מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
מוזיאון הטבע
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה וטבע
רוח
רפואה ומדעי החיים
גל ורד מחזיקה חבל עליו גדל אלמוג רך בשונית האלמוגים בעומק 15 מטרים מול חוף קצא"א (צילם: ד"ר רונן ליברמן)

מחקר

18.02.2024
בשורות מעודדות: זיהום הפלסטיק במפרץ אילת נמוך בהשוואה לשוניות אלמוגים אחרות

צוות המחקר: "יש לפעול במהירות כדי להמשיך להגן על שוניות האלמוגים שלנו"

  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

מחקר באוניברסיטת תל אביב אסף נתונים בהיקף רחב על זיהום הפלסטיק במפרץ אילת ומצא כי כמות הפסולת נמוכה בהשוואה לשוניות אלמוגים באתרים דומים ברחבי העולם, בהם בוצעו מחקרים דומים. לדברי צוות החוקרות, בנוסף להשוואה הגלובלית, נמצא שהזיהום בשמורת הטבע הימית באילת נמוך באופן מובהק ביחס לאתרים האחרים שנבדקו, הן בריכוז פסולת הפלסטיק הנראית לעין, והן בריכוז חלקיקי המיקרופלסטיק במים. "המשמעות", הן אומרות, "היא שאצלנו עוד לא מאוחר, אבל אנחנו חייבים לפעול במהירות כדי להמשיך להגן על שוניות האלמוגים במפרץ אילת".

 

"יהיה זה חוסר אחריות משווע אם השוניות במפרץ אילת, שמהווה מקלט מפני שינויי האקלים, ייכחדו דווקא בגלל פסולת"

 

המחקר הובל על ידי גל ורד, סטודנטית לדוקטורט מהמכון הבין אוניברסיטאי באילת, בהנחייתה של פרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז וממוזיאון הטבע על שם שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת Science of the Total Environment, ותורם משמעותית לקידום בסיס הידע למחקרים עתידיים גם במפרץ אילת וגם בשוניות אחרות ברחבי העולם.

 

מסבירה פרופ' שנקר: "כיום ידוע ששוניות האלמוגים במפרץ אילת מגלות עמידות יחסית לשינויי האקלים, ומצבן טוב בהשוואה לשוניות באזורים טרופיים רבים בעולם, שעלולות להיעלם בתוך עשורים אחדים. לכן מפרץ אילת נחשב למקום מקלט לאלמוגים, והשוניות כאן חשובות במיוחד. מחובתנו לנקוט בצעדים דחופים כדי להגן עליהן, בין היתר מהאיום הכרוך בפסולת פלסטיק. לצורך זה ביקשנו לשרטט תמונה מקיפה ככל האפשר של זיהום הפלסטיק במפרץ על כל צורותיו, עם דגש על סביבתה המיידית של שונית האלמוגים".

האזינו כאן לפודקאסט של פרופ' שנקר 'מדע ומוסיקה מתחת למים'.

 

מרבית הפסולת הגדולה: ציוד דיג ושיט ש-70% ממנה היא פסולת פלסטיק

המחקר המקיף בוצע לאורך שנתיים (2022-2020), בארבע עונות שונות: בקיץ ובסתיו 2020, באביב 2021, ובחורף 2022, בעומקים של 5 עד 100 מ', ובארבעה אתרים שונים: באזור הצפוני מגבול ירדן ועד המלונות, באזור התיירות ובקרבת מרכז העיר אילת, בין המזחים של קצא"א ובשמורת הטבע הימית הקרובה לגבול מצרים.  

 

החוקרות מדדו שלושה סוגי זיהום:

  • פסולת גדולה שמקורה באדם וניתן לראותה בעין. כך תועדו פריטי פלסטיק ופסולת אחרת (עץ, בטון, זכוכית, מתכות, ביגוד, סיגריות... ועוד), על קרקעית הים ובשונית עצמה. הפריטים חולקו למספר קטגוריות: אריזות (פחיות, בקבוקים, וכד'), פריטים המשמשים לדיג ו/או לשיט, פריטים חד-פעמיים (מגבונים, סכו"ם, כוסות וכד'), ואחרים - בגדים, סיגריות, ועוד. רמת הזיהום נמדדה על פי מדד של מספר פריטים ליחידת שטח.
  • חלקיקי מיקרופלסטיק (חלקיקי פלסטיק זעירים שגודלם פחות מ-5 מ"מ), במי הים הסובבים את השוניות עצמן. חלקיקים אלה נאספו באמצעות שיטה חדשה במחקר העולמי בתחום המיקרופלסטיק: צוללנים שגררו רשתות בסמוך לשוניות, בשונה מרוב המחקרים שנעזרים בסירות, ולפיכך מדווחים על ריכוזי מיקרופלסטיק בחלק העליון של עמודת המים, ובמרחק רב מהשוניות ומהחיים בהן. רמת זיהום המיקרופלסטיק נמדדה על פי מדד של מספר חלקיקים לנפח מי ים.
  • תוספי פלסטיק (חומרים כימיים המשולבים בפלסטיק בתהליך הייצור), שנוכחותם נבחנה בדגימות מי ים וקרקע בקרבת השוניות. רמת הזיהום נמדדה על פי מדדים של ריכוז לנפח מים וריכוז לגרם של סדימנט.

 

מיקרופלסטיק ממפרץ אילת

מיקרופלסטיק ממפרץ אילת 

 

הממצאים העלו כי מרבית הפסולת הגדולה נובעת מציוד דיג ושיט, ו-70% ממנה הם פסולת פלסטיק. בדגימות המים והקרקע, שנאספו עד לעומק של 30 מ', לא נמצאו עדויות של זיהום משמעותי של תוספי פלסטיק. כמו כן נמצא כי אתר שמורת הטבע, הרחוק ביותר מהעיר, הוא גם הנקי ביותר באופן מובהק – גם מפסולת גדולה הנראית לעין על הקרקעית, וגם ממיקרופלסטיק במים שבסביבת השוניות. בנוסף, תועדו אינטראקציות בין הפסולת לבעלי חיים: פסולת שמכסה ועלולה לחנוק בעלי חיים או חוסמת להם את אור השמש, פסולת מסובכת באלמוגים, וגם מקרים בהם בעלי חיים משתמשים בפסולת כמחסה או כמצע גידול.

 

התקווה היא שהניקיון היחסי שנמצא אינו למראית עין

"החדשות הטובות מהמחקר שלנו הן שבמפרץ אילת יש ככל הנראה פחות זיהום פלסטיק בהשוואה לשוניות טרופיות באזורים אחרים בעולם", אומרת גל ורד ומוסיפה "עם זאת, חשוב לזכור שסקרנו פסולת גדולה עד לעומק 100 מ' ואת שאר המזהמים עד עומק של 30 מ', ושמצאנו הבדלים משמעותיים בין רמת הזיהום באזורים רדודים מול עמוקים: ככל שהעומק גדול יותר, יש יותר פסולת. עובדה זו מתיישבת עם ממצאים של מחקרים דומים באזורים אחרים בעולם, וכן עם המבנה הטופוגרפי של קרקעית הים במפרץ אילת, שהוא צר ועמוק מאוד - עד 800 מ'. אנחנו משערות שפסולת שמגיעה מהיבשה למים הרדודים גולשת במדרון התלול של דופן המפרץ לעומק רב יותר. כלומר, ייתכן בהחלט שהניקיון היחסי שמצאנו הוא רק למראית עין (ואכן, סערה גדולה ב-2020 הביאה לחופים פסולת ישנה מאוד מהמעמקים)".

 

מטלית לחה חונקת אלמוג אבן בשמורת חוף אלמוג (צילום: גל ורד)

מטלית לחה חונקת אלמוג אבן בשמורת חוף אלמוג (צילום: גל ורד)

 

ממצא מעודד נוסף שמציינות החוקרות הוא שהעובדה ששמורת הטבע נמצאה פחות מזוהמת בפסולת פלסטיק באופן מובהק ביחס לאתרים האחרים במפרץ, מעידה כי על ידי ניהול נכון ושימור הסביבה באופן מקיים, כפי שאכן נעשה בשמורה, אפשר להגן על השונית מפני ההשפעות השליליות של פסולת פלסטיק. "כך גם ילדינו ונכדינו יזכו ליהנות מאוצרות הטבע שבשונית האלמוגים של אילת", הן אומרות.

 

"חשוב להדגיש כי העובדה שהשמורה הימית נמצאה נקייה יותר מהאתרים האחרים שבדקנו מעידה על כך שקיימים פתרונות ישימים למניעה ולשימור. דרושות התגייסות ורגולציה, מדיניות ואסטרטגיה - למען הסביבה הימית של כולנו. דוגמה טובה לכך היא האיסור של עיריית אילת על שימוש בכלים חד-פעמיים בחופים. אנחנו קוראות למקבלי ההחלטות ולציבור כולו: עוד לא מאוחר! עם התנהלות וניהול נכונים אפשר להגן כראוי על שוניות האלמוגים של מפרץ אילת", מסכמות החוקרות.

 

המאמר מוקדש לזכרו של טל אילון, איש של ים, מפקד כיתת הכוננות של כפר עזה שנרצח ב-7 באוקטובר. טל היה סקיפר ובעל תואר ראשון בביולוגיה ימית, חינך דורות של ימאים במכללה הימית מכמורת, בן 46 בנופלו.

מחקר

11.02.2024
מה משפר את תהליך הייחור של צמחים שנחשב קריטי בחקלאות?

