מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

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

לובי מחקרים

carousle news research: 
בחר את סוג הלובי: 
מחקרים
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."

מחקר

10.09.2019
מה מוציא את האלמוגים מסינכרון?

חוקרים חשפו פגיעה במנגנוני הרבייה של אלמוגים במפרץ אילת, המסכנת את המשך קיומם

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • סביבה

מנגנון הרבייה של האלמוגים הוא אחד מפלאי הטבע. מכיוון שאלמוגים אינם יכולים להתחיל לטייל בים ולחפש בני או בנות זוג להזדווג עימם, הם פיתחו דרך ייחודית וכמעט פלאית להתרבות. פעם בשנה, בליל ירח מלא של קיץ, משחררת כל שונית אלמוגים בתזמון מושלם מליוני תאי זרע וביציות. השחרור הסימולטני למים מעלה את הסיכויים שזרע וביצית יפגשו זה את זה, וכך ייווצר אלמוג חדש.

 

"אירועי הרבייה של האלמוגים היו לשם דבר בקרב חוקרים וחובבי טבע ימי, ואף כונו 'האורגיה הגדולה ביותר בעולם'", מספר הדוקטורנט תום שלזינגר, "מדובר באירוע קצר, בן דקות אחדות בלבד, שמתרחש רק פעם בשנה: אלפי אלמוגים לאורך מאות קילומטרים של שוניות, משחררים לים בו-זמנית כמויות עצומות של ביציות ותאי זרע, שמפרים אלו את אלו".

 

האם האלמוגים בסכנת הכחדה?

עוד לפני שהצלחנו להבין כיצד בדיוק מתרחש האירוע המופלא הזה, מסתבר שגם הוא בסכנה. חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' יוסי לויה ותום שלזינגר מבית הספר לזואולוגיה, חשפו שיבוש של אירועי הרבייה של אלמוגים במפרץ אילת. הם מצאו כי חלק מהמינים כמעט ואינם מעמידים צאצאים.

 

החוקרים סבורים כי יתכן שהשיבוש נגרם על ידי שינויים בגורמים סביבתיים, כמו שינויי אקלים ו/או זיהומים שונים במים, ומביעים חשש כי לאורך זמן עלולה הפגיעה ברבייה להוות איום משמעותי על עצם קיומן של אוכלוסיות אלמוגים רבות ברחבי העולם. המחקר התפרסם בכתב העת היוקרתי Science, שאף הקדיש לו את כתבת השער.

 

אירוע מסונכרן של פעם בשנה

התזמון המושלם של התרבות האלמוגים תלוי בסינכרון בין מספר גורמים סביבתיים, כגון טמפרטורת מי הים, עוצמת קרינת השמש, הרוח, מופע הירח ושעת שקיעת השמש, והשינויים העונתיים החלים בהם. מטרת המחקר היתה לבחון האם השינויים המהירים, המתרחשים כיום בסביבה הימית, משפיעים על הצלחת הרבייה, שבה תלוי עתידם של האלמוגים.

 

מראה מרהיב: מסיבת רביית אלמוגים שנתית. צילום: תום שלזינגר

 

225 לילות מתחת לפני הים

בחלקו הראשון של המחקר, ערכו החוקרים סקרי-שטח ליליים בני 2.5 עד 5.5 שעות מדי לילה מתחת לפני הים, במהלך עונת הרבייה העיקרית של האלמוגים בין החודשים יוני עד ספטמבר, במשך ארבע שנים, מ-2015 עד 2018. כך הם עקבו אחר אירועי הרבייה של כל אחד ממיני האלמוגים בשטח, וספרו כמה פרטים מכל מין משתתפים באירוע בכל לילה, כלומר פולטים תאי זרע/ביציות למים.

 

"מצאנו שבמספר מינים השתבש סינכרון הרבייה לחלוטין," מעיד שלזינגר. "לפני מספר עשורים תועדו במפרץ אילת אירועי רבייה קצרים וממוקדים, שהתרחשו בלילות ספציפיים וקבועים בשנה. היום אותם אירועים נפרשים על פרקי זמן ממושכים, לפעמים עד חודשיים. כלומר, כמעט בכל לילה, מספר מועט של פרטים משחרר ביציות ותאי זרע. חלק מהמושבות פלטו את כל הזרעים והביציות, חלקן פלטו רק חלק, ואחרות לא השתתפו כלל באירוע".

 

כדי לספק מבט מעמיק יותר על התופעה, החליטו החוקרים לבחון אותה גם במעבדה. לשם כך הם אספו דגימות אלמוגים מאתרים שונים במפרץ אילת, בזמנים שונים לאורך עונת הרבייה, במהלך ארבע שנות המחקר.

