחנו מרחיבים את המחקר לאזורים נוספים בישראל, בהם מפרץ חיפה ואזורים חקלאיים, כדי לחקור לעומק את השפעתם של מזהמים שונים על איכות מים המופקים מהאוויר".

 

יצוין כי מכשיר להפקת מים מהאוויר עם מערכות לטיהור וטיפול במים כבר נמצא במספר רב של מדינות בעולם, ומספק מי שתייה איכותיים לתושבים באזורי מצוקה.

מחקר

25.05.2021
נשטפים בגשם

הקשר בין הגשם לכמות החלקיקים באוויר שמעודדים התעבות טיפות

  • סביבה

גשמים ואירוסולים ממלאים תפקידים מרכזיים במערכת האקלים של כדור הארץ ומשפיעים באופן מהותי על חיינו. האירוסולים הם חלקיקים מוצקים שנמצאים באוויר כמו אבק, זיהום אוויר, חלקיקי צמחים, חלקיקי מלח וכו', שפועלים כגרעיני התעבות לאדי מים ויכולים להשפיע באופן משמעותי על היווצרות עננים ועל תהליכי המשקעים. אחד הנושאים הנחקרים היום בתחום איכות הסביבה הוא כיצד האירוסולים משפיעים על משקעים ולהיפך: כיצד הגשם משפיע על כמות האירוסולים שבאוויר. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב זיהה לראשונה קשר בין השניים: החוקרים זיהו כי מהרגע שבו מתחיל לרדת גשם חלה ירידה מובהקת בכמות האירוסולים באוויר, שמגיעה לערכים מינימליים כעבור שעתיים וחצי, ומיד לאחר מכן התהליכים הפיזיקליים האחראים על עלייה בריכוזי החלקיקים שבאוויר הופכים להיות דומיננטיים. נתונים אלה ישמשו מדענים ככלי למידול של שינויי אקלים.

 

ישראל כמקום מפגש לאירוסולים

נושא האירוסולים מעסיק מאוד את המדענים והמדעניות בכל הקשור להתמודדות עם משבר האקלים. זריעת עננים (נושא שמדינת ישראל עוסקת בו כמעט מיום הקמתה), היא דוגמא להשפעה של אירוסולים על כמות המשקעים. אחת המשימות של האסטרונאוט אילן רמון ז"ל בחלל הייתה להבין טוב יותר את ההשפעה של החלקיקים על האקלים ועל העננים בפרט. בנוסף, ההקשר החשוב של מחקרים בנושאים אלו הוא ההשפעה של העלייה בכמות האירוסולים שנצפית באיזורים רבים בעולם על ההתחממות הגלובלית, קרינת השמש ושינוי האקלים העולמי.

 

על פי פרופ' אלפרט מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר וממובילי המחקר, "מבחינה גיאוגרפית, ישראל נמצאת במיקום מיוחד בכדור הארץ שאליו מתנקזים חלקיקים רבים הן מאיזור מדבר הסהרה והן מהתעשייה המזהמת של מזרח אירופה, מה שמשפיע בסופו של דבר, על הבריאות של כולנו". לדבריו, "גם ביום 'נקי', בכל ס"מ מעוקב ישנו ריכוז של מאות חלקיקים באוויר וביום מזוהם הריכוז יכול להגיע לאלפי חלקיקים".

 

במסגרת המחקר, החוקרים זיהו כי מהרגע שבו מתחיל לרדת גשם מתרחשת ירידה מקסימלית של אירוסולים באוויר שנמשכת עד כשעתיים וחצי (בין 140-160 דקות), ואחריהן כמות החלקיקים מתחילה לעלות חזרה ומתגברת מסיבות שונות. הזיהוי נעשה באמצעות 10 תחנות מדידה בישראל ובקליפורניה, אשר מודדות בו-זמנית הן את כמות המשקעים והן את כמות החלקיקים.

 

המחקר נערך בהובלת החוקרים פרופ' פינחס אלפרט, חיים שפיר ואמילי אלחכם מבית-הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר באוניברסיטת תל-אביב, ופורסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Geophysical Research Letters.

 

תרומה למודלים אקלימיים

"במחקר שביצענו רואים בבירור קשר מאוד חזק בין גשם לריכוז אירוסולים ולראשונה הצלחנו למדוד אותו", אומר פרופ' אלפרט. "אלה נתונים שעד כה לא היו ידועים, ולכן נדרש בדחיפות מחקר מקיף של התהליכים הפיזיקליים החסרים במודלים המפותחים כיום במרכזים רבים בכל העולם, לשם הבנה טובה יותר של ההשפעות על התחממות כדור הארץ".

 

החוקרים מדגישים שהמשמעות של הנתונים והגילויים הללו עדיין לא ברורה דיה ומחייבת בדיקה באמצעות מדידות נוספות נרחבות בעולם. רק לאחר מכן ניתן יהיה להוסיף את המידע שנחוץ מאוד ואף חסר במודלים האקלימיים הקיימים.

 

"תוצאות המחקר ממחישות את החשיבות במדידת אירוסולים וגשם בו זמנית בסמוך לקרקע, ומציגות את הצורך בניטור משולב", מוסיפה החוקרת אמילי אלחכם. "אחת התרומות הגדולות של המחקר היא למודלים של שינוי האקלים. למעשה, הוא יהווה כלי למדענים, ייתן להם זווית חדשה ויקדם את המחקר בנושא".