חוקרים גילו דרך לייעל משמעותית את תהליך ההשרשה בתהליך השיבוט הגנטי הטבעי של צמחים

  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

כל מי שמייחר צמחים כתחביב מזדהה עם השמחה למראה שורש חדש שמופיע. כשמדובר בהשרשת ייחורים בתחום החקלאות המודרנית, מדובר בפעולה שנחשבת לגורם קריטי היות וחלק ניכר מעצי הפרי, כמו גם עצי יער וצמחי נוי, מתבססים כיום על השרשת ייחורים. במחקר בינלאומי נרחב ורב-שלבי שארך שמונה שנים, בהובלת חוקרים מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב וממכון וולקני, פותחו חומרים חדשים שמגדילים משמעותית את אחוזי ההשרשה של ייחורים שנלקחו מעצים. לדברי החוקרים, שיפור תהליך ההשרשה יכול לתרום לחקלאות העולמית במגוון היבטים: פיתוח זנים איכותיים חדשים, הוזלת מחירים לחקלאי ולצרכן, הגדלת הכלכליות של גידולים רבים, והתאמת גידולים לתנאי האקלים המשתנים.

 

לזרז את הטבע

המחקר הובל על ידי ד"ר רועי ויינשטיין ותלמיד המחקר אהד רוט מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, וד"ר עינת שדות מהמכון למדעי הצמח במכון וולקני. כמו כן השתתפו במחקר: ד"ר אינה וינץ מבית הספר למדעי הצמח באוניברסיטת תל אביב, פרופ' ניר בן-טל וד"ר עמית קסל מהמחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת תל אביב, סלע יחזקאל, אורי סררו, אבי אליהו, פן צאלה, ד"ר ויקאס דיוודי, ד"ר מירה כרמלי-וייסברג, פליקס שעיה, וד"ר עדי פייגנבוים-דורון ממכון וולקני, ופרופ' יוסף ריוב מהפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית. המחקר בוצע בשיתוף פעולה עם חוקרים מארה"ב, מגרמניה, מדנמרק ומאנגליה, ותוצאותיו פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Biotechnology.

 

מימין:  סלע יחזקאל, אוהד רוט, ד"ר רועי ויינשטיין וד"ר עינת שדות

מימין:  סלע יחזקאל, אוהד רוט, ד"ר רועי ויינשטיין וד"ר עינת שדות

 

"שיטת הייחורים משמעה ריבוי א-מיני של צמחים, שלא באמצעות זרעים", מסבירה ד"ר שדות. "בשיטה זו נלקח ענף מפרט נבחר בעל תכונות רצויות (טעם הפרי, עמידות ליובש, עמידות למחלות וכד'). חלקים מאותו ענף, שנקראים ייחורים, נחשפים לתנאים שגורמים להם להצמיח שורשים ולהפוך לצמחים עצמאיים. הפרטים החדשים שנוצרים בדרך זו הם למעשה שיבוטים, בעלי גנטיקה זהה לזו של צמח האם. אחוזי ההשרשה משתנים בין סוגים שונים של אותה משפחה, בין מינים שונים של אותו סוג, ואף בין זנים שונים של אותו מין, וקיימים צמחי חקלאות חשובים שקשה במיוחד להשרישם. כדי שהגידול יהיה כלכלי, יש צורך באחוזי השרשה של 60-50% לפחות, ונתון זה מהווה שיקול משמעותי בבחירתו של החקלאי".

 

כדי לשפר את אחוזי ההשרשה, נהוג לחשוף ייחורים להורמון הצמחי אוקסין - הליך שהתגלה כבר לפני כ-70 שנה וכמעט שלא השתנה מאז. "יעילות הטיפול הקיים באוקסין משתנה מגידול לגידול", אומרת ד"ר ויינשטיין. "יש סוגי צמחים רבים שמגיבים אליו במידה מועטה בלבד ואחוזי ההשרשה שלהם נותרים נמוכים. במחקר שלנו ביקשנו להגביר את השפעת האוקסין על הייחורים", היא מסבירה. מספר עדויות בספרות המחקרית ותצפיות של אנשי מקצוע בשטח הובילו את צוות המחקר לשאלת המחקר: האם שחרור איטי של האוקסין בצמח יגדיל את הצלחת ההשרשה של הייחורים?

 

הגיע ליומיים ונשאר לשבוע וחצי – חומר משפר השרשה

בשלב הראשון יצרו החוקרים 'ספרייה' של חומרים שמבוססת על תצמידי אוקסינים סינטטיים: מולקולות שבהן אוקסין סינטטי מחובר לקבוצה כימית אחרת המנטרלת את פעילותו. השפעת החומרים נבדקה על ייחורים של העץ אקליפטוס גרנדיס, אשר בטיפול סטנדרטי באוקסין מגיעים לאחוזי השרשה נמוכים של כ-15-10% בלבד.

 

"הבחינה הראשונית איתרה מספר חומרים בעלי השפעה חיובית על תהליך ההשרשה והמשך המחקר התמקד בחומר היעיל ביותר", מסביר תלמיד המחקר אהד רוט. "גילינו שחומר זה מאפשר שילוב של חדירות גבוהה לצמח  עם שחרור ממושך של החומר הפעיל, האוקסין הסינטטי, כך שהאוקסין שוהה בצמח הרבה יותר זמן - עד שבוע וחצי במקום יומיים בטיפול הרגיל." ואכן, הטיפול המשודרג הקפיץ את אחוזי ההשרשה של ייחורי האקליפטוס גרנדיס ל-60% - עד פי 6 מהשיטה הסטנדרטית.

 

בהמשך, על מנת להבין לעומק את אופן פעילותו של החומר החדש, השתמשו החוקרים בצמח הארבידופסיס, צמח המודל הנפוץ בעולם. הם גילו כי האוקסין הסינטטי שבבסיס החומר החדש יציב יותר (כלומר מתפרק לאט יותר), בתאי הצמח בהשוואה לאוקסין שבבסיס החומר הסטנדרטי. בנוסף, החוקרים זיהו משפחה של אנזימים בצמח האחראים לשחרור האוקסין הסינטטי,  ומווסתים את קצב השחרור. באמצעות מידול המבנה והתכונות הביוכימיות של האנזימים הללו אותרו מאפיינים חשובים של פעילותם.

 

עץ אקליפטוס גרנדיס בוגר

 

הסוד העתיק של עץ השמן המרוקני

בשלב הבא ביקשו החוקרים לבדוק אם אותם אנזימים קיימים גם בצמחים אחרים, בהנחה שנוכחותם תאפשר שימוש בחומר החדש גם בגידולים נוספים. הם גילו שהאנזימים הללו, או מקבילותיהם, הם עתיקים מאוד והשתמרו לאורך האבולוציה בכל עץ שנבדק. לאור הממצאים המעודדים הם החלו לבחון את יעילות החומרים שפיתחו במגוון גידולים חקלאיים.

 

אחד הגידולים החשובים שנבדקו במחקר הוא הארגן – עץ השמן המרוקני, שנחשב לצמח בעל ביקוש עולמי שרק הולך ועולה מכיוון שהוא משולב במגוון גדול של מוצרי מזון, בריאות וטיפוח. "עד היום, המקור הכמעט בלעדי לשמן זה הוא פירות של עצי ארגן שגדלים באופן אנדמי במרוקו, ומתרבים ברבייה מינית, כלומר דרך זרעים. כל המאמצים להפוך את הארגן לגידול חקלאי, שניתן לרבות אותו על ידי השרשת ייחורים, נכשלו, כולל ניסיונות אצלנו בישראל", מסבירים החוקרים.

 

עתיק ומבוקש. ענף עץ ארגן

 

במחקר הנוכחי, נטלו החוקרים ייחורים מכמה עצי ארגן שגדלים בישראל, חשפו אותם לחומר שפיתחו, והצליחו בדרך זו לייצר מספר גדול של שתילים. בשיתוף עם הקיבוצים קטורה, בית קמה, חצרים וסמר הם שתלו מטעי ארגן שמבוססים על ייחורים מפרטים בודדים שהושרשו באמצעות חומר ההשרשה החדש, וכעת הם בוחנים היתכנות להפוך אותם לגידול חקלאי בישראל. תוצאות מעודדות התקבלו גם בניסויים עם ייחורים של כנות תפוח, מיני צפצפה וזנים נוספים של אקליפטוס. בכולם הושגו אחוזי השרשה גבוהים, פי 2 ויותר בהשוואה לטיפול האוקסין הסטנדרטי.

 

"במהלך המחקר, פיתחנו חומר שמשפר משמעותית את אחוזי ההשרשה של ייחורים חקלאיים. הפיתוח יכול להיות משמעותי ביותר לחקלאות העולמית בשלושה היבטים. ראשית, ייעול הליך ההשרשה עשוי להוזיל משמעותית את עלות השתילים לחקלאי, ובסופו של דבר גם את התוצרת החקלאית לצרכנים. שנית, בזכות השיטה ניתן לפתח ולמסחר עוד זנים איכותיים, ואין עוד צורך 'להתפשר' על זנים איכותיים פחות רק בגלל שיש להם אחוזי השרשה גבוהים. ושלישית, השיטה יכולה לייעל ולהאיץ פיתוח של זנים בעלי תכונות המותאמות לסביבתם המשתנה, כמענה לשינויי האקלים המהירים. במחקרי המשך נעמיק את הבנת מנגנון הפעולה של החומרים החדשים ונחפש חומרים נוספים, אולי אף יעילים יותר, שיכולים לשמש כתצמידים המאטים את שחרור האוקסין בצמח", מסכמים החוקרים בסיפוק.