 

הם בחנו את הדגימות על פי ארבעה מדדים: גודל הביציות המעיד על מידת בשלותן, מספר הביציות בכל פוליפ (פוליפ הינו יחידת הבניין הבסיסית הקטנה ביותר של מושבות האלמוגים), אחוז הפוליפים הפוריים בכל מושבת אלמוגים, ואחוז המושבות הפוריות באוכלוסייה כולה. "מצאנו שיבושים בסינכרון בכל המדדים ובכל הרמות: בפוליפ, במושבה ובאוכלוסיית האלמוגים כולה," אומר פרופ' לויה. "עדיין איננו יודעים מה בדיוק גורם לשיבושים, אך ייתכן שהם נגרמו על ידי שינויי אקלים, כדוגמת התחממות מי הים (מי מפרץ אילת מתחממים בקצב של כ-0.31 מעלות צלזיוס לעשור) או זיהומים שונים שיצר האדם".

 

בית גידול עשיר למינים רבים. אלמוגים במפרץ אילת (צילום: תום שלזינגר)

 

אוכלוסיות שלמות על סף קריסה

כדי לבחון את השפעת השיבוש בתיזמון על מידת הצלחת הרבייה ביצעו החוקרים מעקב אחר חלקות מסומנות בשונית הטבעית. בשנת 2015 הם מיפו את אלפי האלמוגים בחלקות אלו, ובשנים הבאות נעזרו בסקרים ובצילום ברזולוציה גבוהה, כדי לעקוב אחר השינויים במינים שונים של אלמוגים, ובדקו תמותה בהשוואה להתיישבות של אלמוגים צעירים חדשים.

 

"למראית עין מצבה הנוכחי של חברת האלמוגים במפרץ אילת הוא טוב, ובכל שנה מגויסים לשונית אלמוגים רבים חדשים", אומר שלזינגר "אך מצאנו הבדלים גדולים בין מינים שונים של אלמוגים. במינים בהם נצפה חוסר סינכרון באירועי הרבייה, התגלה גם חסר משמעותי בדורות חדשים של אלמוגים צעירים. למעשה, נראה שחלק מהמינים כלל אינם מצליחים להעמיד צאצאים כבר מספר שנים, דבר המעמיד בסכנה את עתיד המין כולו".

 

"המחקר שלנו מהווה קול קורא לחוקרי שוניות אלמוגים בכל העולם להמשיך ולחקור את התופעה שחשפנו במפרץ אילת, ולבדוק מהם הגורמים לשיבוש. מוטלת עלינו האחריות לזהות בדרך זו אוכלוסיות אלמוגים, אשר למראית עין הן בריאות ומשגשגות, אך למעשה ייתכן שהן על סף קריסה בשל היעדר דור המשך. עלינו לנקוט בכל הצעדים האפשריים, כדי למנוע את המשך הפגיעה הקשה בשוניות האלמוגים, המהוות בית גידול חיוני גם למינים רבים אחרים, ויוצרות את המגוון הביולוגי הגדול ביותר בסביבה הימית." מסכם פרופסור לויה.

מחקר

31.12.2018
מאכזיב ועד אילת: זיהומי פלסטיק נמצאו בבעלי חיים ימיים לכל אורך חופי ישראל

בעקבות הממצאים המדאיגים, החוקרים קוראים לציבור להפחית את השימוש במוצרי פלסטיק ובמוצרים חד פעמיים

  • סביבה
  • רפואה ומדעי החיים

זיהומי פלסטיק בים והנזק שהם גורמים לסביבה הימית בכלל ולבעלי חיים ימיים בפרט הם נושא עכשווי בוער ביותר בתחום ההגנה על הטבע, ויום איכות הסביבה העולמי (5.6.18) אף הוקדש השנה לנושא זה. ואכן, על פי נתוני המשרד להגנת הסביבה, משתמשים בני האדם בכמויות עצומות של פלסטיק: בכל דקה נרכשים בעולם כמיליון בקבוקי שתייה מפלסטיק, ו-500 מיליארד שקיות פלסטיק נצרכות מדי שנה. חלק גדול מהפלסטיק שאנו צורכים, כ-8 מיליון טון בשנה, מגיע אל האוקיינוסים – שווה ערך למשאית עמוסה הנשפכת לים בכל דקה. ועוד: הערכות עדכניות קובעות כי כ-80% מכל הזיהום הימי כיום מקורו במוצרי פלסטיק.

 

מיקרו פלסטיק - מקרו נזק

במחקר שנערך במעבדתה של פרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט נדגמו חסרי חוליות מסוג איצטלנים מתשעה אתרים לאורך חופי ישראל, בים התיכון ובמפרץ אילת. בדגימות מכל החופים נמצאו בגופם של האיצטלנים חלקיקי מיקרו-פלסטיק שגודלם קטן מחמישה מילימטרים, ובבעלי חיים ממי חופים רבים נמצאו גם כימיקלים מסוג פתאלטים, שמשמשים את תעשיית הפלסטיק ועלולים לגרום למגוון נזקים כולל שיבושים הורמונליים. המחקר, בהובלת הדוקטורנטית גל ורד מבית הספר לזואולוגיה, ובשיתוף פרופ' דרור אבישר ואביב קפלן מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, התפרסם בכתב העת Marine Pollution Bulletin.