 

אצטלן מהמין Polycarpa mytiligera (צילום: טל זקין)

מחקר

26.04.2021
מאחד יוצאים שלושה

נמצא בעל חיים שמסוגל לחדש את כל איבריו, אפילו אם מחלקים את גופו לשלושה חלקים

  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

תגלית יוצאת דופן במפרץ אילת: חוקרות מאוניברסיטת תל אביב גילו מין של אצטלן, בעל חיים ימי ונפוץ במפרץ אילת, המסוגל לחדש את כל איבריו, אפילו אם מחלקים אותו לשלושה חלקים. בקרב בעלי החיים חסרי החוליות, נחשב האצטלן לקרוב ביותר אלינו, בני האדם, מבחינה אבולוציונית. המחקר נערך בהובלת פרופ' נועה שנקר, פרופ' דורותה הושון-פופקו וטל גורדון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט.

 

משלים את החסר

ישנם מאות מינים של אצטלנים, והם נמצאים בכל האוקיאנוסים והימים. כל מי שאי פעם פקח עיניים מתחת למים ראה אצטלנים מבלי לדעת, כיוון שהם לרוב מסווים את עצמם כגבשושיות על פני הסלעים ולכן קשה לזהותם.

 

"האצטלן הוא אורגניזם פשוט בעל שני פתחי גוף: כניסה ויציאה", מספרת טל גורדון, שהמחקר החדש היה חלק מעבודת הדוקטורט שלה. "בתוך הגוף יש איבר מרכזי שדומה למסננת פסטה. האצטלן שואב את המים דרך פתח הכניסה, המסננת מסננת את חלקיקי המזון שנשארים בגוף, והמים הנקיים יוצאים מפתח היציאה. עם זאת, לאצטלן יש גם מערכות מורכבות כמו מערכת עיכול, מערכת עצבים ולב. בקרב בעלי החיים חסרי החוליות, הם נחשבים לקרובים ביותר אלינו מבחינה אבולוציונית".

 

"מדובר בתגלית מסעירה, שכן זהו בעל חיים השייך למערכת המיתרניים - בעלי חיים עם מיתר גב - הכוללת גם אותנו היונקים", מסבירה פרופ' נועה שנקר. "יכולת חידוש איברים נפוצה בעולם החי, וגם בקרב מיתרניים ניתן למצוא בעלי חיים המחדשים איברים כמו השממית, שיודעת לבנות זנב חדש. אבל עד כה לא נתקלנו בכאלה שמחדשים מערכות גוף שלמות. כאן מצאנו בעל חיים מיתרני, שיכול לחדש את כל איבריו אפילו אם מפרידים אותו לשלוש חתיכות, כך שכל חתיכה יודעת בדיוק איך להשלים את כל מערכות הגוף החסרות ובזמן קצר".

 

בעל החיים במחקר החדש הינו אצטלן מהמין Polycarpa mytiligera, הנפוץ מאד בשונית האלמוגים באילת. ממצאי התגלית המפתיעה התפרסמו בכתב העת המוביל Frontiers in Cell and Development Biology.

 

ישנם מאות מינים של אצטלנים בכל האוקיאנוסים והימים. טל גורדון ואצטלנים במפרץ אילת. צילום: טל זקין

 

ממציא את עצמו מחדש

מחלקת האצטלנים מפורסמת ביכולת הרגנרציה שלה, אלא שעד כה היכולות הללו זוהו בעיקר ברבייה אל-מינית. מעולם לא התגלתה קודם לכן יכולת רגנרציה גבוהה כל כך בבעל חיים מיתרני שמתרבה ברבייה מינית בלבד.

 

"ישנם מינים של אצטלנים המבצעים רגנרציה פשוט כדי להתרבות", אומרת גורדון. "אלו הם מינים בעלי אורח חיים מושבתי: פרטים רבים זהים המקושרים ביניהם. הם משכפלים את עצמם כדי לגדול. לעומת זאת, האצטלן מאילת, Polycarpa mytiligera, הוא אורגניזם בעל אורח חיים יחידאי, סוליטרי, ללא יכולת רבייה אל-מינית, בדומה לבני האדם".

 

"במחקרים קודמים הראינו שמין זה מסוגל לחדש את מערכת העיכול שלו ואת אזור פתחי הכניסה והיציאה תוך מספר ימים בודדים, אלא שאז רצינו לראות האם הוא מסוגל לחדש את כל מערכות גופו. לקחנו מספר פרטים מאילת וחילקנו לשני חלקים, שבלי בעיה השלימו את החלק החסר. בניסוי לאחר מכן חילקנו כמה עשרות פרטים לשלושה חלקים, שהותירו חלק גוף ללא מרכז עצבים, לב וחלק ממערכת העיכול. ובניגוד לציפיות, לא זאת בלבד שכל חלק שרד את החיתוך כשלעצמו, כל האיברים התחדשו בשלושת החלקים. במקום אצטלן אחד נוצרו שלושה. זה מפתיע מאוד. מעולם לא התגלתה יכולת רגנרציה כזאת בקרב מינים יחידאים שמתרבים ברבייה מינית, בשום מקום בעולם".

 

פרופ' שנקר מסכמת: "משחר האנושות בני האדם מרותקים ליכולת לחדש איברים פגועים או חסרים. רגנרציה היא יכולת מופלאה שיש לנו במידה מאד מוגבלת, והיינו רוצים להבין איך היא עובדת כדי לנסות וליישם אותה גם בגוף שלנו. כל אחד שמכניס את הראש למים עם מסכה במפרץ אילת יכול למצוא את האצטלן המסקרן הזה, אשר יתכן כי נוכל להסיק ממנו לגבי תהליכים של חידוש רקמות שיכולים לסייע למין האנושי".