מחקר

29.01.2024
מחקר ראשון מסוגו מדרג את מידת הנזק הסביבתי של סוגי המיקרו-פלסטיק

מוצרי הפלסטיק שעשויים מפוליפרופילן, דוגמת בקבוקי שמפו - הם המסוכנים ביותר לסביבה הימית

  • מוזיאון הטבע
  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

מחקר חדש מאוניברסיטת תל אביב נקט בגישה חדשנית להערכת הנזק הסביבתי של מיקרופלסטיק. מיקרופלסטיק הוא בעצם שם כולל לחלקיקי פלסטיק שנוצרים עם התפרקות מוצרי פלסטיק מבסיסי פולימרים שונים, וגורמים נזק רב לסביבה בכלל ולסביבה הימית בפרט. במסגרת כך, החוקרים דירגו את מידת הנזק הסביבתי של שישה סוגי מיקרופלסטיק ומצאו כי הבסיס הפולימרי המסוכן ביותר הוא פוליפרופילן, המשמש בין היתר לייצור קופסאות אוכל ובקבוקי שמפו. אחריו בדירוג: פוליאתילן (שקיות סופר), פוליסטירן (קלקר וחד"פ) ,פוליאתילן טרפטאלט (בקבוקי משקה), ופולילאקטיק אסיד.

 

החוקרים: "המחקר שלנו נועד לאותת: שימו לב! כיום אין זה מעשי להפסיק לחלוטין את השימוש בפלסטיק, ולכן חשוב שנדע מהם הסוגים המסוכנים ביותר, ונפנה אליהם את הזרקור. מידע כזה נועד לתמוך בתהליכי קבלת החלטות, לצורך קביעת מדיניות סביבתית ואכיפתה."

 

המחקר הובל על ידי ד"ר אינס צוקר, ראשת המעבדה לננוטכנולוגיה סביבתית באוניברסיטת תל אביב והדוקטורנט אנדריי איתן רובין מביה"ס פורטר ללימודי הסביבה. כמו כן השתתפו במחקר הדוקטורנטית רימה גנאים מביה"ס פורטר ותלמידת המחקר שירי לוי מהמחלקה למדע והנדסה של חומרים. המאמר פורסם בכתב העת Science of the Total Environment.

 

"אנחנו עוסקים במחקר על מיקרופלסטיק וננופלסטיק מאז הקמת המעבדה," אומרת ד"ר צוקר. "הערכת נוכחות חלקיקי פלסטיק גורמת נזק לסביבה, לאקלים, לבעלי חיים, ולעתים גם לבריאותם של בני אדם, והנושא נמצא בחזית המחקר העולמי היום. אולם, מרבית המחקרים מעריכים את הסיכון הכרוך בנוכחות מיקרופלסטיק בפריזמה צרה - על פי אומדן יחיד שבחרו החוקרים. במחקר שלנו ביקשנו להגיע להערכה מדויקת יותר על ידי שילוב של 5 מדדים שונים: שכיחות הימצאותם של חלקיקי הפלסטיק, הנטייה שלהם להתפרק (כתוצאה מהתחמצנות או שבירה מכנית) , פוטנציאל חמצון המים, ורעילות."

 

מה הפלסטיק הכי נפוץ?

בשלב הראשון סקרו החוקרים 50 מאמרים מדעיים שקבעו אילו סוגי מיקרו-פלסטיק מצויים בדגימות מי ים מכל העולם. על סמך הסקירה הם בחרו להתמקד ב-6 סוגי פולימרים – המרכיב הבסיסי של הפלסטיק. ראשית נבחרו 3 פולימרים המיוצרים מדלקי מאובנים מזהמים:  פוליאתילן – הנפוץ ביותר, שנמצא למשל בשקיות פלסטיק; פוליפרופילן – ממנו עשויים בין היתר בקבוקי שמפו וקופסאות אוכל; ופוליסטירן – הבסיס של קלקר וכלים חד-פעמיים. מולם נבדקו 3 סוגי פולימרים 'ירוקים' יחסית: PET – הפלסטיק ממנו עשויים בקבוקי שתייה, הכולל 25% או 50% רכיב ממוחזר; ו-PLA – הפולימר היחיד המבוסס על עמילן תירס, שאמור להוות חלופה טבעית ומתחדשת לדלקי מאובנים. על סמך סקירת הספרות בדקו החוקרים את הפרמטר הראשון במחקר – תפוצת סוגי המיקרו-פלסטיק השונים בסביבה הימית. הם מצאו כי חלקיקי פוליאתילן הם הנפוצים ביותר.

 

בהמשך הוצבו דגימות פלסטיק העשויות מ-6 סוגי הפולימרים על גג של בניין בפקולטה להנדסה באוניברסיטה, בתוך מיכלים של תמיסה המדמה מי ים, למשך תקופה של שנה. החוקרים מסבירים כי כך הושגה חשיפה ממושכת וכפולה – הן לתנאי הים והן לפגעי מזג האוויר – המדמה את החשיפה של פסולת פלסטיק באוקיאנוסים.

 

חלקיקים קטנים - מסוכנים יותר

במהלך ובתום השנה נבחנו דגימות הפלסטיק כדי למדוד 2 פרמטרים נוספים: רמת ההתחמצנות, שהופכת את הפלסטיק לשברירי יותר, והפוטנציאל לשבירה מכנית. החוקרים מסבירים: "שתי התופעות גורמות לפלסטיק להתפרק לחלקיקים קטנים יותר ויותר – מיקרו-פלסטיק ואפילו ננו-פלסטיק. ככל שהחלקיקים קטנים יותר כך עולה פוטנציאל הרעילות שלהם לבעלי חיים וגם לאדם, מכיוון שהם מסוגלים לעבור מחסומים רבים יותר בתוך הגוף, לחדור למחזור הדם ואף להגיע למוח." המחקר העלה כי פוליפרופילן מתחמצן יותר משאר הפולימרים, ואילו פוליסטירן נשבר יותר מהאחרים, לחלקיקים הקטנים ביותר, בעקבות הפעלת כוחות מכניים.

 

בנוסף לקחו החוקרים דגימות מהתמיסות שבהן הושרו הפולימרים השונים, כדי לבחון שינויים בחומציות המים עקב הבליה הממושכת. אנדריי רובין מסביר: "לעלייה בחומציות מי הים יש משמעות רבה לשינויי האקלים. באופן טבעי, פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה מתמוסס במי הים, ומוטמן במים בצורה של מלח המכונה סידן פחמתי (קלציום קרבונט). עלייה בחומציות מי הים פוגעת ביכולתם של האוקיינוסים לקלוט ולקבע CO2, כך שכמות גדולה יותר נותרת באטמוספירה ומשפיעה באופן שלילי על שינויי האקלים." המחקר מצא כי הפולימר פוליפרופילן מעלה את חומציות המים בשלושה סדרי גדול – יותר מכל פולימר אחר שנבדק בניסוי.

 

כעת סיננו החוקרים את התמיסות כדי להפריד אותן לשניים: חלקיקי המיקרו-פלסטיק המוצקים שנותרו בהן, והמיצוי הנוזלי – התמיסה שאליה זלגו בעיקר התוספים ששולבו בפלסטיק בעת ייצורו כדי להקנות לו תכונות רצויות כמו צבע, גמישות או חוזק. במעבדה למיקרוביולוגיה נחשפו חיידקים ימיים לשני תוצרי הסינון – המוצק והנוזל, כדי לבחון את מידת רעילותם. לדברי רובין "חיידקים הם היצורים הראשוניים בשרשרת המזון הימית, ופגיעה בהם עלולה לערער את מארג המזון כולו. לכן חשוב כל כך להבין אם, כיצד, ובאיזו מידה הם נפגעים מסוגים שונים של פלסטיק."

 

המחקר מצא שחלקיקי הפלסטיק המוצקים גרמו לחיידקים נזק מועט אם בכלל, אך המיצוי – אותם כימיקלים שזולגים לסביבה כתוצאה מבליה של הפלסטיק – התגלה כרעיל ביותר, וגרם להאטה משמעותית בקצב החלוקה הטבעי של החיידקים. החוקרים הופתעו לגלות כי החומר הרעיל ביותר לחיידקים הוא דווקא המיצוי של PLA המיוצר מעמילן תירס. ממצא זה מעיד, לדבריהם כי לא די בפיתוח פולימרים טבעיים שיחליפו דלקי מאובנים בייצור פלסטיק. חשוב לשים דגש גם על הפחתה או החלפה של התוספים הכימיים המשולבים בכל מוצרי הפלסטיק.

 

למקד את הזרקור בכיוון הנכון

לאחר שהתקבלו הנתונים, הוענק לכל אחד מ-6 הפולימרים ציון עבור כל אחד מ-5 הפרמטרים – תפוצה, התחמצנות, שבירות מכנית, החמצת מי ים, ורעילות לחיידקים ימיים. כל הציונים שוקללו כדי לדרג את מידת הנזק הסביבתי של סוגי המיקרו-פלסטיק השונים. השקלול העלה כי הפולימר המסוכן ביותר לסביבה הוא פוליפרופילן, אשר כאמור משמש לייצור קופסאות אוכל, בקבוקי שמפו, וכד'. כמו כן נמצא כי PLA, הפולימר העשוי מעמילן תירס, הוא הבטוח ביותר מבחינה סביבתית.

