מחקר חדש חושף: דיג יתר ולחצים אנושיים אחרים גורמים לפגיעה קשה בשמורות ימיות רבות בעולם

מחקר
מחקר חדש חושף: דיג יתר ולחצים אנושיים אחרים גורמים לפגיעה קשה בשמורות ימיות רבות בעולם
שמורות טבע ימיות נועדו להגן על המערכות האקולוגיות באוקיאנוסים והן מסייעות לשיקום אוכלוסיות דגים וחסרי חוליות ימיים, שמספרן הולך וקטן עקב דיג יתר. היעילות של שמורות טבע ימיות מוכחת באלפי מחקרים ברחבי העולם. יחד עם זאת, רוב המחקרים דוגמים רק את "פנים" ו"חוץ" השמורה, וקיימים עדיין פערי ידע לגבי מה מתרחש במרחב שבין לב השמורות לאזורים הפתוחים לדיג שסביבן.
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב חושף פגיעה אקולוגית משמעותית בשמורות טבע ימיות רבות ברחבי העולם. ממצאי המחקר מצביעים על "אפקט שוליים" חזק בשמורות הימיות, כלומר ירידה חדה בשיעור של 60% באוכלוסיית הדגים שחיים בקצוות של השמורה (עד למרחק של 1.5-1 ק"מ בתוך השמורה) ביחס לאזורי הליבה. "אפקט השוליים" גורם למעשה להקטנה משמעותית בגודל האפקטיבי של השמורה והוא נובע בעיקרו מלחצים אנושיים ובראשם דיג יתר על גבולות השמורה.
המחקר נערך ע"י שרה אוחיון, תלמידת דוקטורט במעבדתו של פרופ' יוני בלמקר, בבית הספר לזואולוגיה, הפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' ווייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Nature Ecology & Evolution.
אוחיון מסבירה שכאשר שמורה ימית מגיעה לשיא תפקודה, הציפייה היא שהתאוששות האוכלוסיות הימיות בשמורה תוביל ל"זליגה" (spillover), תהליך שבו דגים וחסרי חוליות ימיים ינדדו אל מחוץ לגבולות השמורה בחיפוש אחר בתי גידול חדשים. בכך השמורות יכולות לתרום לא רק לשמירת הטבע הימי אלא גם לחידוש אוכלוסיות דגים מחוץ לשמורה שהתדלדלו כתוצאה מדיג יתר.
על מנת לקבל תשובה לשאלה מהו הדפוס המרחבי הדומיננטי של אוכלוסיות ימיות מתוך השמורות לשטחים הפתוחים לדיג שסביבן, החוקרים ערכו מחקר מטא-אנליזה שכלל נתונים מרחביים של אוכלוסיות ימיות מעשרות שמורות ימיות, הממוקמות באזורים שונים באוקיינוסים.
"כשראיתי את תוצאות המודל המרחבי הבנתי מיד שאנחנו מסתכלים על דפוס של אפקט שוליים", מדגישה אוחיון. "אפקט שוליים הוא תופעה ידועה ונחקרת מאוד בשמורות טבע יבשתיות, אך באופן מפתיע היא טרם נחקרה באופן אמפירי בשמורות ימיות. מדובר בתופעה שנוצרת כאשר סביב השמורה ישנן הפרעות ולחצים אנושיים - דוגמת ציד/דיג, זיהום רעש או אור, אשר גורמים לירידה בגודל האוכלוסיות הטבעיות בתוך השמורה באזורים הסמוכים לגבול."
על מנת להבין את ההשלכות הגלובליות של המחקר השתמשו החוקרים במאגר הנתונים MPAtlas, שבו מתועדות מרבית השמורות הימיות בעולם. החוקרים מצאו כי 40% מכלל שמורות האל-געת בעולם (אסורות כליל בפעילות דיג) קטנות מ-1 קמ"ר, כלומר סביר להניח שהם חוות אפקט שוליים בכל שטחן. בסך הכל, 64% מכלל שמורות האל-געת בעולם קטנות מ-10 קמ"ר ועשוית לקיים רק כמחצית (45-56%) מגודל האוכלוסייה הצפוי בשטחן ללא אפקט שוליים. ממצאים אלה מצביעים כי יעילותן הגלובלית של שמורות האל-געת הימיות נמוכה באופן משמעותי ממה שהיה מקובל לחשוב עד כה.
חשוב להדגיש כי הדפוס של אפקט שוליים לא מבטל כליל את האפשרות לזליגת דגים, וסביר בהחלט שדייגים עדיין נהנים מדגים גדולים שיוצאים מהשמורות. ריכוז מאמץ דיג על גבולות השמורה הוא העדות לכך. יחד עם זאת אפקט השוליים מבהיר לנו שאוכלוסיות ימיות הסמוכות לגבול השמורה מתדלדלות בקצב מהיר מזה של התאוששות האוכלוסיות סביב השמורה.
מממצאי המחקר עולה בנוסף כי באותן שמורות ימיות שבהן יש אזורי חיץ סביבן (buffer zone), לא נרשמו דפוסים של אפקט שוליים, אלא על דפוס של זליגת דגים אל מחוץ לשמירה. בנוסף, בשמורות שבהן קיימת אכיפה איכותית, נצפה אפקט שוליים מצומצם יותר. "ממצאים אלה מעודדים, כיוון שמשמעותם היא שעל-ידי יישום אזורי חיץ, ניהול פעילות הדיג סביב השמורה והגברת האכיפה, אנו יכולים להגביר את היעילות של השמורות הימיות הקיימות, וקרוב לוודאי גם להגדיל את היתרונות שהן יכולות לספק דרך זליגת דגים", מוסיפה אוחיון. "בעת תכנון שמורות ימיות חדשות, מעבר להחלת אזורי חיץ מנוהלים, אנו ממליצים שאזור האל-געת המיועד להגנה יהיה בשטח של לפחות 10 קמ"ר ושצורת השמורה תהיה עגולה ככל האפשר. אמצעים אלה יצמצמו את אפקט השוליים בשמורות. ממצאי המחקר שלנו מספקים הנחיות מעשיות לשיפור התכנון והניהול של שמורות טבע ימיות, על מנת שנוכל לעשות עבודה טובה יותר בהגנה על האוקיינוסים שלנו".
מחקר
בנות הזוג של אלכוהוליסטים סובלות מנדודי שינה, מדיכאון ומחרדות, חשות נבגדות ונוטשות את הבית
במחקר ראשון מסוגו, חושפים חוקרים באוניברסיטת תל אביב את הטראומה, החרדות והקשיים שעימם מתמודדות מדי יום בנות זוגם של מכורים לאלכוהוליזם: תחושות של דכאון, נדודי שינה, החשש מתגובות אלימות מילולית ופיזית, תחושת הנבגדות מהנפילה החוזרת ונשנית לטיפה המרה, קשיים בתפקוד היומיומי והאילוץ להישען על טיפולים נפשיים, החרדות מהקשיים בהתמודדות עם ניהול משפחה ונטישת הבית לתקופות קצובות. לטענת החוקרים, אף על פי שמדובר בתסמיני טראומה לכל דבר, בנות הזוג מתארות שהן נתפשות כגורם משני בתוך המערכת המשפחתית ואינן זוכות לסיוע או לטיפול שלו הן ראויות.
לדברי החוקרים, המחקר נוגע בתופעה שעולם המחקר כמעט ולא בחן מעולם - חווית הישנות השימוש ("נפילה" – חזרה לשימוש לאחר תקופת התנזרות) של גברים וצריכת אלכוהול לאחר גמילה, אך מנקודת מבטן של בנות זוגם. מהמחקר עולה כי הנשים לא רואות בהישנות כאירוע יוצא דופן, אלא כאפיזודה שנבלעת בתוך חווית חיים מתמשכת ומורכבת אשר פוגעת לא באלכוהוליסט עצמו אלא גם מקשה מאוד על התפקוד של האשה והילדים. מניתוח הממצאים ניתן להסיק כי חוויותיהן של הנשים דומות לאלה שסובלים מהפרעת דחק פוסט טראומטית.