מחקר

21.01.2021
כוחם של מדבריות

מחקר חדש מציג תחזית קודרת באשר לשינויי האקלים במזרח התיכון שמאיימים על יציבותו ושלמותו

  • חברה
  • סביבה

מחקר חדש של פרופ' דן רבינוביץ מהחוג לסוציולוגיה ואנתרופולוגיה של אוניברסיטת תל אביב קובע כי אזור המזרח התיכון צפוי לעבור שינויי אקלים קיצוניים במיוחד, שעשויים לגרום למלחמות אזרחים (ובין מדינות) הרסניות שיאיימו על שלמותו של האזור כולו.

 

המחקר עוסק במזרח התיכון בהגדרתו הרחבה ביותר – 24 מדינות השוכנות בין אירן במזרח, מרוקו במערב, תורכיה בצפון ותימן בדרום. בין היתר הוא דן בהשפעת ההתחממות הגלובלית על החקלאות המספקת את מזוננו, וצופה באילו אזורים יעלו הטמפרטורות במידה כזאת שלא ניתן יהיה לחיות בהם, היכן יתמעטו הגשמים עד כדי מצוקת מים חריפה, וכיצד ישפיעו כל אלה אל תהליכים חברתיים, פוליטיים וכלכליים באזורנו."

 

בספרו 'כוחם של מדבריות' (The Power of Deserts), שיצא לאור בהוצאה היוקרתית של אוניברסיטת סטנפורד, דן פרופ' רבינוביץ בסוגיית אי-השוויון האקלימי במזרח התיכון, שלדבריו, צפוי להיות דרמטי במיוחד בשל שינויי האקלים הקיצוניים, ורווי בעימותים בין מדינות ואוכלוסיות שונות. "העובדה היא שהמדינות המתקדמות ועתירות הטכנולוגיה (לדוגמה ישראל וסעודיה) מייצרות את מרבית גזי החממה הגורמים לשינויי האקלים, אך בסופו של דבר יהיו להן האמצעים להגיב ולהגן על תושביהם מפני ההשלכות; בעוד שדווקא שכנותיהן העניות והנחשלות (כמו ירדן ותימן), שתורמות מעט מאוד למשבר האקלים, יהיו הסובלות העיקריות ממנו - אף על פי שתנאי האקלים במדינות הצמודות זו לזו יהיו דומים. פערים אלו עשויים ליצור מתיחות עזה בין המדינות השונות, שעשויה להגיע עד כדי מלחמות קשות.

 

בנוסף, פרופ' רבינוביץ סבור ששינויי האקלים צפויים לגרור הגירת אוכלוסיות מאזורים שונים: "התמוטטות של אזורים חקלאיים תגרום להגירת מיליוני פליטים למקומות שלא יוכלו לקלוט אותם, תרחיש שעלול להוביל למתחים בין קבוצות, לאי-יציבות פוליטית ואף למלחמות אזרחים." כדוגמה הוא מביא אירועים מן העבר, שהתרחשו בסוריה, בסודן ובדארפור, ואומר כי שינויי האקלים העתידיים עלולים להניע התרחשויות דומות בקנה מידה נרחב הרבה יותר. "במזרח התיכון יש הרבה מדינות עניות שכלכלתן תלויה בחקלאות, עם שסעים אתניים משמעותיים, המועדות לתהליכים הרסניים מסוג זה," הוא מתריע.

 

מתור הזהב השחור לעידן האנרגיה הסולרית

חלקו האחרון של הספר מוקדש באופן ספציפי לשש מדינות הנפט של המפרץ הפרסי: סעודיה, כוויית, בחריין, איחוד האמירויות, עומאן וקטאר. לדברי פרופ' רבינוביץ, "בעידן הנפט של 70 השנים האחרונות צברו מדינות אלה עושר אגדי, אך סופו של 'תור הזהב השחור' כבר מסתמן באופק. מחירי הנפט יורדים בהתמדה, בין היתר מפני שהעלות של ייצור חשמל מאנרגיה חלופית, ובעיקר מאנרגיה סולרית, צנחה בעשור האחרון ב-90%, והשימוש בה הפך לתחרותי מבחינה כלכלית. לכך יצטרפו בקרוב גם המכוניות החשמליות שאינן זקוקות לדלקים פוסיליים. בנוסף, מדינות אלה שוכנות באחד המקומות החמים בעולם, עם קצב התחממות גבוה במיוחד כתוצאה משינויי האקלים. למעשה, החל מאמצע או סוף המאה ה-21 יהיה קשה מאוד לקיים חיים במקומות כמו דובאי, אבו-דאבי ושכנותיהן, והדבר עשוי לערער עוד יותר את יציבות האזור כולו. מחקרים מראים כי אל מול כל האתגרים האלה אין למדינות הנפט של המפרץ הפרסי מענה אפקטיבי, נכון להיום."

 

לסיכום, פרופ' רבינוביץ סבור שכדי לצלוח את המעבר לעידן החדש, חייבות מדינות הנפט לבצע שינוי תפיסתי עמוק, להשתמש בעושר הרב שצברו ולהשקיעו בטכנולוגיות של אנרגיה סולרית – הן במדבריות הסמוכים לבית והן ברחבי העולם. "מכיוון שאין עדיין טכנולוגיה יעילה לצבירת אנרגיית השמש ולשינועה הרחק ממקום ייצורה, מומלץ להשקיע בעיקר בפרויקטים סולריים בצפון אפריקה ובדרום אמריקה - מקומות עתירי שמש שהם קרובים יחסית ליבשות עתירות אוכלוסין וביקוש לחשמל (אירופה וצפון אמריקה בהתאמה)", מדגיש פרופ' רבינוביץ. "במילים אחרות, במקום להתנגד ולהציב מכשולים בפני מהפכת האנרגיה, על מדינות המפרץ להירתם למהפכה הבלתי נמנעת, ולתרגם את כוחן בשוק הנפט הגווע לכוח דומה בשוק הצומח של אנרגיה חלופית. בנוסף לרווח הכלכלי, יעביר מהלך כזה את מדינות הנפט ל'צד הנכון' של ההיסטוריה – זה של המאבק בשינויי האקלים, יעלה את קרנן בעיני עמי העולם, וימנע מלחמות מיותרות ועקובות מדם ".