 

ד"ר צוקר מסכמת: "פסולת פלסטיק מהווה כיום איום סביבתי עצום, ובאוקיאנוסים כבר נוצרו 5 איי פלסטיק ששטחם הכולל מגיע ככל הנראה למיליוני קמ"ר. מכיוון שאין זה מעשי כיום להפסיק לחלוטין את ייצור הפלסטיק והשימוש בו, חשוב לדעת במה להתמקד כל עוד לוקחים בחשבון מכלול של פרמטרי הסיכון – וזו המטרה העיקרית של מחקר זה. הממצאים שלנו נועדו לסייע למקבלי החלטות ולקובעי מדיניות הנאבקים בתופעה, וכן לחוקרים המחפשים פתרונות, למקד את הזרקור בכיוון הנכון. ספציפית מצאנו שפוליפרופילן הוא הפולימר המסוכן ביותר לסביבה, ואנו ממליצים לשים דגש על מוצרי פלסטיק מסוג זה."

מחקר

24.12.2023
תגלית חדשה: יערות הגשם בסכנה בשל הפחתת סופות הרעמים באזור

כריתת היערות באמזונס עשויה להקטין את כמות סופות הרעמים ולפגוע ביער הגשם שמספק לנו חמצן

  • מדעים מדויקים
  • סביבה וטבע

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מצאו לראשונה כי בעשורים האחרונים, בעקבות הפעילות המתמשכת של כריתת היערות באגן האמזונס, ירד משמעותית מספר סופות הרעמים באזור זה, והצטמצם המרחב שבו הן מתרחשות. לדבריהם, מדובר בממצא מפתיע:  "במרבית האזורים בעולם ההתחממות הגלובלית גורמת לעלייה במספר סופות הרעמים, אך במחקר זה גילינו שבדיוק באזורים בהם בוראו היערות, מספר הסופות דווקא ירד. הממצאים הללו מדאיגים מכיוון שירידה בכמות הסופות מביאה לירידה בכמות הגשמים, אשר בתורה גורמת לפגיעה נוספת ביערות – וחוזר חלילה. מדובר בתהליך מסוכן של היזון חוזר, שעלול לפגוע קשות ביערות שמספקים לנו חלק ניכר מהחמצן באטמוספירה וקולטים חלק גדול מהפחמן הדו-חמצני שנפלט על ידינו לאטמוספירה."  

 

המחקר הובל על ידי פרופ' קולין פרייס והסטודנט ראם בקנשטיין מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב. המאמר פורסם בכתב העת Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society (QJRMS). 

 

איום נוסף על הריאות של כדור הארץ

"יערות האמזונס הם יער הגשם הטרופי הגדול ביותר בעולם, והם ממלאים תפקיד קריטי בוויסות אקלים כדור הארץ," מסביר פרופ' פרייס. "יערות אלה אף מכונים 'הריאות של כדור הארץ', מכיוון שבאמצעות תהליך  הפוטוסינתזה הם מייצרים חלק משמעותי מהחמצן באטמוספירה וסופגים ממנה כמות גדולה של פחמן דו-חמצני – גז חממה שיש לו תרומה משמעותית לשינויי האקלים. בנוסף, יערות הגשם עצמם מייצרים גשם: העצים פולטים לאוויר אדי מים שהופכים לגשם מקומי, וגם נישאים על ידי הרוח ומביאים גשם למקומות מרוחקים."

 

עם זאת החוקרים מציינים כי תהליכים חשובים אלה מצויים כיום בסכנה בשל פעילות נרחבת של בירוא יערות באמזונס. "כשהאדם כורת עצים ומפנה שטחים לצרכים מגוונים: שימוש בעץ עצמו, חקלאות, פיתוח תשתיות, כריית מינרלים, ועוד. למעשה, ב-30 השנים שבין 1990 ל-2020 חוסלו באגן האמזונס יערות ששטחם הכולל גדול מיבשת אירופה כולה. הרס היערות גורם לפגיעה ברמת החמצן ולעלייה בגזי החממה באטמוספרה, וגם לשיבוש בגשמים שעלול להגיע לכדי בצורת באזורים מסוימים. בנוסף, לעתים קרובות העצים שנכרתו נשרפים, וכך נפלט לאוויר פחמן דו-חמצני נוסף, שמגדיל את הנזק הסביבתי". 

 

במחקר זה, הראשון מסוגו בעולם, ביקשו החוקרים לעקוב אחר שינויים בהיקף סופות הרעמים באגן האמזונס בעשורים האחרונים. בהיעדר נתוני סופות רעמים מהאמזונס שחוזרים עשרות שנים אחורה, בנו החוקרים מודל אמפירי המסתמך על פרמטרים אקלימיים מהמרכז האירופאי ERA5, שאוסף נתונים מאז 1940, ולצד נתוני סופות רעמים שנאספו באמצעות רשת עולמית של חיישנים לאיתור ברקים שנקראת WWLLN -Worldwide Lightning Location Network.

 

"ברק הינו תוצאה של שדה חשמלי עצום שנפרק בבת אחת, ומשדר גלי רדיו שניתן לקלוט אותם גם במרחק של אלפי קילומטרים," מסביר פרופ' פרייס. "החיישנים של רשת WWLLN פרוסים ב-70 מוסדות מחקר בכל העולם, והם קולטים וממפים סופות רעמים בכל מקום על פני כדור הארץ, בזמן אמת וללא הפסקה. גם כאן באוניברסיטת תל אביב, על הגג של הבניין למדעים מדויקים, יש לנו חיישן שקולט גלי רדיו מסופות רעמים שמתחוללות באזור שלנו, וגם באפריקה, בהודו, ואפילו בדרום אמריקה. הצלבת המידע מהתחנות השונות, מאפשרת קביעה מדויקת של המיקום והזמן של כל ברק, וכך מתקבלת מפה גלובלית של ברקים לאורך זמן."   

 

ירידה של כ-8% בהיקף סופות הרעמים

באמצעות המודל האמפירי בדקו החוקרים את הקשר בין כמות והתפלגות סופות הרעמים לבין שינויים בטמפרטורה באזור האמזונס החל משנות ה-80. ניתוח סטטיסטי של הנתונים העלה ממצאים מפתיעים: על אף העלייה בטמפרטורה הנובעת מההתחממות הגלובלית, חלה ירידה של כ-8% בהיקף סופות הרעמים. החוקרים: "כשבדקנו לעומק את הממצאים הבלתי צפויים, גילינו שאזורי הירידה בסופות הרעמים חופפים במידה רבה לאזורים שבהם בוצעה פעילות נרחבת של בירוא יערות. זו הפעם הראשונה שהתגלה קשר בין סופות רעמים לבירוא יערות. לפי ההערכה שלנו, אובדן של כל מגטון פחמן - שווה ערך לכמיליון עצים גדולים שנכרתו, מביא לירידה של כ-10% במספר סופות הרעמים."   

 

פרופ' פרייס מסכם: "במחקר זה בדקנו מגמות בסופות רעמים באגן האמזונס בעשורים האחרונים. ציפינו למצוא עלייה בכמות הסופות בעקבות ההתחממות הגלובלית, כפי שנצפה באזורים רבים בעולם, אך להפתעתנו מצאנו מגמה הפוכה: ירידה של 8% במהלך 40 שנה. בירור נוסף העלה שמרבית הירידה נצפתה בדיוק באזורים בהם יערות הגשם בוראו והוחלפו בחקלאות או בשימוש אחר של האדם. ניתן להסביר זאת בכך שבהיעדר היערות פחתה משמעותית הלחות באוויר, שהיא מקור האנרגיה והלחות להיווצרות סופות רעמים. התוצאה היא פחות סופות רעמים, פחות עננים, פחות גשם, וכתוצאה מכך גם פחות צמיחה של היער. כך נוצר תהליך של היזון חוזר שיכול לגרום להתייבשות היערות, דבר שעלול לפגוע משמעותית באפקטים החיוניים של 'הריאות של כדור הארץ' – ייצור חמצן וספיגת פחמן דו חמצני." 

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."

צוות המחקר

מחקר

17.07.2023
יעיל וכבר לא יקר - מימן ירוק

חוקרים הצליחו לייצר מימן "ירוק" ביעילות גבוהה ובעלויות נמוכות

  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

תקווה ראשונית לייצור המוני של מימן ירוק, שיפחית דרמטית את פליטות ה-CO2 של האנושות: חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה חדשה לייצור מימן "ירוק", כלומר מימן שיוצר ללא זיהום אוויר, ביעילות גבוהה באמצעות זרז ביולוגי. המימן הוא חומר גלם הכרחי הן בחקלאות והן בתעשייה, אך 95% מהמימן שמיוצר היום בעולם הוא מימן "שחור" או "אפור" שמיוצר מפחם או גז טבעי ופולט 9-12 טונות פחמן דו-חמצני על כל טונה מימן. לדברי החוקרים, נכון להיום הפקה של מימן 'ירוק' נעשית בעיקר באמצעות תהליך שמצריך שימוש במתכות יקרות ונדירות ובזיקוק של המים, דבר שמייקר את המימן ה'ירוק' עד פי 15 מה'אפור' המזהם. החוקרים מביעים תקווה כי בעתיד אפשר יהיה לנצל את השיטה החדשה שפיתחו באופן מסחרי, להוזיל את העלויות ולעבור להשתמש במימן 'ירוק' הן בתעשייה, הן בחקלאות והן כמקור אנרגיה נקי.

 

את השיטה החדשה פיתחו הדוקטורנט יצחק גרינברג וד"ר אורן בן-צבי, בהנחיית פרופ' יפתח יעקובי מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ופרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ מבית הספר לרפואת שיניים בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, ומהמרכז לננו-מדע ולננו-טכנולוגיה. תוצאות המחקר המבטיח פורסמו בכתב העת החשוב Carbon Energy.