המחקר נערך על ידי רותם יצחקי, בהנחייתה של ד''ר בל גבריאל פריד, ובשיתוף עם ד"ר אופיר לוי מבית הספר לעבודה סוציאלית ע''ש בוב שאפל באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת Journal of Psychiatric and Mental Health Nursing. עורכי המחקר מסבירים כי על פי המקובל בספרות המקצועית, למעלה מ-70% מהלוקים בהפרעה שפונים לטיפול בגמילה, נופלים חזרה לצריכת אלכוהול לאחר תהליך שיקום, מה שהופך את תופעת ההתמכרות למאבק מתיש ובלתי נגמר.
המחקר התבצע באופן איכותני ובמסגרתו נערכו ראיונות עומק עם 12 נשים שנמצאות או שהיו בקשר זוגי עם גברים עם הפרעת שימוש באלכוהול, והן אותרו במרכזי גמילה שונים ברחבי הארץ שבהם טופלו בני זוגן. במסגרת ראיונות העומק, הנשים תיארו את חייהן כתנועה מתמדת שבין קרבה לריחוק מחווית החיים לצד בן זוג עם הפרעת שימוש באלכוהול. תנועה זו באה לידי ביטוי בשלושת הרעיונות המרכזיים שזוהו בראיונות שבוצעו: בין חוסר ידיעה לידיעה על הפרעת השימוש באלכוהול, בין התנגדות רגשית לקבלה ובין אקטיביות לפסיביות.
כך למשל, אחת הנשים שיתפה את החוקרים באירוע הראשון שבו התפכחה והבינה כי בעלה מתמודד עם בעיית שתייה: "באותו לילה הוא שתה, צעק עליי.. ממש הרג אותי בצעקות. ואני לא עונה לו. והילדים רואים את זה... והוא כבר שותה, ובמקביל מאותו ערב התחילו גם חרדות, והרגשתי קשיים בתפקוד היומיומי.. הכול התהפך... התחיל לשתות לי מול הפנים... מכאן אין לאן לרדת. לא מבחינת הכמויות ולא מבחינת כל הרע שיש ביננו."
אשה אחרת סיפרה: "הייתי נופלת. האכזבות, לא הייתי ישנה בלילות... הייתי מרגישה בגידה לכל דבר. לכל דבר. כאילו מה אפשר לעשות? את עושה מעל ומעבר ופתאום אין.. כאילו מה עוד אפשר לעשות... נקרא לזה בגידה במלוא מובן המילה, אתה שוב פעם בוגד ואני נותנת למענך ואתה שוב פעם חוזר (לשתייה)".
במקרה נוסף האשה עזבה את הבית ועברה לגור במשך חודש אצל הוריה: "בהתחלה חשבתי שאני יכולה לעזור לו. אבל לא יכולתי לעשות כלום.. אחרי שהייתי נשברת כבר הייתה לי ממש אפתיה. ממש אפתיה....שום דבר לא יכול לעזור לו.. אם בשלבים הראשונים ניסיתי.. כבר ידעתי שתהיה נפילה, ולא אוכל לעצור אותה כמה שלא אעשה. מה שלא עשיתי בהתחלה, לא הצלחתי, אז הייתי הולכת מהבית לפעמים... הייתי חודש אצל אימא שלי".
ד''ר גבריאל פריד טוענת כי חשוב להפנים את ממצאי המחקר כדי שבעתיד נשים שגם נמצאות בחוויית חיים כל כך קשה יזכו לתמיכה נכונה ומדויקת עבורן: "אנחנו צריכים להפנים ולהכיר בכך שבנות זוגם של המכורים חוות טראומה של ממש שפוגעת בתפקוד שלהן וכמובן פוגע גם בילדים, ולצערנו הרב הן לא מקבלות את הטיפול המדוייק מגורמי טיפול. ברוב המקרים, מרבית הסיוע במקרה של בני זוג אלכוהוליסטים הייתה תחת הרעיון 'איך האישה מתמודדת עם ההפרעה, אבל כדי לעזור לבן הזוג שלה'.
"גם בחברה קיימת תפיסה מעוותת כי ההתמכרות של בן הזוג במובנים מסוימים נותנת לאישה להרגיש במקום חשוב, שזקוקים לה, וזה אמור להעלות לה את ערך העצמי - בן הזוג מכור, והיא מכורה אליו ולמצב שלו. את התפיסה הזאת שמתייגת את הנשים, צריך למחוק כי הן לא צריכות לחוש שום אשמה על הסיטואציה הקשה שהן מתמודדות איתה," מסכמת ד"ר פריד.-
מחקר
בחפירות של רשות העתיקות בגן הלאומי עיר דוד התגלה שלד של חזיר קטן בתוך הריסות מבנה מימי בית ראשון
מחקר משותף של חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומרשות העתיקות חשף ממצאים מרתקים, ששופכים אור על מנהגי האכילה של תושבי ירושלים המקראית, היא עיר דוד. במסגרת חפירות ארכיאולוגיות, שמתנהלות בגן הלאומי עיר דוד, התגלו שרידים המעידים על אירוע של חורבן מבנה וקריסתו, תוך שהוא קובר תחתיו את כלל תכולתו. בין היתר, התגלה במקום שלד שלם של חזרזיר. לדברי החוקרים, ממצא זה מתקשר להשערה כי חלק מתושבי ירושלים בימי בית המקדש הראשון אכל גם בשר חיות לא כשרות, בהן חזיר, שלימים הפך לסמל המאכלים הטמאים ביהדות.
את שלד החזיר הצעיר, בן פחות משבעה חודשים, גילתה ד"ר לידר ספיר-חן מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום ע"ש יעקב מ. אלקוב וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט. החזיר התגלה כשהוא שלם ובמצב עמידה, כאשר הוא לכוד בין כלי חרס בגדלים שונים, המתוארכים למאה השמינית לפני הספירה, ששימשו לאגירה. נראה שהחזרזיר מצא את מותו תחת קירות האבן של המבנה שקרסו עליו, מבלי יכולת להימלט. לידו בחדר היו עצמות של בעלי חיים נוספים כגון כבשים, עיזים, בקר, עופות ודגים. לדבריה של ד"ר ספיר-חן, המגוון וגילאי בעלי החיים הנוספים מעידים על כך שדיירי הבית השתייכו למעמד הגבוה.
"גילוי שלד החזיר שופך אור חדש על מנהגי האכילה והתזונה של תושבי ירושלים בימי ממלכת יהודה לפני יותר מ-2,700 שנה", אומרת ד"ר ספיר-חן. "תזונה זו הייתה מגוונת, וכללה גם בשר חזיר בהיקף נמוך. ממצא זה מצטרף לממצאים נוספים שהתגלו בחפירות של השנים האחרונות בעיר דוד ובאתרים אחרים בממלכת יהודה, מהם עולה שצריכת בשר חזיר מעטה (בדרך כלל פחות משני אחוזים מכלל המכלול), התקיימה באתרים בירושלים ובסביבתה בתקופת הברזל". ממצאי המחקר של ד"ר לידר ספיר-חן ושל ד"ר ג'ו עוזיאל ואורטל כלף מרשות העתיקות פורסמו לאחרונה בכתב העת Near Eastern Archaeology.
לא ידע מה נפל עליו. ארכיאולוג רשות העתיקות, אוסקר בחרנו, מחזיק את גולגולת החזיר (צילום: ג'ו עוזיאל, רשות העתיקות)
"הממצאים שנתגלו בסמוך לחזיר, מעידים כי במבנה שהו יהודאים (בני ממלכת יהודה), ולא זרים", אומרים ד"ר ג'ו עוזיאל ואורטל כלף, מנהלי החפירה מטעם רשות העתיקות. "בין השאר, גילינו בחפירה בולות (פיסות טין שחתמו מסמכים), שעליהן שמות יהודאיים בכתב עברי קדום, למשל חנניהו ועשיהו. גילוי שלד החזרזיר מהווה עדות ארכיאולוגית נדירה, המוסיפה ידע משמעותי ורב חשיבות בכל הקשור לשאלות הקשורות במורכבות הדתית והחברתית של החברה שהתקיימה בירושלים של סוף ימי בית ראשון".