 

מחקר

02.12.2020
בעקבות היעלמותם של ספוגי הים מחופי ישראל

חוקרים מעריכים: העלייה החדה בטמפרטורות המים עשויה לגרום למותם והיעלמותם של ספוגי הים מחופי ישראל

  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצאו למסע תת ימי לפענח את התעלומה: לאן נעלמו ספוגי הים מהמין אגלס אורוידס (Agelas oroides), שבעבר היו גדלים ומתרבים במים הרדודים לאורך חופי ישראל, וכיום נפוצים בעיקר בגני ספוגים – בתי גידול עשירים בעומק של כ-100 מטר? החוקרים מעריכים כי הגורם העיקרי להיעלמותם של ספוגי הים קשור ככל הנראה בעליית טמפרטורת מי הים בחודשי הקיץ שב-60 השנים האחרונות עלתה בכ-3 מעלות.

 

המחקר נערך בהובלת פרופ' מיכה אילן והדוקטורנטית טל אידן ובשיתוף ד״ר לירון גורן וד״ר סיגל שפר, כולם מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט. המאמר התקבל לפרסום בכתב העת Frontiers in Marine Biology.

 

 "ספוגים הם בעלי חיים ימיים בעלי חשיבות רבה למערכת האקולוגית, וגם לאדם," מסבירה טל אידן. "הם ניזונים על ידי סינון חלקיקים או חומרים מומסים במים והופכים אותם זמינים לבעלי חיים אחרים, ומשמשים כבית גידול למינים רבים אחרים. כמו כן, הספוגים מכילים מגוון רחב של חומרי טבע – חומרים כימיים שעשויים לשמש בסיס לפיתוח תרופות. במחקר שלנו התמקדנו במין אגלס אורוידס – ספוג ים תיכוני נפוץ שגדל בכל רחבי הים התיכון, החל מעומק של פחות ממטר ועד לעומק של 150 מ', אך לא נצפה במים הרדודים של ישראל כבר יותר מ-50 שנה".

 

במהלך המחקר, החוקרים הסתייעו בספינת מחקר וברובוט תת-ימי של עמותת 'אקואושן', ובעזרתם איתרו בתי גידול סלעיים עשירים במיוחד על קרקעית הים בעומק של כ-100 מטר, כ-16 ק"מ מערבית לחופי ישראל. בעלי החיים הדומיננטיים ביותר בבתי גידול אלו הם ספוגים, ולכן האתרים מכונים 'גני ספוגים'. החוקרים אספו 20 פרטים של הספוג אגלס אורוידס, 14 מהספוגים הועברו למים רדודים בעומק של 10 מ', באתר שבו תואר הספוג כנפוץ בשנות ה-60, ואילו השישה הנותרים הושבו לגני הספוגים שמהם נלקחו, ושימשו כקבוצת ביקורת.

 

חום יולי-אוגוסט מזיק לספוגים

ממצאי המחקר העלו שכאשר טמפרטורת המים נעה בין 18 עד 26 מעלות (חודשים מרץ –מאי), הספוגים גדלו ושגשגו: הם שאבו וסיננו מים – הפעולה שבאמצעותה הם ניזונים, והנפח שלהם גדל. לעומת זאת, ככל שטמפרטורת המים המשיכה לעלות מצבם של ספוגי הים הלך והדרדר. בטמפרטורה של 28 מעלות רובם הפסיקו לשאוב מים, ובמהלך חודש יולי, כשטמפרטורת המים עברה את סף 29 המעלות, תוך זמן קצר מתו כל ספוגי הים שהועברו למים הרדודים. במקביל, הספוגים בקבוצת הביקורת שבעומק המשיכו ליהנות מטמפרטורה יחסית יציבה ונמוכה (בין 17 ל-20 מעלות) מה שאפשר להם להמשיך לגדול ולשגשג.

 

לפיכך, החוקרים משערים כי הגורם המכריע, שהביא להיעלמות הספוגים מהאזור הרדוד, הוא חשיפה ממושכת לטמפרטורה גבוהה של מי הים. לדבריהם, "גם בעבר הגיעה הטמפרטורה ל-28.5 מעלות בקיץ, אך רק לתקופה קצרה של כשבועיים – כך שהספוגים, גם אם נפגעו, הצליחו להתאושש. כיום טמפרטורות מי הים עולה על 29 מעלות למשך שלושה חודשים, דבר הגורם ככל הנראה לפגיעה רב-מערכתית בספוגים, שאינה מותירה להם סיכוי להתאושש ולשרוד."

 

תחזית מדאיגה

"מאז 1960 ועד היום, טמפרטורת המים בחוף ישראלי של הים התיכון עלתה ב-3 מעלות, דבר אשר עשוי להשפיע מאוד על היצורים הימים, ובמיוחד על ספוגי הים. החשש הגדול שלנו הוא שהשינויים המתרחשים בחופינו הם רק סנונית ראשונה שעלולה לבשר על העתיד להתרחש בכל רחבי הים התיכון. הממצאים שלנו מעידים כי המשך שינויי האקלים והתחממות מי הים עלולים לפגוע אנושות בספוגים ובבעלי חיים ימיים בכלל." אומר פרופ' אילן.