 

"בסביבה הימית מתפרקים מוצרי הפלסטיק לחלקיקים זעירים המכונים מיקרו-פלסטיק, שגודלם נע מכמה עשרות מיקרונים (מיקרון = מיליונית המטר) ועד חמישה מילימטרים, כך שאת רובם לא ניתן לראותם בעין," מסבירה פרופ' שנקר. "בנוסף, הם משחררים למים כימיקלים שונים המשמשים את תעשיית הפלסטיק להקניית מגוון תכונות למוצריה – כמו גמישות, חוזק, צבע ועוד, אך עלולים לגרום נזקים שונים וקשים ליצורים חיים, כמו למשל שיבושים הורמונליים. אנחנו ביקשנו לבחון את רמת זיהום הפלסטיק שמגיעה לחיות ימיות לאורך חופי ישראל, ומכאן להסיק לגבי חומרת הזיהום במים." 

 

לראשונה בעולם במחקר מסוג זה נעזרו החוקרים בבעל חיים חסר חוליות בשם איצטלן, שנפוץ בכל בתי הגידול הימיים בעולם, ומתאים במיוחד למחקר מסוג זה: זהו בעל חיים ישיב שנצמד לסלע ואינו זז ממקומו כל ימי חייו. הוא ניזון על ידי סינון של עשרות ליטרים של מי ים מדי יום, וכשהמים מזוהמים, מצטברים בגופו גם המזהמים. לכן בדיקה של איצטלנים שנלקחו מחוף מסוים נותנת תמונה אמינה ביותר על מצב הזיהום ורמת הבריאות הסביבתית באותו אתר. במונחים מדעיים מהווים האיצטלנים סמנים ביולוגיים של איכות הסביבה הימית. בנוסף, קבוצה זו של חסרי חוליות היא הקרובה ביותר מבחינה אבולוציונית לחולייתנים (דוגמת בני האדם), ולכן היא מהווה מערכת מודל נפוצה למחקר.

 

פסולת פלסטיק על גבי מלפפון ים בשונית האלמוגים באילת (צילום: גיארמו בן-נעים אנדרסון)

פסולת פלסטיק על גבי מלפפון ים בשונית האלמוגים באילת (צילום: גיארמו בן-נעים אנדרסון)

 

תוצאות מדאיגות בחופי הרחצה האהובים

לצורך המחקר דגמו החוקרים איצטלנים מתשעה אתרים שונים, בהם נמלים, חופי רחצה ושמורות טבע. שבעה מהאתרים פרוסים לאורך חוף הים התיכון, מצפון עד דרום: שמורת אכזיב, נמל עכו, מכמורת, הרצליה, בת ים, הפארק הלאומי פלמחים והפארק הלאומי אשקלון; ושניים נמצאים בים סוף: המרינה באילת וריף הדולפינים. לאחר מכן הם בדקו במעבדה את כמות חלקיקי המיקרו-פלסטיק בכל פרט; בנוסף, באמצעות שיטת אנליזה כימית חדשה ומדויקת ביותר, שפותחה במרכז לחקר המים בראשות פרופ' אבישר, הם חיפשו באיצטלנים שרידים של תוספי פלסטיק מסוג פתאלטים המעניקים גמישות למוצרים, ועלולים לגרום לשיבושים הורמונליים ולמגוון נזקים אחרים אצל בעלי חיים ובני אדם. והתוצאות צריכות להדאיג את כולנו.

 

"בכל האתרים שבדקנו מצאנו איצטלנים עם חלקיקי מיקרו-פלסטיק, ובמרבית האתרים מצאנו גם תוספים תעשייתיים מסוג פתאלטים," אומרת החוקרת גל ורד. "חשוב לציין שלא תמיד נמצא קשר ברור בין ייעודו של החוף (נמל, חוף רחצה, פארק לאומי), ורמת הזיהום הגלויה לעין, לבין הממצאים שלנו. לדוגמה: בהשוואה בין שני חופי רחצה קרובים, בעלי רמת ניקיון דומה לכאורה, נמצא באחד ריכוז גבוה של פתאלטים, בעוד שבשני כמעט שלא היו פתאלטים כלל. ריף הדולפינים באילת הצטיין בהיעדר כמעט מוחלט של תוספי פלסטיק, אך לעומת זאת, הצטערנו לגלות רמות גבוהות של תוספי פלסטיק בחופי רחצה שרבים מאיתנו נוהגים לפקוד עם ילדינו."

 

"המחקר שלנו מדליק נורה אדומה לכל הציבור בישראל," מסכמת פרופ' שנקר. "גם אם לא תמיד ניתן לראות זאת בעין, הממצאים מראים שהחופים שלנו מזוהמים במיקרו-פלסטיק ובכימיקלים שמקורם במוצרי פלסטיק. פלסטיק הוא חומר שיצר האדם לשימושו, והוא נמצא בשימוש רחב ביותר, אך הוא יכול להיות מסוכן לסביבה וגם לנו. לכן כולנו מחויבים להשתמש בו באחריות. בנוסף למיחזור בקבוקים ואריזות, אנחנו קוראים לציבור, בין היתר, להפחית את השימוש במוצרי פלסטיק ובפרט במוצרים חד פעמיים. זה בידיים שלנו!"

 

 

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 >>