"הממצא הארכיאולוגי מהשנים האחרונות בחפירות עיר דוד מלמד כי חלק מתושבי העיר, כמו גם חלק מתושבי יהודה בתקופת בית ראשון, לא הקפידו באופן מלא על האיסורים המקראיים, ובכלל זה על איסור צריכת מזון שאיננו כשר. כך למשל, כפי שעלה רק לאחרונה ממחקר עצמות הדגים מחפירות עיר דוד, מתברר שתושבי ירושלים בתקופה זו צרכו בין היתר גם דגים שאינם כשרים, כגון שפמנונים. גילוי שלד החזרזיר משלים את התמונה ופותח מחדש את הדיון לגבי מנהגי האכילה של תושבי ירושלים בתקופת המקרא, בעיקר בכל הנוגע להקפדה על מצוות הכשרות", הם מסכמים.
"החפירות הארכיאולוגיות שרשות העתיקות מנהלת בעיר דוד מזה כעשרים שנה, מהוות למעשה את המקור הארכיאולוגי החשוב ביותר לחקר חיי היום-יום בתקופת המקרא, והנתונים העולים מהן מהווים בסיס מחקרי רב חשיבות לדיון אקדמי ובחינה של סוגיות רבות ומגוונות אחרות, כולל כאלו שבעבר לא ניתן היה לעמוד עליהן. כעת, עם השתכללות שיטות המחקר, עולים מן האדמה נתונים חדשים והם נבחנים על ידי מומחים שונים. בין היתר, נבדקים גם נתונים הקשורים למנהגי האכילה של תושבי ירושלים המקראית", מסכם ד"ר יובל ברוך, ראש מנהל ארכיאולוגיה ברשות העתיקות.
מחקר
עטלפות ועטלפי העיר חקרניים יותר, נהנים משפע המזון העירוני ומבקרים במגוון רב יותר של עצים מדי לילה לעומת עטלפי הכפר
מחקר חדש של חוקרות וחוקרים מאוניברסיטת תל אביב מצא כי בדומה לתל אביביות ולתל אביבים שחיים בעיר ונהנים משפע קולינרי עשיר - כך גם עטלפי העיר, שמבקרים מדי לילה במגוון עצי פרי וטועמים מכמה שיותר סוגי מזון. זאת לעומת עטלפי הכפר, שמעדיפים לצמצם את הבילוי שלהם לעץ אחד או שניים וליהנות מפרותיהם בלבד. ויש גם כאלה שממש כמו אצלנו, מגיעים העירה מהפרוורים רק כדי לפתוח שולחן, ואחרי הארוחה חוזרים לישון בשקט בבית.
למרות התגברות תהליך האורבניזציה שדוחק את רגליהם של בעלי חיים רבים ומרחיק אותם מהעיר, ישנם כאלה שמשגשגים דווקא בין האוטובוסים, גורדי השחקים וגינות המשחקים, בהם גם עטלפי הפירות. עטלפים אלו, בדומה לבני אדם, חיים במגוון סביבות מחיה.
הסביבה העירונית שונה מהותית מזו הכפרית מבחינת מגוון ונגישות המזון. למרות שבעיר מגוון העצים ביחידת שטח גדול יותר, העטלפים צריכים להתמודד עם אתגרים רבים, כמו תמרון תעופה בין בניינים והישמרות מפני בני אדם ובעלי חיים נוספים. זאת לעומת האזור הכפרי, שבו אמנם העצים מרוכזים לרוב במטעים ובפרדסים, ללא מחסומים וסכנות, אך הוא מציע מגוון מצומצם יותר, היות ולרוב מדובר בעצים אותו הסוג.
בגלל השוני הסביבתי המהותי בפיזור ובמגוון עצי הפרי שבין העיר לכפר, אופי התנועה של העטלפים בעת חיפוש עצי המזון באזורים אלו משתנה, וזה מה שעניין את צוות החוקרים בהובלת תלמידת המחקר קטיה אגרט-ברג, בהנחיית פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח, חבר בית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט.
החוקרים עקבו בעזרת מכשירי GPS זעירים אחרי עטלפים עירוניים וכפריים, כדי לבדוק האם אופי התנועה שלהם בזמן חיפוש המזון מושפע מסביבת המגורים שלהם או מהסביבה שבה הם מחפשים מזון.
החוקרים מצאו כי כאשר עטלפי פירות ניזונים בעיר הם הרבה יותר חקרניים, נהנים מהשפע העירוני, מבקרים במגוון עצי פרי בכל לילה ורוצים לטעום מכמה שיותר מזונות מגוונים. לעומתם, עטלפי הכפר מתמקדים בכל לילה בעץ פרי יחיד או שניים בלבד. "ראינו שבעוד שבכפר 8 עצים בערך מהווים כ-70% מהתזונה של העטלף, בעיר מדובר ביותר מפי 2 (כ-17 עצים). מכיוון שהעטלפים נראים כמי שבוחרים את העצים אותם הם מבקרים, אנו משערים שמגוון המזון מייצג גם את איכות הדיאטה שלהם", מסבירה קטיה אגרט-ברג, שהובילה את המחקר.
בנוסף, מצאו החוקרים כי בקרב קבוצת עטלפי הכפר הלנים באזורים כפריים היו רבים שיצאו מדי לילה לעיר כדי לחפש מזון, ובתום הארוחה חזרו ללון בכפר. עטלפים אלו הציגו בזמן שהותם בעיר אופי תעופה זהה לזה של העטלפים שחיים בעיר לאורך כל שעות היממה. "היה מעניין לראות שהעטלפים, ממש כמו אנשי פרוורים, יודעים להחליט ולעשות מה שמתאים להם", מספרת קטיה. "מצד שני, נתקלנו גם במקרים שבהם עטלפי עיר יצאו לאכול בכפר. זה קרה כאשר המטעים הציעו פירות איכותיים, כמו אפרסמון למשל". המחקר החדש פורסם לאחרונה בכתב העתBMC Biology .
על פי ממצאי המחקר מעריכים החוקרים כי גם עטלפים אשר חיים כל חייהם בסביבה כפרית יוכלו להתמצא בסביבה אורבנית ומתועשת, בזכות הגמישות שבה ניחנו. לטענתם, יש מיני בעלי חיים שיכולת ההתמצאות שלהם בסביבה חדשה ובלתי מוכרת היא נרכשת. מינים כאלה, בהם למשל עטלפי הפירות, יצליחו במקרים רבים להסתגל לחיים באזורים עירוניים.
"כיצד בעלי חיים מתמודדים עם אורבניזציה היא אחת השאלות המרכזיות והחשובות במחקר האקולוגי כיום, אומר פרופ' יובל ומסכם "השטח העירוני מתאפיין בקיטוע רב ויש לנו כיום הבנה מועטה בלבד כיצד בעלי החיים, במיוחד בעלי חיים קטנים כמו העטלפים, נעים ואף עפים בשטח כזה. הבנת אופן ההסתגלות של בעלי החיים לשטחים העירוניים יכולה לעזור לנו במאמצי השימור שלהם."
מחקר
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו חומר חדשני שמגיב בשלל צורות ותבניות בכל פעם שמופעלים עליו מאמצים חיצוניים
לרוב, נהוג לאפיין תכונות מכניות של חומר על ידי הפעלת מאמצי לחיצה ומשיכה על קצותיו. חומרים פשוטים, המוכרים לנו מחיי היומיום, נוטים להגיב באותה הצורה עבור עומס חיצוני נתון.