 

החוקרים מוסיפים כי בשנים האחרונות הם מבצעים בשיתוף משרד האנרגיה ורשות הטבע והגנים הלאומיים סקרים נרחבים במספר גני ספוגים לאורך החוף, במטרה ברורה להגן על בתי גידול ייחודיים אלה ולשנות את מעמדם, כך שיוכרו כאתרים בעלי רגישות גבוהה במיוחד. שלושה מאתרי המחקר מהווים היום חלק מתוכנית שמורות הטבע הימיות של רשות טבע והגנים בתקווה שיקבלו הכרה רשמית כשמורות טבע ימיות.

חסידות בשדות מושב רם און. צילום: נתלי תמיר

מחקר

17.09.2020
חסידות של שיתופי פעולה

מחקר על נדידת ציפורים הוביל לקירוב לבבות במזה"ת, לסיוע לחקלאים ולמיזם מציל חיים עם חיל האוויר

  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

ממש עכשיו, כשאנחנו יושבים על המרפסת וסופרים ציפורים נודדות, חולפות מעל שמי ישראל מאות אלפי חסידות בדרכן מאירופה המתקררת לאפריקה החמה, כדי להעביר שם את ימי החורף. הן עוצרות פה להתרעננות, ממלאות את הבטן בצפרדעים ובמכרסמים וממשיכות הלאה, לאורך השבר הסורי אפריקני. אך מסתבר שלמרות המראה הפסטורלי, מצבן של החסידות, כמו חיות בר רבות אחרות, הורע מאוד בעקבות השפעת האדם על שטחי המחיה שלהן. התמעטות החסידות המקננות בגרמניה הייתה הרקע לפנייה של מכון מקס פלנק הגרמני לפרופ' יוסי לשם מבית הספר לזואולוגיה, שהרים את הכפפה והתחיל לחקור את נתיב הנדידה והעצירה של החסידות, במטרה לשפר את מצבן בטבע. המחקר הזה סלל את הדרך ללא פחות ממיזם חוצה גבולות בין בתי ספר בישראל, בירדן וברשות הפלסטינית, לפרויקט משותף מציל חיים עם חיל האוויר, לסיוע לחקלאים בהדברה ביולוגית וליצירת שיתופי פעולה בין מדינות לאורך מסלול נדידת החסידות. ותאמינו או לא, זו רק ההתחלה.

 

לחשב מסלול מחדש

הכול התחיל כשאובחנה ירידה משמעותית באוכלוסיית החסידות במערב גרמניה, כתוצאה מפגיעה בבתי הגידול הטבעיים שלהן ופיתוח החקלאות המודרנית. "עבור הגרמנים, החסידות הן מבשרות האביב", אומר פרופ' לשם. "הן נוהגות לקנן באירופה בחודשי האביב, לגדל שם את צאצאיהן, ובסתיו לצאת למסע בעקבות מקור חלופי למזון. מדי שנה הן שבות לאותם אתרי קינון, ונחשבות לאורחות כבוד בגרמניה, בהולנד ובמדינות אירופיות נוספות".

 

על מנת לבדוק את מידת הפגיעה של החקלאות המודרנית על נדידת החסידות, החליט פרופ' יוסי לשם להוביל פרויקט מחקרי מיוחד, המשותף למכון מקס פלנק בגרמניה, לאוניברסיטת תל אביב ולחברה להגנת הטבע. "הרעיון היה ללמוד את נתיב הנדידה של החסידות וללמוד את נקודות העצירה שלהן, כדי לנסות להגן עליהן ועל השטחים הטבעיים", הוא מסביר. "הצמדנו משדרי לווין ל-120 חסידות בגרמניה ובעמק בית שאן והתחלנו לעקוב אחריהן. זו היתה הפעם הראשונה שניסו לעקוב אחרי ציפור נודדת באופן אישי. לכל ציפור הותקן משדר בעל תדר אישי, וכך בעזרת הלוויין הצרפתי Argos שמקיף את כדור הארץ כל 90 דקות, הצלחנו לקבל מיקום מדוייק ביותר על הציפור עד לטווח של עשרה מטרים".

 

כנף אל כנף. הדאון הממונע בטיסת מחקר עם יוסי לשם (צילום: אייל ברטוב, באדיבות החלה"ט)

 

חסידה ושמה פטימה

המחקר הפך ללהיט בישראל, וזכה לשם 'הציפורים הנודדות אינן יודעות גבולות'. בשיתוף עם מי שהיה שר החינוך, הפרופ' אמנון רובינשטיין, הקים פרופ' לשם פרויקט שבמסגרתו תלמידי בית ספר יעקבו אחר נדידת הציפורים. "היה לי חשוב לקרב את הדור הצעיר לקסם הזה. כך הקמנו אתר אינטרנט, שבו יכלו התלמידים לעקוב אונליין אחר הציפורים הממושדרות. האתר הזה פעיל עד היום, וצפרים מכל העולם מתעדכנים בו בחדשות צפרות ומזינים בעצמם תצפיות של ציפורים, שהפכו למאגר דאטה חשוב לאין ערוך". תוך שנה, 200 בתי ספר התחברו לפרויקט, וכמעט כל ילד בישראל ידע לספר על מסלול הנדידה ונקודות העצירה של החסידות. המיזם פרש כנפיים, ובמימון ועידוד אמריקני של USAID לרשות המחקר, הפך פרופ' לשם את הפרויקט למקרב לבבות מזרח תיכוני: "ילדים מבתי ספר ירדנים ופלסטינים הצטרפו לפרויקט והחלו גם לעקוב אחר החסידות", הוא מספר בעיניים נוצצות. "הייתה תקופה שבה ילדים ונוער מירדן ומהרשות הפלסטינית היו מגיעים לעמק בית שאן כדי לצפות מקרוב בחסידות שאחריהן עקבו לאורך השנה, ואנחנו היינו נוסעים לבקר אצלם, כשהדבר עוד היה אפשרי".