 

תהליך ייצור שיעיל יותר ב-90%

"המימן נדיר מאוד באטמוספרה", מסביר יצחק גרינברג, "והוא מופק על ידי אנזימים שקיימים ביצורים מיקרוסקופיים, שמקבלים את האנרגיה לכך מתהליכי פוטוסינתזה. במעבדה אנחנו מחשמלים למעשה את אותם אנזימים, כלומר אלקטרודה מחליפה את השמש ומספקת את האנרגיה. התוצאה היא תהליך יעיל, ללא דרישה לתנאים קיצוניים. עם זאת, האנזים 'בורח' מהמטען החשמלי וצריך להחזיק אותו במקום באמצעות טיפול כימי. אנחנו מצאנו דרך קלה ויעילה להצמיד את האנזים לאלקטרודה ולנצל אותו".

 

במחקרם החדש, החוקרים השתמשו בהידרוג'ל (ג'ל מבוסס מים) כדי לחבר את האלקטרודה לאנזים, וכך הצליחו לייצר מימן ירוק באמצעות זרז ביולוגי, וביעילות של מעל 90%, כלומר שמעל ל-90% מהאלקטרונים שהוכנסו למערכת נשארו במימן ללא תהליכי משנה.

 

"החומר של הג'ל עצמו מוכר, אבל השימוש בו להפקת מימן הוא חידוש שלנו", מסביר פרופ' יפתח יעקובי. "הספגנו את האלקטרודה בג'ל הזה, שהכיל אנזים לייצור מימן בשם הידרוגנאז. הג'ל מחזיק את האנזים לאורך זמן גם תחת המתח החשמלי ומאפשר לייצר מימן ביעילות גבוהה ובתנאים סביבתיים שנוחים לאנזים, כלומר גם במי מלח, בניגוד לאלקטרוליזה שמצריכה מים מזוקקים. פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ  מוסיפה: "יתרון נוסף הוא שהג'ל מרכיב את עצמו: מכניסים את החומר לתוך מים והוא עובר הרכבה עצמית, כלומר מסתדר לסיבים ננו-מטריים שיוצרים את הג'ל. אנחנו הראינו שהסיבים הללו מסוגלים להדביק את האנזים לאלקטרודה. את הג'ל בדקנו על שני אנזימים נוספים, מלבד הידרוגנאז, והוכחנו שהוא מסוגל להדביק אנזימים שונים לאלקטרודה".

 

"כיום הפקה של מימן 'ירוק' נעשית בעיקר באמצעות אלקטרוליזה, שמצריכה מתכות יקרות ונדירות כמו פלטינה בנוסף לזיקוק של המים, דבר שמייקר את המימן ה'ירוק' עד פי 15 מה'אפור' המזהם. אנחנו מקווים שבעתיד אפשר יהיה לנצל את השיטה שלנו באופן מסחרי, להוזיל את העלויות ולעבור להשתמש במימן 'ירוק' – הן בתעשייה, הן בחקלאות והן כמקור אנרגיה נקי, מסכם ד"ר אורן בן-צבי.

מטראולוג מעופף בפעולה. עטלף תל אביבי

מחקר

12.07.2023
מטראולוגים עם כנפיים

העטלפים קבעו: האוויר באיילון חם הרבה יותר מהאוויר בפארק הירקון

  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

שילוב כוחות יצירתי בין זואולוגים וגיאוגרפים מאוניברסיטת תל אביב הוביל למחקר חדש שמיפה באמצעות עטלפים את איי החום העירוניים בגוש דן. על פי הממצאים שנאספו בשטח על ידי היונקים המעופפים, מסתבר שבחודשי החורף האוויר באיילון חם בעד 5 מעלות יותר מהאוויר בשטחי פארק הירקון.

 

עפים וממפים את איי החום בעיר

המחקר הבינתחומי נערך על ידי צוות חוקרים משותף של אוניברסיטת תל אביב: פרופ' יוסי יובל וד"ר איה גולדשטיין מהמעבדה לחקר העטלפים, בית הספר לזואולוגיה, בית ספר סגול למדעי המוח ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט ופרופ' אלכסנדרה צ'ודונובסקי, פרופ' עודד פוטצ'טר ואדריכלית ד"ר לימור שעשוע-בר ז"ל מבית ספר פורטר לסביבה וכדור הארץ. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Applied Geography.

 

"איי חום עירוניים הם תופעה עירונית מוכרת. אלה שטחים אורבניים צפופים החמים בכמה מעלות יותר מסביבתם,  אלא שמסיבות אובייקטיביות וסביבתיות, לעתים קשה למדוד אותם. כך למשל, כמעט בלתי אפשרי להציב תחנות מדידה נייחות בכל רחוב, וגם שליחת אנשים ניידים עם חיישנים דורשת השקעה כספית גדולה. בנוסף, תחנות מדידה מודדות רק סמוך לקרקע, ולא מודדות טמפרטורה בתלת ממד. פתרון אפשרי אחד הוא שימוש ברחפנים, אבל גם פתרון זה הוא בעייתי מבחינת אישורי תעופה להטיס רחפנים באזורים עירוניים ואחרי 20 דקות טיסה הם צריכים לנחות ולהיטען שוב", מסבירה פרופ' צ'ודונובסקי.

 

במחקר הנוכחי צוות החוקרים החליט לנצל את הערך המוסף של העטלפים שנחשבים לנווטים מעולים וגם מתמצאים מצוין בשטחים עירוניים. "עטלפים הם טייסים מוצלחים בהרבה מרחפנים", אומר פרופ' יובל. "הם יכולים לעוף 100 ק"מ בלילה אחד, והם פעילים בלילה כאשר תופעת איי החום נמצאת בשיא עוצמתה".

 

לצורך הניסוי, החוקרים הצמידו חיישני חום זעירים לעטלפי פירות מצריים ממושבת עטלפים עירונית, ושחררו אותם במרכז העיר תל אביב. העטלפים הנבונים לא התקשו למצוא את דרכם הביתה, ובדרך הם מיפו את האוויר מעל אזורים שונים כמו מרכז העיר, נתיבי איילון, פארק הירקון והרצליה.

 

"בזכות העטלפים הצלחנו לייצר מפה תלת ממדית ראשונה של איי חום עירוניים בגוש דן"

 

תמונה אקלימית רחבה בזמן קצר

הניסוי נערך בחורף, בין שמונה בערב לשתיים לפנות בוקר, ובין היתר, החוקרים גילו פערים של בין 2 ל-5 מעלות צלזיוס בין אזורים אורבניים צפופים לפארקים עירוניים. החוקרים השוו את הנתונים ששידרו העטלפים לארבע תחנות מטאורולוגיות בתל אביב, ובמקביל הפעילו ניסוי שטח רחב היקף של תחנות מטאורולוגיות ניידות לאימות הנתונים. בנוסף, הם ציידו אנשים עם מכשירים דומים ושלחו אותם לחלקים שונים של העיר כדי לבצע מדידות דומות.

 

איי חום תל אביביים כפי שמופו בעזרת העטלפים

 

"מצד אחד, מדובר בחיישני טמפרטורה קלים מאוד במשקל של 0.2 גרם, כך שהם לא מדויקים כמו תחנה מטאורולוגית כבדה. אבל מצד שני, היתרון שלהם הוא בכך שהם אפשרו לנו לקבל תמונה אקלימית רחבה בזמן קצר. מניתוח המדידות עלה כי באזור איילון המדידות היו חמות מאוד, לעומת פארק הירקון, שם טמפרטורת האוויר צונחת וברגע שהעטלף חוצה את פארק הירקון להרצליה - הטמפרטורה שוב עולה. בזכות העטלפים הצלחנו לייצר מפה תלת ממדית ראשונה של איי חום עירוניים בגוש דן".

 

להמשיך ולהיעזר בטבע כדי לחקור

החוקרים מאוניברסיטת תל אביב מכנים את גישתם המקורית בשם "דגימה בסיוע ביולוגיה" (Biology-Assisted Sampling), ולדברי פרופ' צ'ודונובסקי – הם בהחלט לא מתכוונים לעצור בעטלפים: "עלינו להיעזר בכל פלטפורמה ניידת שיכולה לסייע לנו. כמו שהעטלפים עזרו לנו למפות איי חום עירוניים, כך יונים יכולות למפות זיהום אוויר עירוני בלי מאמץ רב, ולחסוך לנו המון כסף והמון שנות מחקר מפרך".

 

"יש המון דיבור על ערים חכמות ועל 'האינטרנט של הדברים'", מוסיף פרופ' יובל, "אבל יש בעלי חיים רבים שכבר מסתובבים בעיר ואפשר להתקין עליהם חיישנים זעירים שלא פוגעים בהתנהגותם. למשל, אם אנחנו רוצים לנטר זיהום במערכת הביוב? במקום להפעיל מכונות יקרות ומורכבות, אפשר להיעזר בחולדות שמסתובבות שם כל הזמן".

מחקר

25.06.2023
חוקרים הצליחו לפענח את מנגנון התנועה של ההורמון הצמחי ג'יברלין, שחשיבותו

הפענוח עשוי לסייע רבות בהרחבת היבולים החקלאיים וההתמודדות עם משבר המזון העולמי

  • סביבה וטבע

מחקר בינלאומי ורב-תחומי בהובלת פרופ' אילון שני והדוקטורנט ג'ניה ביננבאום מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב, חשף את מנגנון פעולתו ותנועתו בצמח של ההורמון ג'יברלין – חומר בעל חשיבות עצומה לגדילת יבולים חקלאיים. המחקר המורכב כלל עשרות ניסויים במגוון רחב של תחומים: פיזיולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, ביוכימיה, מודלים מתמטיים, מיקרוסקופיה פלואורסנטית, גנטיקה ועוד. הניסויים בוצעו במהלך 7 שנים על ידי מספר קבוצות מחקר ברחבי העולם – באוניברסיטת תל אביב, במכון ויצמן למדע ובמכון וולקני בישראל, וכן בדנמרק, צרפת, אנגליה, גרמניה וספרד. המחקר פורץ-הדרך פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Plants.