ד"ר קארל מריגן, פוסט-דוקטורנט בקבוצתו של פרופ' יאיר שוקף מבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב, מציע מטא-חומר חדשני ששובר את התבנית הזו. במחקרם, שפורסם לאחרונה בכתב העת Physical Review Research, מציעים מריגן ושוקף חומר העשוי מרכיבים בעלי תכונות מכניות שונות: שילובם לכדי סריג מחזורי מניב חומר המסוגל להראות תגובות מכניות שונות ומגוונות, בתגובה לאותו הדרבון בדיוק.
לדברי מריגן ושוקף, מטא-חומר זה, שדומה לקרח, "עשוי להוות צעד נוסף בדרך לפיתוח חומרים חדשניים שזוכרים את ההיסטוריה של המאמצים המחזוריים הקודמים שהופעלו עליהם".
מטא-חומר הוא מבנה מלאכותי שמורכב מצורה שחוזרת על עצמה, בדומה לחומר טבעי שמורכב מאטומים שמסודרים בצורה מחזורית בגביש. סידור הנדסי מסוים של תאי היחידה החוזרים על עצמם במטא-חומר מעניק לחומר תכונות ייחודיות שאינן קיימות בחומר הטבעי. רק לאחרונה גילו חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, בהם פרופ' שוקף עצמו, מטא-חומר חדש אשר שובר את מגבלות החוק השלישי של ניוטון.
סריגים וגבישים מחזוריים בטבע מחולקים לעצמים בסיסיים הנקראים תאי יחידה, ממש כפי שגוף האדם מחולק לתאים. לכל תא יחידה במטא-חומר זה יש שני עיוותים אפשריים הממזערים את האנרגיה המכנית. עקב כך, אזורים שונים בחומר יכולים להימצא באחד משני מצבים יציבים מכנית, בדומה לאזורים עם קיטובים הפוכים במגנט.
דפוס הדרבון בקצות החומר מביא לבחירה של מופע מכני מועדף על פני מקטע מסוים. מאחר שכל אזור יכול להימצא במופע אחר, ניתן כך לכוון את הצורה של החלוקה הפנימית למופעים. החלוקה הפנימית הזו היא שמאפשרת עושר עצום של דפוסי תגובה, והמערכת יכולה להיקלע למצבים עמידים שונים כאשר הכוח החיצוני המופעל על הקצוות משתנה בצורה מחזורית בזמן.
כך, למערכת גמישות רבה ופוטנציאל לתכנות: ניתן לכוון את התגובות על ידי שינוי המספר והפילוג של מקטעי הלחיצה על שפת החומר, ניתן ללחוץ על מערכות בצורות שונות ועם סימטריות שונות, וניתן ללחוץ על מקטעים שונים במופעים שונים ובעוצמות שונות.
"אנו מאוד שמחים ונרגשים מהתוצאות", אומר פרופ' שוקף, "ומקווים כי זו רק תחנת ביניים לקראת פריצות דרך משמעותיות עוד יותר בתחום המטא-חומרים, שהוא מדע עולה ופורח".
מחקר
עוד עולה מהמחקר כי לצעירים יש ריכוז נוגדנים גבוה יותר ולאורך זמן לעומת מחוסנים מבוגרים
במחקר משותף של אוניברסיטת תל אביב והמרכז הרפואי שמיר (אסף הרופא) החוקרים בדקו את רמת הנוגדנים במעל ל-26 אלף דגימות של מחלימים, מחוסנים ולא מחוסנים מקוביד-19. התוצאות הסרולוגיות מראות שרמת הנוגדנים משתנה בהתאם לקבוצת גיל, מגדר, סימפטומים וזמן אחרי חיסון.
לרוב בקרב צעירים ריכוז גבוה של נוגדנים הוא תוצאה של תגובה חיסונית חזקה ואצל מבוגרים זה דווקא סימן לתגובת-יתר של מערכת החיסון ומשויכת למקרי מחלה קשים יותר.
את המחקר ערכו הצוותים של פרופ' נועם שומרון, ראש מעבדת מחקר בגנומיקה חישובית בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב, וד"ר עדינה בר חיים, מהמרכז הרפואי שמיר. אספה את הנתונים ד"ר רמזיה אבו חאמד מבית החולים אסף הרופא, ואת האנליזה ביצע גיא שפירא – דוקטורנט במעבדה של פרופ' שומרון.
הממצאים העיקריים מראים שהתגובה החיסונית של מחוסנים בשתי מנות חיסון, חזקה בהרבה מהתגובה של המחלימים. כלומר, ריכוז הנוגדנים בדם גבוה משמעותית אצל המחוסנים לעומת ריכוז הנוגדנים בדם אצל המחלימים, כמעט פי 4.
יש הבדל בין נשים לגברים מחוסנים, בריכוז הנוגדנים בדם ביחס לגיל ומגדר. אצל נשים, ריכוז הנוגדנים מתחיל לעלות מגיל 51 ומעלה, והוא גבוה יותר יחסית לריכוז הנוגדנים אצל גברים בגילאים אלו. יתכן ותופעה זו קשורה לירידה בהורמון האסטרוגן, הנצפית באזור גיל זה ומשפיעה על מערכת החיסון. אצל גברים, רואים עליה בריכוז הנוגדנים בגיל מוקדם יותר לעומת הנשים, החל מגיל 35. יתכן וזה קשור לשינויים ברמות ההורמון הגברי – טסטוסטרון והשפעתו על מערכת החיסון.
באופן כללי, לצעירים יש ריכוז נוגדנים גבוה יותר ולאורך זמן לעומת מחוסנים מבוגרים. יש ירידה של עשרות אחוזים לאורך הזמן בין הגילאים הצעירים לגילאים המאוד מבוגרים.
לסיכום, צריך מחקרים נוספים על מנת להבין לעומק את תגובת מערכת החיסון לקוביד-19, להחלמה ולחיסונים. החוקרים מקווים כי יוכלו בעתיד לספק מדד לגבי חוזק החיסון בהתאמה לגיל, מגדר וסימפטומים.
מחקר
כוכב שסיים את חייו בגלקסיה רחוקה והתפוצץ בעוצמה רבה פתר תעלומה אסטרונומית מהמאה ה-11
מחקר חדש בהשתתפות חוקר מאוניברסיטת תל אביב גילה סופרנובה מסוג חדש - סופרנובת לכידת אלקטרונים (Electron Capture Supernova). סופרנובות מסוג זה נחזו באופן תיאורטי לפני כ-40 שנה, אך עד כה לא נצפה מקרה משכנע של אחת כזו ביקום. התגלית גם שופכת אור על תעלומת סופרנובה משנת 1054, שנצפתה על ידי אסטרונומים מהתקופה ושרידיה מופיעים כיום כערפילית העקרב.
מהי סופרנובה? זהו פיצוץ של כוכב, שמתרחש בעקבות הפרת האיזון שקיים בכוכבים במהלך חייהם בין שני כוחות מנוגדים. כוח המשיכה מנסה לכווץ כל כוכב. השמש שלנו, למשל, מחזיקה מעמד נגד כיווץ כזה בזכות קיומה של בעירה גרעינית בליבה שלה, אשר מייצרת לחץ שמתנגד לכוח המשיכה. כל עוד יש בעירה גרעינית, כוח המשיכה לא יצליח לגרום לכוכב לקרוס. אולם, בסופו של דבר, הבעירה הגרעינית מסתיימת, ממש כמו שהדלק ברכב אוזל, והכוכב קורס. עבור כוכבים כמו השמש, הליבה שקרסה נקראת ננס לבן, שהיא ליבה דחוסה שנותרת כאשר כוכב הכבד עד פי 8 מהשמש מסיים את חייו. החומר הוא כה דחוס, עד שכוחות קוונטיים בין האלקטרונים מונעים קריסה נוספת שלו.