 

כדי להפוך את המחקר למשהו אישי שידבר ללב הילדים, הוענקו לחסידות שמות במקום מספרים סידוריים. "קראנו להן בשמות נוצריים, מוסלמים ויהודים. הרבה יותר נחמד לעקוב אחר פרינססה, פטימה או נורית", אומר פרופ' לשם.

 

קפיצת מדרגה בהבנת הנדידה

בזכות מחקר החסידות נולדו מחקרים חשובים נוספים. בגרמניה, מספר פרופ' לשם, ישנן כבר אלפי חסידות ממשודרות. "במשך השנים הצלחנו לקבל את הטיימינג המדויק מתי החסידות באות ומתי הן נעלמות מהאזור שלנו. אפשר לחזות את זה ממש ברמה של ימים. בנוסף, למדנו בדיוק באיזה גובה הן טסות, וזה נתן לנו כמה רעיונות". אחד הרעיונות האלו הוליד פרויקט משותף ומציל חיים עם חיל האוויר - 'לעוף בשלום עם הציפורים', שבזכותו מספר התאונות האוויריות הנגרמות מהיתקלות עם ציפורים ירד בצורה דרסטית ב-76%, חסך 1.5 מיליארד דולר לתקציב הביטחון, וכמובן הכי חשוב - הציל חיי הטייסים (וציפורים).

 

פרויקט אחר תרם רבות לחקלאים בישראל ומחוצה לה. "מכיוון שיש לנו היום מידע כל כך מדויק, החקלאים יודעים להציף את שדותיהם לפני שהחסידות מגיעות, ואז הנברנים, שעושים להם נזקים לגידולים, יוצאים מהחורים שלהם. אם באמת עושים את זה בזמן הנכון החסידות יכולות לחסל שדות שלמים בקלות, וזה מה שנקרא WIN WIN לכל הצדדים".

 

להקה של כ-3000 חסידות בחניית אכילה במטמנת תרצה בבקעת הירדן (צילום: אורן רוזנפלד)

 

האפשרות להפיץ את חשיבות שמירת הטבע לאורך מסלול הנדידה של הציפורים הפכה אף היא למחקר בפני עצמו. "למדנו על נקודות העצירה הקבועות שלהן, כדי לדעת איפה לשמור עליהן יותר ומתי, והבנו שאנחנו יכולים לתת את נקודות ה'חנייה' של הציפורים גם למדינות אחרות. כך פיתחנו קשרים עם המדינות לאורך השבר הסורי אפריקאי: קניה, אתיופיה, טנזניה, שהן על הנתיב של החסידות, כדי שגם שם יוכלו לשמור עליהן". בנוסף, פרופ' לשם נמצא בקשר עם גורמים רלוונטיים באותן מדינות ומלמד אותם את הפעילות החינוכית, שאותה הוא רואה כחשיבות עליונה.

 

"פעם היינו צריכים ללמוד על מזג האוויר כדי לראות מתי מגיעות החסידות. היום, בזכות החסידות אנחנו יכולים לתת מידע לחזאים", אומר פרופ' לשם בסיפוק. "בזמנו, כשהתחלנו את המחקר, טכנולוגיית המישדור הייתה מהפכנית. הלווין אליו שודרו האותות מהחסידות היה מקיף את כדור הארץ מדי 90 דקות, ובכל פעם שהיה עובר מעל החסידה - היה נותן איכון שלה. היום מקבלים בכל דקה נתונה את המידע שכולל נ.צ, גובה ומהירות התעופה של הציפור, ואפשר ללמוד מזה הרבה על תרמיקות (זרמי אוויר חמים)".

 

"אני חושב שהמסר הכי חשוב הוא שבעזרת החסידות, וגם ציפורים אחרות כמובן, אפשר לחבר בין עמים, וזה סיפור לא פחות חשוב. הצלחנו לחבר פה בין המדע לאזרחים, הגענו לתלמידים, שלא היו לומדים על הנדידה לולא הפרויקט הזה, ועל הדרך גם קידמנו את השלום במזרח התיכון", מסכם פרופ' לשם. הקשר עם הפלסטינים והירדנים בתחום המחקר והחינוך התהדק, ופרופ' לשם חולם על היום שבו יוכלו שוב להגיע תלמידים אל עמק בית שאן.

 

עושה יח"צ לחסידות. פרופ' לשם מתראיין לטלוויזיה הגרמנית, לרשת הגדולה Deutsche Welle  (צילום: אורן רוזנפלד)

פרופ' נועה שנקר (צילום: תום שלזינגר)

מחקר

19.08.2020
כל התרופות זורמות אל הים

שיירי תרופות שנשפכים לים גורמים לנזק סביבתי ולפגיעה קשה ביצורים הימיים

  • מדעים מדויקים
  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

בעולם שבו אנו חיים כמעט לכל מחלה ופגע יש תרופה. אנחנו נוטלים כדורים, מורחים משחות, בולעים סירופ, מרגישים יותר טוב ושוכחים מכל הסיפור. אבל חשבתם פעם מה קורה לפסולת הרפואית שלנו ולאן היא מגיעה? במחקר בהובלת פרופ' נועה שנקר ותלמידת המחקר גל נבון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס וייז וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט נדגמו מי ים ב-11 אתרים שונים לאורך חופי ישראל. בעשרה מתוכם נמצא ריכוז משמעותי של שיירי תרופות, שמוזרמות דרך השפכים אל הים. שיירי התרופות נדגמו באיצטלנים – חסרי חוליות ימיים קבועי-מקום הניזונים מסינון מי הים. מסתבר שהחשיפה לתרופות עלולה להשפיע עליהם לטווח ארוך ולמעשה להפר את האיזון העדין של כל מארג החיים הימי, ואפילו לפגוע בחובבי המטבח הקולינרי שמבוסס על מאכלי הים.