 

הורמון קטן עם חשיבות עצומה

"מעטים מחוץ לקהילה המדעית שמעו על ההורמון ג'יברלין, אך למעשה זהו אחד החומרים בעלי ההשפעה הגדולה ביותר על האנושות," אומר פרופ' שני. "מדובר בהורמון, מולקולת סיגנל קטנה, שמבקר את גדילתם של הצמחים, והוא קשור ישירות למהפכה הירוקה של שנות ה-60 וה-70, שייעלה את העבודה החקלאית והגדילה באופן משמעותי את יבולי הדגניים – חיטה, שעורה, תירס ואורז. למעשה, טכניקות של מניפולציה בג'יברלין בצמחים הן אחד הגורמים העיקריים לכך שיש לנו היום מספיק אוכל בעולם. אך על אף חשיבותו, מעט מאוד היה ידוע עד לאחרונה על מנגנון פעולתו ותנועתו של הג'יברלין במרחב הצמח. במחקר הנוכחי יצאנו למסע מקיף על מנת לתת מענה לכמה שאלות מהותיות: איך נע הג'יברלין בתוך הצמח? איפה הוא מצטבר? ואיך בדיוק הוא פועל בתאים ספציפיים בצמח?"

 

המחקר בוצע בצמח ארבידופסיס (תודרנית לבנה) המשמש כצמח מודל במחקרים רבים. בשלב הראשון ביקשו החוקרים לזהות את המנגנון שמוביל את הג'יברלין מהעלים שבהם הוא נוצר, דרך מערכת ההובלה המכונה שיפה, אל השורש. לצורך כך הם יצרו בצמחים מוטציות שונות וביצעו בהם סריקות גנטיות, וכך גילו שלושה חלבונים נשאים (טרנספורטרים) שבלעדיהם הג'יברלין אינו מגיע ליעדו. מדובר בחלבונים שנמצאים בתאי השיפה, ופועלים יחדיו כדי להעביר את מולקולת הג'יברלין מצד אחד של קרום התא לצד השני, ובכך מאפשרים את מהלך מסעה הארוך לאורך הצמח כולו. במילים אחרות: תפקידם של חלבונים אלה הוא להטעין את הג'יברלין מן העלה אל רקמות ההובלה, שם הוא זורם במורד הצמח אל השורש. 

 

בשלב הבא נעזרו החוקרים בשיטה מתקדמת של מיקרוסקופיה פלואורסנטית ברזולוציה של תא בודד כדי לבחון את השפעת הג'יברלין – או העדרו – על תאים בשורש. הם מצאו שהג'יברלין מצטבר בשכבת תאים בשורש שמכונה אנדודרמיס – שחוצצת בין רקמת ההובלה לשאר תאי השורש. ידוע שאחד מתפקידי האנדודרמיס הוא לבקר את מעבר החומרים שנקלטים על ידי השורש מן הקרקע (מים, מלחים, גזים וחומרי הזנה שונים) אל רקמות ההובלה המובילות חומרים אלה לשאר חלקי הצמח. בקרה זו נעשית על ידי ייצור שכבת בקרה - חומר איטום דמוי שעם שנקרא סוּבֶּרין. במחקר זה גילו החוקרים שבהיעדר ההורמון ג'יברלין נפגע ייצור הסוברין. בשורה התחתונה: הג'יברלין אחראי על בקרת ייצור הסוברין באנדודרמיס, ובכך הוא משפיע ישירות על הזנת הצמח ועל גדילתו.

 

הזנת האנושות בתנאי אקלים משתנים

״עד כה היה ידוע כי תנועת ההורמון ג׳יברלין בצמח הכרחית להתפתחות תקינה של הצמח, אך המנגנון שמאפשר תנועה זו לא היה ידוע," מסביר ד״ר ביננבאום. "במחקר שלנו פענחנו את המערכת שמאפשרת מעבר של ג׳יברלין בין חלקי הצמח השונים, וכן גילינו תפקיד חדש של הג'יברלין: בקרה על ייצור סוברין, חומר בעל חשיבות רבה להתפתחות הצמח. הבנת מנגנוני התנועה של ג׳יברלין בצמח עשויה להוות בסיס למחקר יישומי בעתיד, עם השפעה משמעותית על ביטחון תזונתי ועל התפתחות הצמח בסביבה משתנה.״

 

פרופ' שני מסכם: "במחקר רב-תחומי ממושך ומורכב הצלחנו לחשוף את מנגנוני תנועתו ופעולתו של אחד החומרים החשובים ביותר להזנת האנושות: ההורמון ג'יברלין. מצאנו כיצד הג'יברלין מגיע מהעלים לשורש, היכן הוא מצטבר בשורש, ואיך הוא משפיע משם על מנגנוני הזנת הצמח. אנו מקווים ומאמינים שהתובנות העולות מהמחקר יסייעו לפיתוחן של שיטות חדשניות להשבחת ולהגדלת יבולים, בעיקר דגניים, במטרה להתמודד עם אחד האתגרים הגדולים ביותר של העידן הנוכחי: הזנת מספרים הולכים וגדלים של בני אדם בתנאי אקלים משתנים."

מחקר

05.06.2023
המינים שחיים בשמורות הטבע יהיו מוגנים יותר בפני שינויי האקלים

החוקרים: "דו-חיים וזוחלים שחיים בשמורות הטבע בעולם יהיו מוגנים יותר מפני שינויי האקלים, אך עדיין צפויים להינזק."

  • מוזיאון הטבע
  • סביבה וטבע

מחקר בינלאומי חדש קובע כי דו-חיים וזוחלים שחיים בשמורות הטבע בעולם יהיו מוגנים יותר מפני שינויי האקלים ממינים המצויים מחוץ לשמורות – אך עדיין צפויים להינזק. ממצאי המחקר מספקים ראיות בקנה מידה עולמי לתפקיד המכריע שממלאות שמורות הטבע בשימור המגוון הביולוגי של דו-חיים וזוחלים תחת תרחישי שינויי אקלים שנגרמו על ידי האדם. המחקר מגלה כי יותר בעלי חיים ייכחדו, בעקבות שינויי האקלים, מחוץ לשמורות מאשר בתוכן – בעולם בכלל וברוב היבשות. המחקר נערך בהשתתפות פרופ' שי מאירי מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע על שם שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף חוקרים מובילים מ-19 מדינות, ופורסם בכתב העת היוקרתיNature Communications. 

 

שמורות הטבע כמקלט

מטרת המחקר הייתה להעריך את יעילותן של שמורות הטבע הקיימות בהגנה על הדו־חיים והזוחלים שבהן תחת תרחישי אקלים עתידיים, וכן לזהות פערי שימור כדי להתוות מפת דרכים לפיתוח פעולות שימור המבוססות על הרשת הנוכחית של שמורות הטבע בקנה מידה עולמי.  

 

פרופ' מאירי: "במחקר זה, אספנו נתוני תפוצה עבור יותר מ-14,000  מינים של דו-חיים וזוחלים - כ-70% מהמינים המוכרים, כדי לבצע הערכה גלובלית של יעילות השימור של שמורות טבע בעידן של שינויי אקלים באמצעות מודלים של תפוצת מינים. הניתוחים שלנו חושפים כי כ-91% ממיני הדו חיים והזוחלים שבחנו מוגנים במידה זו או אחרת בשמורות, וכי שיעור זה יישאר ללא שינוי בעקבות שינויי אקלים עתידיים. כמו כן מינים המוגנים בשמורות יאבדו חלק קטן יותר מטווחי התפוצה שלהם בתוך שמורת הטבע מאשר מחוצה להן. לכן, שיעור המינים המוגנים צפוי לעלות".  

 

עם זאת, מציין פרופ' מאירי, "אנחנו צופים שיותר מ-300 ממיני הדו-חיים ו-500 ממיני הזוחלים שבחנו ייכחדו בשל שינויי אקלים במהלך העשורים הקרובים, וכנראה גם מאות מינים שלא היו לנו עבורם נתונים מספיקים כדי לייצר מודלים. המחקר שלנו מדגיש את חשיבותן של שמורות הטבע במתן מפלט לדו חיים ולזוחלים למרות שינויי אקלים, ומצביע על אזורים שבהן חסרות שמורות טבע שיכולות לשמר טוב יותר את המגוון הביולוגי ברחבי העולם".  

 

הוא מוסיף: "ערכנו מסד נתונים גלובלי מקיף עם יותר מ-3.5 מיליון רשומות תצפית עבור 5,403 מיני דו-חיים ו-8,993 מיני זוחלים מאלפי מאגרי מידע, נתוני עבודת שדה, אוספים מוזיאוניים ומחקרים מדעיים. עבור כל המינים במסד הנתונים שלנו, חזינו את זמינות בתי הגידול לפי נתוני אקלים נוכחיים (1960–1990) ותרחישים עתידיים (לשנים 2060–2080) ברזולוציה מרחבית גבוהה (1 ק"מ × 1 ק"מ) באמצעות מודלים לתפוצת מינים. לאחר מכן, הערכנו את יעילותן של שמורות הטבע לשימורם של הדו-חיים והזוחלים על ידי חישוב כיסוי טווח התפוצה שלהם בתוך שמורות טבע ומחוץ להן, ושיעור המינים שחלק ניכר מטווח התפוצה שלהם (לדוגמה 15% או 30% מהטווח) מוגן בשמורות טבע כיום ובעתיד (בהנחה שהשימוש העתידי בקרקע נשאר ללא שינוי במשך השנים – כלומר לא תהיה הסבה של שטחים טבעיים לשטחים חקלאיים, תעשייתיים, עירוניים וכו')".  