סופרנובות לכידת אלקטרונים נוצרות מהפיצוצים של כוכבים הכבדים פי 8-9 מהשמש. עבור כוכבים כאלה, הכוחות הקוונטיים לא מספיקים לעצור את הדחיסה, והליבה ממשיכה לקרוס עד היווצרותם של כוכב נויטרונים או חור שחור, בתהליך שמלווה בליווי פיצוץ ענק.
במהלך העשורים האחרונים, אסטרופיזיקאים גיבשו תחזיות לאופן שבו אמור להראות פיצוץ שנוצר כתוצאה מלכידת אלקטרונים בליבת כוכב שקורס. הכוכב אמור לאבד חומר בעל הרכב כימי מסוים בשנים שלפני קריסתו, והפיצוץ עצמו אמור להיות חלש יחסית, לייצר מעט נשורת גרעינית, ולפזר יסודות עתירי נויטרונים.
במחקר חדש בהשתתפותו של ד"ר יאיר הרכבי מהפקולטה למדעים מדויקים ע"ש סאקלר, מוצגת הסופרנובה SN2018zd, שהתגלתה בשנת 2018 על ידי האסטרונום החובב קואיצ׳י איטאגאקי מיפן. לסופרנובה הזו, הממוקמת בגלקסיה NGC 2146, יש בדיוק את כל התכונות המצופות מסופרנובת לכידת אלקטרונים, אשר לא נצפו עד כה באף סופרנובה אחרת. כמו כן, מאחר שסופרנובה זו קרובה אלינו יחסית - רק כ-31 מיליון שנות אור מאיתנו - הצליחו החוקרים לזהות את הכוכב כפי שנראה לפני הפיצוץ, בתמונות ארכיון שצולמו ע״י טלסקופ החלל האבל. המחקר התפרסם בכתב העת היוקרתי Nature Astronomy.
בעוד סופרנובות אחרות שהתגלו בעבר הציגו רק חלק מהתכונות המצופות מסופרנובת לכידת אלקטרונים, SN2018zd מציגה את כל שש התכונות המתאימות:
"בהתחלה תהינו מהי הסופרנובה המוזרה הזו", אומר דאיצ׳י היראמטסו מאוניברסיטת סנטה ברברה בקליפורניה, שהוביל את המחקר. ״לאט לאט הבנו שאפשר להסביר את כל התכונות של הסופרנובות באמצעות תרחיש לכידת האלקטרונים״.
התגלית שופכת אור גם על אחת הסופרנובות המפורסמות ביותר מהעבר. בשנת 1054, התפוצץ כוכב בגלקסיה שלנו, גלקסיית שביל החלב. לפי רישומים סיניים מאותה התקופה, הפיצוץ היה כה בהיר עד כי נראה במשך היום, ובלילה הטיל צל. השאריות של אותה סופרנובה, הקרויות כיום "ערפילית העקרב", נחקרו לעומק ונמצאו כבעלות הרכב לא שגרתי. ההשערה הייתה כי אותה סופרנובה נבעה מלכידת אלקטרונים, אך מכיוון שהיא התרחשה לפני קרוב ל-1000 שנה, לא ניתן היה להוכיח זאת. כעת, עם הגילוי של SN2018zd, מתחזקת ההשערה שגם הסופרנובה של שנת 1054 אכן הייתה מסוג לכידת אלקטרונים.
"זה מדהים שבאמצעות כלים מודרניים אנחנו שופכים אור גם על אירועים היסטוריים ביקום", אומר ד"ר הרכבי. "כיום, עם טלסקופים רובוטיים שסורקים את השמים ביעילות חסרת תקדים, אנחנו יכולים לגלות עוד ועוד תופעות נדירות אך קריטיות להבנת חוקי הטבע, מבלי שנצטרך לחכות עוד 1000 שנה בין אירוע אחד לשני".
ד"ר הרכבי הוא חבר בפרויקט הסופרנובה העולמי ועושה שימוש ברשת הטלסקופים לאס קומברס, כדי לחקור תופעות משתנות ונדירות כמו סופרנובות, מיזוגי כוכבי נויטרונים, וקריעה של כוכבים על ידי חורים שחורים.
ד"ר יאיר הרכבי (צילום: ישראל הדרי)
מחקר
טכנולוגיה ראשונה מסוגה משחזרת את תחושת המגע בעצבים שנפגעו בעקבות קטיעה או פציעה
בשנים האחרונות תחום הנוירו-תותבים מבטיח לשפר את חייהם של אלה שאיבדו את התחושה על ידי השתלת חיישנים במקום העצבים הפגועים. אלא שלטכנולוגיה הקיימת מספר חסרונות משמעותיים, כמו ייצור ושימוש מורכבים וכן צורך במקור כוח חיצוני כמו סוללה. כעת, חוקרים מאוניברסיטת תל אביב השתמשו בטכנולוגיה חדישה בשם ננו-גנרטור טריבו-אלקטרי (Nanogenerator triboelectric או TENG), כדי להנדס ולבדוק על חיות מודל חיישן זעיר שמחזיר את התחושה באמצעות זרם חשמלי, שמגיע ישירות מעצב בריא וללא צורך בהשתלה מורכבת או בהטענה.
הטכנולוגיה שנוסתה על חיות מודל בהצלחה רבה כוללת חיישן זעיר שמושתל בעצב של האיבר הפגוע, למשל באצבע, והוא מחובר ישירות לעצב תקין, ובכל פעם שהאיבר נוגע בחפץ אחר, החיישן מופעל ומעביר זרם חשמלי לעצב הבריא, פעולה אשר משחזרת את תחושת המגע. החוקרים מדגישים כי מדובר בטכנולוגיה "בריאה" שמותאמת לגוף האדם וניתן להשתיל אותה בכל מקום בגוף.
הטכנולוגיה פותחה בהובלת צוות מומחים מאוניברסיטת תל אביב: ד"ר בן מעוז, יפתח שלומי, שי דיולד וד"ר יעל ליכטמן-ברדוגו מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית, ובשיתוף קשת תדמור מבית הספר סגול למדעי המוח וד"ר עמיר ערמי מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר ומהיחידה למיקרוכירורגיה במחלקה לכירורגיה של היד, המרכז הרפואי שיבא. המחקר התפרסם בכתב העת היוקרתי ACS NANO.
החוקרים מספרים כי הפרויקט הייחודי התחיל בפגישה בין שני חברים מאוניברסיטת תל אביב: ד"ר עמיר ערמי מהפקולטה לרפואה ומיחידת המיקרו-כירורגיה בשיבא וד"ר בן מעוז מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית ובית ספר סגול למדעי המוח. "דיברנו על האתגרים בעבודות שלנו", מספר ד"ר מעוז, "וד"ר ערמי שיתף אותי בקושי שהוא חווה בטיפול באנשים שמאבדים את יכולת החישה באיבר זה או אחר כתוצאה מפציעה. צריך להבין שמדובר בקשת רחבה מאוד של פציעות, החל מפציעות קלות – לדוגמה, מישהו חותך סלט ונחתך מהסכין – ועד לפציעות קשות מאוד. גם אם ניתן לאחות את הפצע ולתפור את העצב הפגוע, במקרים רבים התחושה נותרת פגועה. החלטנו להתמודד יחד עם האתגר הזה ולמצוא פתרון שיחזיר לפגועים את יכולת החישה".
במסגרת הפיתוח הטכנולוגי החוקרים יצרו חיישן שניתן להשתיל אותו על עצב פגום מתחת לקצה של האצבע, והוא מחזיר למושתל חלק מיכולת החישה באצבע. הפיתוח הייחודי אינו מצריך שימוש במקור מתח חיצוני כגון חשמל או סוללות. החוקרים מסבירים כי החיישן פועל למעשה על כוח החיכוך: בכל פעם שהמכשיר מרגיש חיכוך, הוא נטען לבד.
מדובר בשני לוחות זעירים בגודל של פחות מחצי ס"מ על חצי ס"מ. כשהלוחות האלה באים במגע אחד עם השני, הם משחררים מטען חשמלי שמועבר לעצב הבריא. באופן הזה, כשהאצבע הפגועה נוגעת במשהו, הנגיעה משחררת מתח בהתאם ללחץ שהופעל על המכשיר – מתח חלש למגע חלש ומתח חזק למגע חזק – ממש כמו חישה רגילה.