 

מה לאיצטלנים ולתרופות של בני אדם?

איצטלנים הם חסרי חוליות ימיים שגודלם מספר סנטימטרים, הנצמדים למשטחים קשים כמו סלע, מזח או שובר גלים. מכיוון שהם ניזונים מחלקיקים קטנים שנמצאים במים - נאגרים בגופם במהלך הזמן חלקיקים רבים מהסביבה הימית, בהם חומרים מזהמים.

 

במסגרת המחקר דגמו החוקרים איצטלנים מתשעה אתרים לאורך חוף הים התיכון (אכזיב, עכו, המרינה בחיפה, שדות ים, תחנת הכוח בחדרה, חוף אכדיה בהרצליה, חוף הסלע בבת-ים, המרינה באשדוד והמרינה באשקלון), ושני אתרים בים סוף (המרינה באילת וריף הדולפינים). הם ביצעו בהם אנליזה כימית על מנת לחפש חומרים פעילים משלוש תרופות נפוצות בשימוש האדם, שידועות בכך שכמעט ואינן מתפרקות במכונים לטיהור שפכים ונותרות זמן רב בסביבה הימית: בזפיברט, המשמש להורדת רמות שומנים בדם; קארבאמזפין לטיפול באפילפסיה ולייצוב מצב הרוח; ודיקלופנק, נוגד דלקות המצוי בתרופה המוכרת 'וולטרן'.

 

הממצאים שהתגלו מדאיגים מאוד: ב-10 מתוך 11 האתרים שנדגמו נמצאו שיירים של התרופות שנבדקו בריכוזים משמעותיים.

  • בארבעה אתרים (באשדוד, באשקלון, בשדות ים ובחיפה) נמצאו כל שלושת החומרים
  • בחמישה אתרים (אכזיב, עכו, הרצליה, בת ים והמרינה באילת) נמצאו שיירים של שתיים משלוש התרופות
  • בריף הדולפינים באילת, נמצאו רק שיירי תרופה אחת – דיקלופנק, אך בריכוז מדאיג
  • ריכוזים גבוהים במיוחד של דיקלופנק ובזפיברט נמצאו בעכו, באשדוד ובאשקלון

רק באיצטלנים שנדגמו מהעומק בתחנת הכוח בחדרה לא נמצאו כלל תרופות.

 

בלעו תרופה? גל נבון דוגמת אצטלנים מסוג Styela plicata במרינה קישון (צילום: ליאון נובק)

 

לא מתפרקות

פרופ' שנקר והחוקרת גל נבון מסבירות כי התרופות שבני האדם צורכים אינן מתפרקות בגופנו באופן מלא, ואחוזים גבוהים מהחומרים הפעילים מופרשים מהגוף בצורתם המקורית. בנוסף, עקב חוסר מודעות, תרופות שאינן בשימוש מושלכות לעתים קרובות לאסלה או לפח. מכוני טיהור השפכים הקיימים היום אינם ערוכים לטפל בשיירי תרופות, ואין פיקוח על ריכוזם בתום הטיפול בשפכים, בניגוד למזהמים אחרים. בסופו של דבר, חלק ניכר מהחומרים הללו מגיע דרך הביוב אל הים.

 

לדבריהן, בסביבה הימית ברחבי העולם ישנו מגוון גדול של שיירי תרופות, בהם סוגי אנטיביוטיקה, נוגדי דלקות, משככי כאבים, הורמונים, נוגדי דיכאון ועוד. "חלק ניכר מתרכובות אלה הן יציבות מאוד", מציינות החוקרות ומוסיפות: "הן אינן מתפרקות במהירות בסביבה הימית, והנזק ליצורים ימיים עלול להיות גדול במיוחד, מכיוון שהתרופות נועדו מלכתחילה לפעול על מערכות ביולוגיות (גוף האדם). כך למשל, מחקרים שונים שנעשו בעולם מצאו כי אסטרוגן המצוי בגלולות למניעת היריון יוצר סממנים נקביים בדגים זכרים, ולכן פוגע ביכולת הרבייה של מינים מסוימים; פרוזק גורם לאגרסיביות וללקיחת סיכונים בקרב סרטנים; נוגדי דיכאון פוגעים בזיכרון ובכושר הלמידה של דיונונים ועוד".

 

במחקר השתתפה גם המעבדה ההידרוכימית של המרכז לחקר המים בביה״ס לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, בראשות פרופ' דרור אבישר. המאמר פורסם באוגוסט 2020 בכתב העת Marine Pollution Bulletin.

 

לעצור את הזיהום הכרוני

״אנו עובדים כבר 15 שנה על הגורל הכימי-פיסיקלי של שיירי תרופות במקורות מים יבשתיים, והימצאותם של שיירים אלו בסביבה הימית הפתיעה אותנו. תוצאות המחקר מעידות על ההיקף הגדול של זיהום כרוני בשיירי תרופות, וכן על קליטתם של מיקרו וננו-מזהמים, הנמדדים בריכוזים נמוכים מאוד, באורגניזמים הימיים״, אומר פרופ׳ אבישר.