 

פרופ' מאירי מסכם: "הראיות שלנו מראות שהרשת העולמית הנוכחית של שמורות הטבע כבר ממלאת תפקיד חשוב בשימור המגוון הביולוגי העולמי של דו-חיים וזוחלים, ותמשיך לעשות זאת תחת אקלים עתידי צפוי. עם זאת, מינים רבים אינם חיים בשמורות הקיימות. אלה כוללים דו-חיים וזוחלים רבים הנפוצים במקסיקו, ג'מייקה, הרי האנדים, במערב אפריקה, דרום אפריקה, החוף הדרומי והצפוני של טורקיה, תימן ומקומות אחרים. כמו כן במחקרנו יכולנו ליצור מודל עבור רק כשני שלישים ממיני הזוחלים והדו חיים – עבור המינים הנדירים ביותר לא ניתן ליצור מודלים טובים, וידוע שהם חשופים יותר לסכנת הכחדה ומוגנים פחות בשמורות טבע. יחד עם זאת, חשוב לזכור כי למרות האופטימיות היחסית העולה מן המחקר החדש, המודלים עדיין חוזים שיעורים גבוהים ביותר של אובדן מינים ובתי גידול עקב שינויי אקלים. שמורות הטבע אומנם מגינות על בעלי החיים הנמצאים בתחומן, אבל לא לעולם חוסן".  

 

 

 

 

קיפוד ים נטרף על ידי דג בשונית האלמוגים באילת

מחקר

24.05.2023
שונית האלמוגים באילת נמצאת בסכנה ממשית

מגפה קטלנית חיסלה תוך חודשים ספורים את כל קיפודי הים השחורים במפרץ אילת ומאיימת למוטט את שונית האלמוגים

  • סביבה וטבע

סדרת מחקרים חדשה ומדאיגה של אוניברסיטת תל אביב חושפת מגמה קטלנית שגורמת לתמותה המונית של קיפודי הים השחורים בים התיכון ובמפרץ אילת. הסכנה הממשית: ללא הקיפודים שמשמשים כ'גנני השונית', האצות ישתלטו עליה ויחנקו את האלמוגים, שלא יוכלו ליהנות עוד מאור השמש. הממצאים מעידים על כך שתוך פרק זמן קצר נמחקה כליל אוכלוסיית קיפודי הים השחורים מאילת. כך למשל, תוך חודשים ספורים, מתו אלפי קיפודי הים שחיו באתר הממוקם בחוף הצפוני של מפרץ אילת. המגמה כל כך חמורה, שבאתר זה ובאתרים נוספים במפרץ נותרו רק שלדי קיפודים. כך קורה גם במדינות אחרות באזור, בהן ירדן, מצרים, סעודיה, יוון וטורקיה.

 

טפיל פתוגני מהים התיכון מאיים על אוכלוסיים קיפודי הים האדום

המחקר נערך בהובלת ד"ר עמרי ברונשטיין ותלמידות הדוקטורט רותם צירלר, ליסה מריה-שמידט, לחן רוט, וגל אביתר מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקרים פורסמו בכתב העת Frontiers in Marine Science ו- Royal Society Open Science.

 

החוקרים מדגישים כי קיפודי הים בכלל, ובפרט הנִזְרִית אֲרֻכַּת-קוֹצִים, נחשבים למיני מפתח שחיוניים לתפקוד בריא של שונית האלמוגים. "צריך להבין שרמת האיומים על שוניות האלמוגים נמצאת גם כך בשיא של כל הזמנים, ועכשיו התווסף משתנה חדש שאנחנו לא מכירים. לא היה מצב כזה בהיסטוריה המתועדת של מפרץ אילת", אומר צוות החוקרים בצער.

 

החוקרים מעריכים כי מקור המגפה הקטלנית הוא טפיל פתוגני חד תאי ממשפחת הריסניות שעבר מהים התיכון לים האדום. בעקבות המחקר, הוגש דו"ח בהול לרשות הטבע והגנים הסוקר את תמונת המצב העדכנית, ובימים אלה נשקלים צעדי החירום שיש לנקוט כדי להציל את שונית האלמוגים של ישראל.

 

"בשל עוצמת התמותה חשבנו תחילה שמדובר בזיהום, שפך כימי מקומי, או בהרעלה מהתעשייה ומבתי המלון בצפון המפרץ, אבל לאחר שבדקנו אתרים נוספים באילת, בירדן ובסיני הבנו שלא מדובר באירוע מקומי", מסביר ד"ר ברונשטיין וממשיך "כל הסימנים מצביעים על מגפה שמתפשטת מהר. דיווחים דומים מגיעים גם מקולגות בסעודיה. אפילו קיפודים שגידלנו באקווריומים לצורכי מחקר במכון הבין-אוניברסיטאי, וקיפודי הים שבמצפה התת-ימי באילת, נדבקו ומתו, ככל הנראה כיוון שהפתוגן הצליח להיכנס דרך מערכות השאיבה".

 

לדברי ד"ר ברונשטיין מדובר במוות מהיר ואלים:" בתוך יומיים קיפוד בריא הופך לשלד חסר רקמה. בזמן שחלק מהגוויות נשטפות לחוף, מרבית הקיפודים נטרפים בעודם גוססים וחסרי יכולת להתגונן, מה שיכול להאיץ את ההדבקות על ידי הדגים שטורפים אותם״.

 

ד"ר עומרי ברונשטיין וקיפוד ים גוסס

 

הסכנה: חנק האלמוגים על ידי אצות

קבוצת המחקר של ד"ר ברונשטיין חוקרת בשנים האחרונות את נושא הפלישות הימיות, ובין היתר מתמקדת במין של קיפודי ים בשם Diadema setosum, שנקראת בעברית נזרית ארוכת קוצים. "עד לא מזמן זה היה אחד המינים הנפוצים ביותר בשונית האלמוגים אילת. אלה הקיפודים השחורים עם הקוצים הארוכים שכולנו מכירים. קיפודי הים בכלל, והנזרית ארוכת הקוצים בפרט, נחשבים למיני מפתח שחיוניים לתפקוד בריא של שונית האלמוגים. הקיפודים הם ה'גננים' של השונית – הם ניזונים מהאצות ומונעים מהן להשתלט ולחנוק את האלמוגים שמתחרים איתן על אור השמש. לצערי הקיפודים האלה כבר לא קיימים במפרץ אילת, ודרומה משם בחלקים הולכים ומתרחבים של הים האדום״, אומר ד"ר ברונשטיין בצער.

 

הדיווחים הראשונים על מקרי תמותה המונית הגיעו לד"ר ברונשטיין לפני כמה חודשים מעמיתיו ביוון ובטורקיה, לשם פלשו הקיפודים – כנראה דרך תעלת סואץ. "בשנת 2006 נמצא בדרום טורקיה הקיפוד הראשון מהמין הזה בים התיכון. זו תופעה שאנחנו מכירים כפלישה ביולוגית, עם השלכות אקולוגיות נרחבות, שנפוצה מאוד במזרח הים התיכון ובמיוחד לאורך קו החוף של ישראל",מאז אנחנו עוקבים אחר הדינמיקה של פלישת המין בים התיכון", הוא אומר.

 

"בתוך יומיים קיפוד בריא הופך לשלד חסר רקמה". קיפוד ים שחור גוסס

 

ב-2016 הם גילו את הקיפוד הראשון בחופי ישראל – פרט בודד בחוף גורדון בתל אביב. לדבריו, במשך למעלה מעשור מאז הגילוי הראשון בטורקיה, האוכלוסיות בים התיכון נותרו קטנות ולרוב נסתרות, אך החל מ-2018 הגיעו הקיפודים בים התיכון למצב של גידול אקספוננציאלי או פיצוץ אוכלוסין – וביוון ובטורקיה נצפו אוכלוסיות ענק של אלפי ועשרות אלפי פרטים.

 

"אבל בזמן שאנחנו עובדים על מחקר שמסכם את פלישת הקיפודים בים התיכון, התחלנו לקבל דיווחים על תמותה פתאומית ונרחבת. לכאורה, אין רע בהכחדת מין פולש בים התיכון, אבל צריך לזכור שתי נקודות חשובות: ראשית, אנחנו לא יודעים עדיין איך התמותה והגורמים לה ישפיעו על מינים מקומיים בים התיכון. שנית, וחמור מכך, הקרבה הגיאוגרפית בין מזרח הים התיכון לים האדום עלולה לאפשר מעבר מהיר של הפתוגן לאוכלוסייה הטבעית בים האדום, מה שאכן קרה לצערי".

 

"האצות התרבו ללא בקרה, הסתירו לאלמוגים את אור השמש והשונית כולה עברה שינוי בלתי הפיך – משונית אלמוגים לשדות אצות"

 

אותו סיפור מצער במקום אחר בעולם

התמותה ההמונית הזכירה לחוקרים מאוניברסיטת תל אביב את אחד הסיפורים הידועים והחמורים בהיסטוריה של האקולוגיה הימית: סיפור היעלמותם של קיפודי הים מהקריביים. עד 1983, שונית האלמוגים בקריביים הייתה שונית טרופית משגשגת שדמתה במידה רבה לשונית האלמוגים במפרץ אילת. אלא שאז מחלה מסתורית מחקה את רוב אוכלוסיית קיפודי הים מהמין Diadema antillarum – קרובי משפחה של הקיפודים מאילת. כשהקיפודים נעלמו, האצות התרבו ללא בקרה, הסתירו לאלמוגים את אור השמש והשונית כולה עברה שינוי בלתי הפיך – משונית אלמוגים לשדות אצות״.