לטענת החוקרים ניתן להשתיל את המכשיר בכל מקום בגוף שבו יש צורך בשחזור תחושה למגע, והוא עוקף למעשה את אברי החישה הפגועים. כמו כן, החומר שממנו עשוי המכשיר הוא ידידותי לגוף האדם, הוא לא דורש תחזוקה, ההשתלה פשוטה והמכשיר עצמו אינו נראה מבחוץ.
לדבריו של ד"ר מעוז, לאחר שבדקו את החיישן החדש במעבדה (יותר מחצי מיליון הקשות אצבע עם המכשיר), החוקרים השתילו אותו בכפות רגליהם של חיות מודל. החיות הלכו כרגיל, מבלי לחוות כל פגיעה בעצבים המוטוריים, ובבדיקות הוכח כי החיישן איפשר להן להגיב לגירויים סנסוריים. "בדקנו את הפיתוח שלנו על חיות מודל, והתוצאות היו מעודדות מאוד", מסכם ד"ר מעוז. "בשלב הבא נרצה לבחון את המשתל על מודלים גדולים יותר, ובהמשך – להשתיל את החיישנים שלנו גם באצבעותיהם של בני אדם שאיבדו את יכולת החישה. היכולת הזו עשויה לשפר באופן משמעותי את התפקוד ואת איכות החיים, וחשוב מכך: להגן עלינו מפני סכנה. אנשים שלא יכולים להרגיש מגע גם לא יכולים להרגיש שהאצבע שלהם נמחצת, נשרפת או קופאת".
מחקר
לראשונה בעולם: טכנולוגיה להובלת תרופות לתאים הנגועים בסרטן מבלי לפגוע בתאים הבריאים
טכנולוגיה פורצת דרך של אוניברסיטת תל אביב עשויה לחולל תפנית באופן הטיפול בסרטן מסוגים שונים ובשורה ארוכה של מחלות ומצבים רפואיים: צוות חוקרים בהובלת פרופ' דן פאר, מחלוצי פיתוח נשאי התרופות מבוססות-הרנ"א בעולם, הצליח לייצר שיטת הובלה חדשה לתרופות מבוססות-רנ"א לתת-אוכלוסיית תאים של מערכת החיסון שמשתתפת בתהליך הדלקתי, ולהתביית על התא הנגוע במחלה מבלי לחולל נזק לשאר התאים. פרופ' פאר הוא סגן הנשיא למחקר ופיתוח, ראש המרכז לרפואה תירגומית וחוקר בכיר בבית הספר למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן ע"ש שמוניס בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ובמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה.
"הפיתוח שלנו משנה למעשה את עולם הנוגדנים" מסביר פרופ' פאר. "כיום אנחנו מציפים את הגוף בנוגדנים שהם אמנם סלקטיביים, אך פוגעים בכל התאים שמבטאים את הקולטן, מבלי תלות בצורתם הנוכחית. אנחנו הוצאנו מהמשחק תאים בריאים שיכולים לעזור לנו, כלומר תאים שאינם דלקתיים, ובהזרקה פשוטה לדם להשתיק, לבטא או לערוך גן מסוים אך ורק בתאים הדלקתיים באותו רגע נתון".
במסגרת המחקר, פרופ' פאר וצוותו הצליחו להדגים את הפיתוח פורץ הדרך בחיות מודל של מחלות מעי דלקתיות כמו מחלת קרוהן וקוליטיס ולשפר את כל המדדים הדלקתיים, זאת מבלי לבצע כל מניפולציה על כ-85% מתאי המערכת החיסונית. "על כל מעטפת של תא בגוף, כלומר על הממברנה התאית או קרום התא, יושבים קולטנים שבוררים אילו חומרים ייכנסו לתא", מסביר פרופ' פאר. "אם אנחנו רוצים להחדיר תרופה, אנחנו צריכים להתאים אותה לקולטנים המסוימים על תאי המטרה, אחרת היא תסתובב במחזור הדם ולא תעשה שום דבר. אלא שחלק מהקולטנים האלה דינמיים: הם משנים את צורתם על גבי הקרום בהתאם לסיגנלים חיצוניים או פנימיים. לראשונה בעולם, הצלחנו לייצר מערכת הובלה של תרופות שיודעת להיקשר אך ורק לקולטנים במצב מסוים, ולפסוח על שאר התאים הזהים, כלומר להוביל תרופה אך ורק לתאים שרלוונטיים כרגע למחלה".
את המחקר הוביל פרופ' פאר יחד עם ד"ר נילס דמס, פוסט דוקטורנט מהולנד, ובשיתוף ד"ר סריניבס רמישטי, ד"ר מאיר גולדשמיט וד"ר נופר ויגה, ממעבדתו של פרופ' דן פאר. עוד השתתפו במחקר פרופ' גייסון דרלינג ופרופ' אלן פקרד מאוניברסיטת הרווארד שבארה"ב. המחקר מומן על ידי האיחוד האירופי, במסגרת תוכנית המצטיינים האירופית (ERC), והוא פורסם בכתב העת Nature Nanotechnology.
פרופ' פאר וצוותו פיתחו בעבר מערכות הובלה המבוססת על ננו-חלקיקים שומניים, מערכת מתקדמת מסוגה שכבר זכתה לאישוש קליני להובלת תרופות מבוססות-רנ"א לתאים. כעת, הם מנסים להפוך את מערכת ההובלה לסלקטיבית עוד יותר. "לפיתוח שלנו יש השלכות להמון תחומים בסרטני דם ובסוגים שונים של סרטנים מוצקים, במחלות דלקתיות שונות ובמחלות ויראליות כמו הקורונה למשל. היום אנחנו יודעים לעטוף רנ"א בחלקיקים מבוססי-שומן, כך שייקשר לקולטנים הספציפיים על תאי המטרה", מספר פרופ' פאר. "אלא שתאי המטרה משתנים כל הזמן. הם עוברים ממצב 'קושר' למצב 'לא קושר' לפי הנסיבות. אם אנחנו נחתכים למשל, לא כל תאי מערכת החיסון שלנו עוברים למצב 'קושר', כי לא צריך את כולם כדי לטפל בחתך קטן. לכן פיתחנו חלבון מאוחה, שיודע להיקשר אך ורק למצב האקטיבי של הקולטנים בתאי מערכת החיסון. את החלבון שפיתחנו בדקנו בחיות מודל של מחלות מעי דלקתיות, גם אקוטית וגם כרונית".
"הצלחנו לסדר את מערכת ההובלה כך ששינינו את הרנ"א רק ל-14.9% מהתאים שהיו מעורבים במצב הדלקתי של המחלה, וזאת מבלי לגעת לרעה בשאר התאים הלא-מעורבים, שהם למעשה תאים בריאים לגמרי", אומר פרופ' פאר ומסכם "על ידי היקשרות ספציפית לתת-אוכלוסיית התאים, הצלחנו לשפר את כל המדדים של הדלקת, ממשקל החיה ועד לציטוקינים הפרו-דלקתיים (חלבונים קטנים שמהווים את הבסיס לתקשורת בין תאי מערכת החיסון ובין תאים השייכים לרקמות הגוף). השווינו את התוצאות שלנו לתוצאות של נוגדנים שנמצאים היום בשוק לחולי קרוהן-קוליטיס, ומצאנו שהתוצאות שלנו היו זהות או טובות יותר, מבלי לגרום לרוב תופעות הלוואי הנלוות להחדרת נוגדנים לכלל אוכלוסיית התאים. במילים אחרות, הצלחנו להסיע את התרופה ב"מונית ספיישל" כירוגית ישירות לתאים החולים".