 

"במחקר שלנו מצאנו שישראל אינה פטורה מהבעיה הגלובלית החמורה של זיהום מי הים בחומרים תרופתיים. התרופות שאנו צורכים מגיעות לים, בעיקר באמצעות הביוב, וגורמות נזק רב לסביבה הימית ולהשפעה עקיפה על בני אדם, הניזונים ממאכלי ים ונחשפים לזיהום זה", מסכמת פרופ' שנקר. "כדי להתמודד עם הבעיה ניתן לנקוט בצעדים שונים. ברמת הפרט, אנו ממליצים לכלל האוכלוסייה לקחת אחריות אישית ולהשליך תרופות שאינן בשימוש למכלים המיועדים לכך בבתי המרקחת ובקופות החולים. כמו כן, אנו פועלים להרחבת המחקר בנושא ניטור זיהום התרופות לאורך חופי ישראל, על ידי אנליזה מתקדמת למגוון גדול יותר של תרופות שנמצאות בשימוש נרחב. בנוסף אנו בוחנים אילו שינויים נגרמים לבעלי חיים הנחשפים לריכוזים סביבתיים של תרופות אלה".

מחקר

08.06.2020
הברקה: כך הצליחו החוקרים להפוך אוויר לחשמל

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה לייצור חשמל באמצעות אדי המים באוויר

  • סביבה

"הברק המוכר לכולנו הוא חשמל שנוצר ממים שנמצאים בעננים במצבי צבירה שונים – אדים, טיפות וקרח." מסביר פרופ' קולין פרייס מבית הספר ללימודי סביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, שחוקר ברקים וסופות רעמים כ-30 שנה. "התופעה של ייצור חשמל ממים בלבד (במצבי צבירה שונים), מתאפשרת בזכות המבנה הייחודי של מולקולת המים: המולקולה, המורכבת מאטום חמצן  ו-2 אטומי מימן, מסוגלת להתפרק ליונים בעלי מטען חיובי או שלילי - וכך להעביר מטענים חשמליים למולקולות שכנות. לאחרונה, במסגרת החיפוש העולמי אחר אנרגיה מתחדשת מסוגים שונים, ביקשנו לבחון אפשרות להפיק חשמל ממים, כמו שקורה בטבע במקרה של ברקים".

 

צוות החוקרים בהובלת פרופ' פרייס, פיתח שיטה אפשרית לייצור אנרגיה חלופית מאדי המים באוויר. החוקרים בנו סוללה המתבססת על תופעה טבעית שנצפתה לאחרונה: כשהלחות באוויר מגיעה ל-60% ומעלה נוצר מתח חשמלי בין שני משטחי מתכת מבודדים המוצבים זה מול זה. במחקר השתתפו פרופ' הדס סערוני והדוקטורנטית ג'ודי לקס. המאמר התפרסם במאי 2020 בכתב העת Nature Scientific Reports.

 

יש מתח באוויר

בשלב הראשון בנו החוקרים במעבדה מעין סוללה: גליל מתכת מוארק – כלומר מאפשר מעבר של חשמל לקרקע, ובתוכו גליל מתכת מסוג אחר נוסף, שהוא מבודד לחלוטין ואינו מוארק. אחר כך הם יצרו בתא הניסוי רמות שונות של לחות, ומצאו כי כל עוד הלחות נשארה נמוכה, לא הצטבר מטען על גבי המתכות ולא נרשם מתח חשמלי. אולם, כאשר הלחות עלתה מעל 60%, נוצר בין שתי המתכות מתח חשמלי. בהמשך בדקו החוקרים כ-20 מתכות וסגסוגות נפוצות מסוגים שונים, כדי לקבוע איזה שילוב מפיק את המתח הגבוה ביותר.

 

"עד כה מצאנו שהמתכת המתאימה ביותר היא אבץ," אומר פרופ' פרייס. "באמצעות שני משטחי מתכת – אבץ ופלדת אל-חלד, הצלחנו להגיע למתח מירבי של 1 וולט. כדי לסבר את האוזן, סוללות AA או AAA שאנו מכירים משימוש יומיומי, מייצרות מתח של 1.5 וולט."

 

בשלב הבא לקחו החוקרים את מתקן הניסוי אל הסביבה הטבעית – על גג הבניין בקיץ התל אביבי הלח, והגיעו לאותן תוצאות: כשהלחות באוויר חוצה את קו ה-60% מתחיל להיווצר מתח חשמלי, ותוך זמן קצר הוא מגיע לערכו המקסימלי. המתח יכול להישמר גבוה במשך זמן רב, כל עוד הלחות באוויר נותרת גבוהה.

 

"בשלב זה המתקן שפיתחנו עדיין אינו שימושי, כי הוא מפיק מתח וזרם נמוכים מאוד, אך אנו סבורים שלשיטה שלנו יש פוטנציאל רב," מסכם פרופ' פרייס. " כיום אנחנו בוחנים את יעילותן של מתכות נוספות, וגם מחפשים ננו-חומרים סינטטיים מתאימים, שניתן לייצרם בכמויות גדולות ובמחירים כלכליים. כמו כן אנחנו חוקרים את התהליך הפיסיקלי שמאחורי התופעה. המטרה היא לייצר מתקן לשימושים שונים, כמו למשל תאורה בלילה, כשהלחות באוויר גבוהה יותר מאשר בשעות היום. אנחנו מאמינים שבעתיד יוכלו סוללות כאלה לשמש אוכלוסיות באזורים מתפתחים שאינם מחוברים לרשת החשמל, אך הלחות בהם גבוהה בכל ימות השנה – כמו למשל במדינות מתפתחות עם אקלים טרופי."

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 >>