 

"בשנה שעברה המחלה שבה והתפרצה בקריביים, כשהיא הורגת את האוכלוסיות והפרטים ששרדו", מספר ד"ר ברונשטיין. "בניגוד לאירועי העבר, כיום יש בידינו את הכלים המדעיים והטכנולוגיים לפענח את הראיות הפורנזיות. קבוצת חוקרים מאוניברסיטת קורנל זיהתה בחודש שעבר את מחולל התמותה בקריביים: טפיל פתוגני ממשפחת הריסניות. הפתולוגיה שאנחנו מזהים בקיפודי הים שמתים ביוון ובטורקיה זהה לפתולוגיה של הקיפודים בקריביים, וזו גם הפתולוגיה של הקיפודים שמתים אצלנו בים האדום".

 

המחקר של ד"ר ברונשטיין הוא הראשון להצביע על תמותה המונית של מין פולש בים התיכון, והראשון להצביע על תמותה המונית בקרב קיפודי ים מהמין Diadema setosum – אחד ממיני קיפודי הים הנפוצים ביותר בעולם. את מחקריו פורצי הדרך חתם ד"ר ברונשטיין באזהרה לפיה המגפה שמתפרצת בימים אלו בים התיכון עלולה להתפשט גם לים האדום הסמוך, אזהרה שכאמור התממשה.

 

"צריך להבין את חומרת המצב: התמותה בים האדום מתקדמת במהירות מסחררת, והאזורים שנפגעו כבר מקיפים שטח רחב בהרבה ממה שאנחנו מכירים בים התיכון. ברקע יש עדיין נעלם גדול: מה קוטל את הקיפודים? האם מדובר בפתוגן הקריבי או בגורם חדש ולא מוכר? כך או כך, ברור לנו שהפתוגן נישא במים, ואנחנו צופים שתוך זמן קצר כלל אוכלוסיות הקיפודים הללו, הן בים התיכון והן בים האדום יחלו וימותו".

 

"חלון ההזדמנויות לשמר אוכלוסייה בריאה מהמין הזה באילת כבר נסגר. עלינו לפעול היום לביסוס גרעין רבייה ושימור פרטים בריאים מהים התיכון הישראלי, לפני שגם לשם תגיע המחלה"

 

לדעתו של ד"ר ברונשטיין, יש להקים עוד היום גרעין רבייה של קיפודי הים הללו, כדי שניתן יהיה במידת הצורך להשיב אותם לטבע בעתיד. "כמו עם הקורונה, אף אחד לא יודע בשלב הזה מה יהיה – האם המגפה הזאת תחלוף מעצמה? או שהיא תישאר כאן לעוד שנים רבות ותוביל לשינוי דרמטי בשונית האלמוגים? רק שבניגוד לקורונה, אין לנו את האפשרות לחסן את הקיפודים או לטפל בהם, ולכן עלינו להשקיע את כל המאמצים במניעה. חלון ההזדמנויות לשמר אוכלוסייה בריאה מהמין הזה באילת כבר נסגר לצערי. אם רוצים לבסס גרעין רבייה, עלינו לפעול היום ולשמר פרטים בריאים מהים התיכון הישראלי – לפני שגם לשם תגיע המחלה שמתקדמת מצפון. זו משימה מורכבת, שכן הפתוגן נישא במים ויהיה עלינו לבסס מערכת גידול שמנותקת לגמרי מהים, אך מדובר בצעד הכרחי אם ברצוננו להבטיח את שרידותו של המין הייחודי והקריטי הזה לעתידה של שונית האלמוגים".

 

ד"ר ברונשטיין וצוות המחקר

עטלף עירוני (צילום: יובל ברקאי)

מחקר

24.04.2023
גם עטלפים מאבדים את השמיעה אך התהליך קורה בצורה מתונה ביחס לסביבת החיים הרועשת

שתי תגליות מפתיעות: בניגוד להשערה הרווחת, עטלפים כן סובלים מירידה בשמיעה עם הגיל, אך ככל הנראה יש להם מנגנונים מפתיעים שמסייעים להם להאט את קצב איבוד השמיעה

  • מוח
  • סביבה וטבע
  • רפואה ומדעי החיים

תושבות ותושבי הערים הגדולות כבר רגילים לרעשי הכרך התעשייתיים, שנחשבים חלק בלתי נפרד מהחיים בעיר ונחשבים למזיקים לשמיעה. אבל מסתבר שיש מי שנהנה ממנגנונים המסייעים לו בהגנה מנזקי רעש, ואלו הם העטלפים: מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מפריך את הסברה של חוקרים רבים בקהילה המדעית, שלפיה עטלפים חסינים מפני אובדן שמיעה בגיל מבוגר (תופעה שמאפיינת יונקים רבים). במחקר הנוכחי, צוות החוקרים קובע כי איכות השמיעה של העטלפים אכן נפגעת, אך כיוון שהם חיים במושבות רועשות במיוחד, ייתכן שהם פיתחו יכולת להאט את אובדן השמיעה לעומת בני אדם ויונקים אחרים. אולי יש גם לנו נחמה בחיים לצד תחנות אוטובוס ואתרי בניינים מתחדשים?

 

"שמאלה בעץ הבא! אתה שומע אותי??"

בעבר, רווחה הסברה השגויה כי לאור חשיבותה של השמיעה למערכת הסונר של העטלפים הם שומרים על איכות שמיעה טובה שמאפשרת להם להתמצא במרחב, גם בגילאים מתקדמים. "אך למרות שהשמיעה בתדר גבוה מעניקה יתרון הישרדותי לבעלי חיים רבים, והיא חיונית להישרדותם של עטלפים - עד היום, אף מחקר לא בדק באופן שיטתי את השפעת הגיל על השמיעה אצל עטלפים" אומר פרופ' יוסי יובל, ממובילי המחקר.

 

המחקר נערך בהובלת תלמידת הדוקטורט, יפעת טרנובסקי מהמעבדה של פרופ' יוסי יובל, נוירו-אקולוג מבית הספר לזואולוגיה וראש בית הספר סגול למדעי המוח ובשיתוף דיקאנית הפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, פרופ' קרן אברהם וד"ר שחר טייבר מצוות המעבדה שלה. כמו כן השתתפו במחקר עמיתים מאוניברסיטת מרילנד. המחקר פורסם בכתב העת Life Science Alliance.

 

במסגרת המחקר, החוקרים העריכו תחילה במחקרם את גילם של 47 עטלפי פירות מצריים (Rousettus aegyptiacus), על ידי מדידת הצטברות מתילציות (תהליך שבו קבוצת מתיל מחליפה אטום מימן) של מולקולות ה-DNA של החיות. לאחר מכן, החוקרים בדקו את שמיעתם של העטלפים על ידי ניטור תגובות חשמליות במוחם לצלילים בתדר ובעוצמה משתנים. ההקלטות הראו ירידה ברורה בשמיעה, הקשורה בגילם של העטלפים, וכמו אצל בני אדם, הירידה בלטה במיוחד בתדרי צליל גבוהים יותר. כמו כן, שיעור אובדן השמיעה ביחס לגילם של העטלפים, היה דומה מאוד לשיעור הנצפה בבני אדם מזדקנים.

 

בדיקות נוספות הצביעו על כך שבדומה לבני אדם, עטלפים חווים ירידה בשמיעה הקשורה במבנה השבלול ובתפקודו, כמו גם ירידה במהירות העיבוד של עצב השמיעה. "סימפטום אחרון זה", מסבירה טרנובסקי, "עלול לפגוע בהבנת הדיבור בבני אדם, ועלול להקשות על השימוש בסונר בקרב עטלפים מבוגרים. עטלפי הפירות המצריים שחקרנו מסתמכים על הד כאשר הם מבצעים משימות שונות, אבל הם גם מסתמכים במידה רבה על ראייה כשמתאפשר להם. לכן יש לשחזר את הבדיקות שביצענו במחקר, הפעם בעטלפים עם ראייה ירודה, שעבורם איכון-הד הוא כמעט מנגנון ההתמצאות היחיד".

 

תגליות חדשות על תהליך איבוד השמיעה

כמו כן, החוקרים מעריכים כי אחד הגורמים האפשריים לאובדן השמיעה בקרב עטלפי הפירות המצריים הוא החשיפה המצטברת לרמות רעש גבוהות בסביבתם. כמו מיני עטלפים רבים אחרים, עטלפי פירות מצריים חיים במושבות גדולות ומשמיעים קריאות חברתיות תכופות ורועשות. טרנובסקי ועמיתיה הציבו מספר מיקרופונים בתוך מערת עטלפי הפירות וגילו כי הם נחשפים באופן תדיר ליותר מ-100 dB, עוצמה השווה לרעש של אופנוע או מסור חשמלי. למרבה ההפתעה, הרעשים החזקים ביותר היו בתדרים נמוכים, ואילו הבדיקות שנערכו הראו כי אובדן השמיעה מתבטא בעיקר בתדרים גבוהים.

 

"השילוב בין רמות הרעש הגבוהות מאוד שאליהן נחשפים עטלפי פירות לבין הקצב המתון (בדומה לבני אדם) של אובדן שמיעה הקשור בגיל, מצביע על כך שלעטלפים עשויות להיות התאמות מיוחדות להתמודדות עם סביבתם הרועשת", מסכם פרופ' יובל. החוקרים מקווים כי הבנת ההתאמות הללו תוכל לספק תובנות באשר למנגנוני אובדן השמיעה הקשור בגיל בקרב בני אדם.

 

פרופ' יוסי יובל ושני חברים מכונפים

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 >>