פרופ' דן פאר
מחקר
חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו חומר חדשני שמייצר אנרגיה ירוקה באמצעות הפעלת כוח מכני
פיתוח ננוטכנולוגי חדש של צוות מחקר בינלאומי בהובלת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יאפשר לייצר זרם ומתח חשמליים בתוך גוף האדם, באמצעות הפעלת איברים שונים בגוף (כוח מכני). לטענת החוקרים, הפיתוח מכיל חומר ביולוגי חדשני חזק מאוד, דמוי-קולגן, שאינו רעיל וידידותי לרקמות הגוף. החוקרים מעריכים שיש לננוטכנולוגיה החדשה יישומים פוטנציאליים רבים בתחום הרפואה, ביניהם קצירת אנרגיה נקיה להפעלת התקנים שהושתלו בגוף (דוגמת קוצבי לב) באמצעות תנועות טבעיות של הגוף וללא צורך בסוללות.
"קולגן הוא החלבון הנפוץ ביותר בגוף האדם, ומהווה כ-30% מכלל החלבונים בגופנו. מדובר בחומר ביולוגי בעל מבנה סלילי, עם מגוון תכונות פיזיקליות חשובות, כמו חוזק מכני וגמישות, שיכולות להתאים לשימושים רבים," מסביר פרופ' אהוד גזית. "עם זאת, מכיוון שמולקולת הקולגן עצמה היא גדולה ומורכבת, מחפשים החוקרים כבר זמן רב מולקולה מינימליסטית, קצרה ופשוטה המתבססת על קולגן ומציגה תכונות דומות."
"לפני כשנה וחצי פרסמה קבוצתנו בכתב העת Nature Materials מחקר שבו נעזרנו באמצעים ננוטכנולוגיים כדי להנדס חומר ביולוגי חדש שעונה על דרישות אלה. מדובר בטריפפטיד - מולקולה קצרה ביותר בשם Hyp-Phe-Phe, המורכבת משלוש חומצות אמינו בלבד - שמסוגל בתהליך פשוט של הרכבה עצמית ליצור מבנה סלילי דמוי קולגן, גמיש ובעל חוזק דומה לזה של המתכת טיטניום. במחקר הנוכחי ביקשנו לבחון אם לחומר החדש שפיתחנו יש תכונה נוספת המאפיינת את הקולגן – פייזואלקטריות: יכולתו של חומר לייצר זרם ומתח חשמליים בעקבות הפעלת כוח מכני, או להפך, ליצור כוח מכני בעקבות חשיפה לשדה חשמלי."
המחקר נערך בהובלת פרופ' גזית מבית הספר למחקר ביו-רפואי וסרטן ע"ש שמוניס בפקולטה למדעי החיים ומהמחלקה למדע והנדסה של חומרים בפקולטה להנדסה, ובהשתתפות צוות החוקרים ממעבדתו - ד"ר סנטו ברה וד"ר וויי ג'י. כמו כן, במחקר השתתפו חוקרים ממכון וייצמן וממגוון מוסדות מחקר באירלנד, בסין ובאוסטרליה. בעקבות הממצאים קיבלו החוקרים לאחרונה שני מענקי ERC-POC שמטרתם לתרגם את המחקר המדעי של מענק ה ERC שגזית זכה בו בעבר לטכנולוגיה יישומית. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Communications.
במסגרת המחקר, החוקרים יצרו מבנים ננומטריים של החומר המהונדס, ובעזרת מכשור ננוטכנולוגי מתקדם הפעילו עליהם לחץ מכני. הניסוי העלה כי החומר אכן מייצר זרם ומתח חשמליים כתוצאה מהלחץ. יתרה מכך, מבנים זעירים בסדר גודל של מאות ננומטרים הראו פייזואלקטריות שהיא מהגבוהות שהתגלו אי-פעם, המשתווה או עולה על זו של החומרים הפייזואלקטריים הנפוצים היום בשוק (שרובם מכילים עופרת ולכן אינם מתאימים ליישומים רפואיים).
לדברי החוקרים, לתגלית של פייזואלקטריות בסדר גודל כזה בחומר ננומטרי יש חשיבות רבה, שכן היא מדגימה את היכולת של החומר המהונדס לשמש כמעין מנוע זעיר עבור התקנים קטנים מאוד. בהמשך יישמו החוקרים שיטות של קריסטלוגרפיה וחישוביות במכניקת הקוונטים (Density functional theory) בכדי להבין לעומק את ההתנהגות הפייזואלקטרית של החומר, במטרה לאפשר הנדוס מדויק של גבישים לבניית התקנים ביו-רפואיים.
פרופ' גזית מוסיף: "רוב החומרים הפייזואלקטריים המוכרים היום הם חומרים רעילים מבוססי עופרת, או פולימרים, כלומר הם אינם ידידותיים לסביבה ולגוף האדם. החומר שהחדש שלנו, לעומת זאת, הוא ביולוגי לחלוטין, ולכן מתאים לשימושים בתוך הגוף. כך לדוגמה, התקן העשוי מחומר זה עשוי להחליף סוללה שמספקת אנרגיה לשתלים כמו קוצבי לב, אך יש להחליפה מעת לעת. תנועות הגוף – פעימות הלב, תנועות הלסת, תנועות המעיים או כל תנועה אחרת המתרחשת בגוף באופן שוטף – יטענו את ההתקן בחשמל, שיפעיל את השתל לאורך זמן."
כעת, במסגרת מחקרי המשך, מבקשים החוקרים להבין את המנגנונים המולקולריים של החומר המהונדס, במטרה לממש את הפוטנציאל העצום הטמון בו, ולהפוך את התגלית המדעית לטכנולוגיה יישומית. בשלב זה הדגש הוא על פיתוח התקנים רפואיים, אך פרופ' גזית מדגיש כי "לחומרים פייזואלקטריים ידידותיים לסביבה, כמו זה שפיתחנו, יש פוטנציאל אדיר במגוון רחב של תחומים - מכיוון שהם מייצרים אנרגיה ירוקה באמצעות כוח מכני המופעל ממילא. כך לדוגמא, מכונית שנוסעת בכביש תוכל להדליק את תאורת הרחוב. כמו כן עשויים חומרים אלה להחליף חומרים פייזואלקטריים מכילי-עופרת שנמצאים כיום בשימוש נרחב, אך מעלים חשש לדליפה של המתכת הרעילה לסביבה."
מחקר
עצמותיו של טיפוס אדם קדום שחי באזורנו עד לפני כ-130 אלף שנה התגלו בחפירות באתר הפרהיסטורי "נשר רמלה"
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה העברית זיהו סוג חדש של אדם קדום באתר של "נשר רמלה", שחי בארץ עד לפני 130 אלף שנה. על פי החוקרים, המורפולוגיה של טיפוס אדם "נשר רמלה" היא מורפולוגיה כללית, והוא חולק תכונות גם עם הניאנדרטליים (בעיקר בשיניים ובלסת) וגם עם בני אדם קדומים יותר כדוגמת ההומו ארקטוס (בעיקר בגולגולת). יחד עם זאת, הוא שונה מאוד מהאדם המודרני - מבנה הגולגולת אחר לחלוטין, אין לו סנטר והשיניים גדולות מאוד. בעקבות ממצאי המחקר, החוקרים סבורים שקבוצת האדם הקדום "נשר רמלה" היא אוכלוסיית המוצא שממנה התפתחו מרבית אוכלוסיות האדם בפלייסטוקן התיכון, כולל הניאנדרטלים מאירופה, והם אלה שהזדווגו עם ההומו ספיינס שהגיעו לאזור לפני כ-200 אלף שנה (על פי הממצא האנושי ממערת מיסליה).
מאחורי התגלית המסעירה, שהתפרסמה בכתב העת היוקרתי Science, עומדים שני צוותי מחקר: צוות אנתרופולוגי בראשות פרופ' ישראל הרשקוביץ, ד"ר הילה מאי וד"ר רחל שריג מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, מרכז דן דוד לחקר תולדות האדם ומכון שמוניס לאנתרופולוגיה, היושבים במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, וצוות ארכיאולוגי בראשות ד"ר יוסי זיידנר מהמכון לארכיאולוגיה באוניברסיטה העברית בירושלים. החפירות באתר נוהלו מטעם המכון לארכיאולוגיה ע"ש זינמן, אוניברסיטת חיפה.
האדם הקדום "החדש"
"החשיבות המדעית במציאת טיפוס חדש של אדם מאפשרת לנו לעשות סדר בעולם המאובנים, להרכיב חתיכה נוספת בפאזל של התפתחות האדם הקדום ולהבין את המסעות שהוא עבר ברחבי העולם הישן," אומר פרופ' הרשקוביץ. "טיפוס אדם "נשר רמלה" הוא הגשר שבין האוכלוסיות האסייתיות והאירופאיות בפלייסטוקן התיכון ומראה שחלק מהמאובנים של אותה תקופה שמוינו למינים שונים הם למעשה ואריינטים גיאוגרפים מקומיים של אותה קבוצה – קבוצת נשר רמלה".
המאובן האנושי התגלה על ידי ד"ר זיידנר מהאוניברסיטה העברית בחפירות הצלה שנערכו באתר הפרהיסטורי "נשר רמלה". אתר זה שוכן באזור הכרייה של מפעל המלט נשר (בבעלות לן בלווטניק) הסמוך לעיר רמלה. במהלך חפירת האתר, בעומק של כשמונה מטרים, נחשפו עצמות רבות של בעלי חיים כמו סוסים, יחמורים ושורי בר, כלי אבן וכן עצמות אדם. בין העצמות נמצאו גם עצמותיו של האדם הקדום "החדש". צוות בינלאומי, בהובלת החוקרים מאוניברסיטת תל אביב וירושלים, זיהה אותו מורפולוגית כשייך לטיפוס חדש של אדם, שכאמור לא היה מוכר למדע. זהו טיפוס האדם הראשון שמוגדר בארץ, וכמקובל, האדם החדש זכה לשם על סמך מקום גילויו – "טיפוס אדם נשר רמלה".
ד"ר זיידנר ציין עוד כי "התגלית היא יוצאת דופן, לא העלינו בדעתנו שלצדו של הומו ספיינס הקדום הסתובבה פה קבוצת אדם נוספת ששרדה עד לשלב כל כך מאוחר בהיסטוריה האנושית. אם עד כה לא היו מספיק ממצאים בנוגע לסוג אדם זה, כעת נפתח לנו צוהר בזמן כדי לדעת יותר על אורח חייו ותרבותו שהיו קרובים מאוד לאלו של הומו ספיינס". ממצאים באשר לאורחות חייו, תרבותו וקשרים תרבותיים בין "אדם נשר רמלה" להומו ספיינס מתפרסמים אף הם היום בכתב העת המדעי Science במאמר מקביל.
פרופ' הרשקוביץ מוסיף כי גילוי של האדם הקדום "נשר רמלה" מאתגר את התפיסה המקובלת לפיה מוצא האדם הניאנדרטלי באירופה. "עד לחשיפת הממצאים החדשים, רוב החוקרים סברו שהניאנדרטליים הם 'סיפור אירופאי', כשקבוצות קטנות מהן נאלצו לנדוד דרומה עם התפשטות הקרחונים באירופה ואף הגיעו לארץ ישראל לפני כ-70,000 שנים. האיש מ"נשר רמלה" מאתגר את התיאוריה הזאת ומראה, שאבותיהם של הניאנדרטליים באירופה חיו בארץ ישראל כבר לפני כ-400,000 שנה, ומכאן הם נדדו (בהגירות חוזרות ונשנות) מערבה לאירופה ומזרחה לאסיה. הניאנדרטליים המפורסמים של מערב אירופה אינם אלא השרידים של אוכלוסייה גדולה בהרבה שחיה כאן בלבנט – ולא להפך".
צוות המחקר
לדברי ד"ר מאי, למרות שלצערנו לא השתמר דנ"א במאובן מנשר רמלה, הממצא יכול להציע פתרון לשאלה גדולה מאוד בהיסטוריה של האדם: כיצד הגיעו גנים של הומו ספיינס לתוך האוכלוסייה הניאנדרטלית שחיה באירופה זמן רב לפני שההומו ספיינס הגיע לשם. במחקרים קודמים גנטיקאים שחקרו את הדנ"א של הניאנדרטליים באירופה הניחו את קיומה של אוכלוסייה דמוית-ניאנדרטליים, אותה כינו "האוכלוסייה החסרה" או "אוכלוסייה אקס", שהזדווגה עם אוכלוסיית ההומו ספיינס לפני לפחות 100,000 שנים, וצאצאיה נדדו לאירופה. במאמר האנתרופולוגי שפורסם ב-Science, החוקרים טוענים כי האדם מ"נשר רמלה" מייצג את אותה אוכלוסייה חסרה בעדויות המאובנים של האדם. יתרה מכך, החוקרים טוענים שהאדם מ"נשר רמלה" איננו ממצא יחיד באזורינו, ושחלק ממאובני האדם שהתגלו בארץ בעבר ושהאנתרופולוגים התקשו שנים רבות בזיהויים, כמו המאובנים האנושיים ממערת טבון שהם בני כ-160 אלף שנה, ממערת זוטייה שהם בני כ-250 אלף שנה וממערת קסם שהם בני כ-400 אלף שנה, נמנים על אותה קבוצה אנושית חדשה - טיפוס אדם נשר רמלה.
"אנשים חושבים בפרדיגמות", מסבירה ד"ר שריג, "לכן עד היום נעשו ניסיונות לשייך את המאובנים האלה לקבוצות אנושיות מוכרות כמו להומו ספיינס, להומו ארקטוס, להומו היידלברגנזיס או לניאנדרטלים, ועכשיו אנחנו באים ואומרים: לא – הם קבוצה בפני עצמה עם מאפיינים וסממנים מיוחדים. בשלב מאוחר יותר קבוצות קטנות של טיפוס אדם נשר רמלה נדדו גם לאירופה (בתקופות בינקרחוניות) – שם הם ידועים כקדם-ניאנדרטלים, והתפתחו, עם הזמן, להיות הניאנדרטלים ה'קלאסיים שאנחנו מכירים. בדומה, גם האוכלוסיות האסיאתיות הארכאיות שנושאות מאפיינים ניאנדרטלים (ונחשבו כהתפתחות מההומו ארקטוס המקומי) הם כנראה צאצאיהם של אוכלוסיות שנדדו מאזורינו (טיפוס אדם נשר רמלה) מזרחה לכיוון אסיה. בהיותה צומת דרכים בין אפריקה, אירופה ואסיה, ארץ ישראל הייתה כור היתוך ובה התערבבו האוכלוסיות האנושיות השונות זו בזו ונפוצו על פני כול העולם הישן.
ד"ר שריג סבורה שהגילוי הזה של טיפוס חדש של אדם עם תכונות קדמאיות (ארכאיות) וניאנדרטליות, עם דמיון למאובנים הן מאירופה והן ממזרח אסיה, יוביל לכך שההיסטוריה של הניאנדרטלים תילמד באופן שונה. שכן, כבר לא מדובר בסיפור אירופאי ייחודי אלא בסיפור רחב הרבה יותר, אירופאי-אסיאתי, כאשר הלבנט הוא נקודת ההתחלה או נקודת החיבור בין שתי היבשות.
"התגלית מאתר נשר רמלה כותבת פרק חדש ומרתק בסיפור האבולוציה של האדם" אומרת ד"ר שריג. ד"ר מאי מוסיפה: "כול מאובן חדש שמתגלה בכלל ובאזורינו בפרט עשוי להביא לתפנית בסיפור". "תפיסה רווחת בקרב האנתרופולוגים" אומר פרופ' הרשקוביץ היא ש"שהעבר משתנה (בהתאם לממצאים), רק העתיד בטוח".