יום חמישי, 13 בדצמבר 2018

טובים השניים מן האחד - הרצאה לקהל הרחב

טובים השניים מן האחד - הרצאתו של ד"ר אלעד חיל

"טובים השניים מן האחד" – פתגם זה, שנכתב לפני שנים רבות (מגילת קהלת), מכוון ליחסים שבין אדם לחברו. עבור יצורים חיים רבים אין מדובר בהמלצה חברתית גרידא, אלא בצורך קיומי של ממש. בהרצאה אציג דוגמאות מרתקות של סימביוזה בין בעלי חיים, צמחים וחיידקים אשר נעזרים זה בזה ולעיתים אף תלויים לחלוטין אחד בשני על מנת לשרוד ולהתרבות.


יום ראשון, 9 בדצמבר 2018

האויב שבפנים - על חיידקים, כיבי קיבה ואוראז


מעבדתו של יורם גרשמן


בימים אלו כשהארץ רועשת סביב נושא חיסוני החצבת רצינו לדבר על ״האויב שבפנים״ החיידק הליקובקטר פילורי (Helicobacter pylori), חיידק שגדל ברירית הקיבה וגורם לכיבי קיבה, שמתבטאים בכאבים עזים ומהווים גורם סיכון משמעותי לסרטן הקיבה.
הליקובקטר פילורי הוא חיידק שנתגלה לראשונה מדגימת דופן קיבה בשנת 1875. החיידק נצפה מספר פעמים לאחר מכן אולם הבידוד והאפיון שלו התעכבו עד שנת 1982 כשבארי מרשל ורובין ווד מאוסטרליה הצליחו סוף סוף למצוא תנאים מתאימים לגידולו.


תמונת מיקרוסקופ אלקטרוני סורק של חיידקי הליקובקטר. 
הקישור בין נוכחות החיידק לבין כיבי קיבה נתקל בחוסר אמון בקהילה הרפואית, כיוון שהאמונה המקובלת היתה שכיבי קיבה נגרמים ע״י לחץ נפשי ואוכל חריף. לבסוף, כדי להוכיח את הקשר שתה ברי מרשל מנה גדושה של תרבית הליקובקטר ולקה בכיבי קיבה. ההוכחה הסופית הגיעה כאשר נטילת אנטיביוטיקה הרגה את החיידקים וריפאה את הכיבים. 
כיום ברור לחלוטין שהדבקה בהליקובקטר היא הגורם ראשי לכיבי קיבה, כיוון שכחלק ממחזור חייו הוא מתחפר ברקמת דופן הקיבה ומפריש חומרים שמעודדים את יצירת הכיב (בעצם ׳פצע׳ בדופן הקיבה). יתרה מזאת, החיידק גם מפריש מגוון חומרים שגורמים לשינוי בביוכימיה של תאי דופן הקיבה כדי ליצור לעצמו סביבה נוחה יותר. נכון להיום מעריכים שהליקובקטר פילורי הוא החיידק מחולל המחלה הנפוץ ביותר בעולם. במדינות מפותחות שיעור ההדבקה הוא כ-20% בעוד במדינות מתפתחות עד 80%, אם כי לא ברור מהיכן מגיע החיידק מלכתחילה. למרבה המזל רוב הנדבקים אינם מפתחים סימפטומים, אולם אלו שמפתחים כיבי קיבה סובלים מכאבים עזים, בחילות והקאות ונמצאים בסיכון גבוה להתפתחות סרטן קיבה. כיום הטיפול המקובל בהליקובקטר הוא טיפול המשלב שתי אנטיביוטיקות ומעכב משאבת פרוטונים. הטיפול לרוב יעיל אולם בשנים האחרונות יש עדויות רבות ומדאיגות להתפתחות זני הליקובקטר פילורי עמידים לאנטיביוטיקה.

התיישבות חיידק הליקובקטר פילורי בדופן המעי

במחקר שפורסם בעיתון Journal of Microbiology Methods תיארו ד״ר יורם גרשמן, יחד עם תלמידת המחקר נטלי עמר וד״ר אבי פרץ מהמרכז הרפואי פדה-פוריה, גישה חדשה לטיפול בחיידק. בדרכו לדופן הקיבה חייב החיידק לעבור דרך  נוזלי הקיבה, סביבה מאוד חומצית. הוא עושה זאת ע״י שימוש באנזים האוראז, שמפרק שתנן (אוריאה) לפחמן דו חמצני ולאמוניה. האמוניה מפחיתה את החומציות ומאפשרת לחיידק לשרוד. החוקרים שיערו שפגיעה באנזים האוראז, החיוני לשרידת החיידק, תעזור להתמודד עם המחלה. רעיון זה כבר עלה בעבר, אולם עד היום לא הייתה דרך לבדוק ישירות את האנזים החיידקי, מפני שמסוכן ומסובך לגדל כמויות גדולות של החיידק לצורך הפקת האנזים.
במסגרת המחקר נמצאה דרך לבטא את האנזים בחיידק אחר, הרבה יותר קל לגידול ולא מסוכן לבני אדם. פותחה גם דרך פשוטה לעקוב אחרי פעילות האנזים כשינוי צבע מאדום לצהוב. תוך שימוש בשיטה זאת מצאו החוקרים שמיצוי עלי אלה אטלנטית מעכב את האנזים ומעכב את גידולם של חיידקי הליקובקטר פילורי, כולל זנים שעמידים לאנטיביוטיקות מקובלות. יתרה מזאת, מיצוי זה היה ספציפי להליקובקטר ולא פגע בחיידקים בחיידקים המועילים של מערכת העיכול, בשונה מהתרופות האנטיביוטיות. בימים אלו נבדקות אפשרויות למסחור השיטה.

יום שני, 26 בנובמבר 2018

מבצע קניות

מעבדת רחל בן-שלמה, החוג לביולוגיה וסביבה


נהוג לתאר מין ביולוגי כקבוצה של אוכלוסיות היכולות להתרבות בטבע זו עם זו ואינן יכולות להתרבות עם אוכלוסיות דומות אחרות. הכלאה בין שני מינים שונים לכאורה (היברידיזציה) מהווה אתגר בהגדרת המין הביולוגי. בציפורים, שבהן הכלאות בין מינים נפוצות יחסית, לא פשוט לפעמים להבחין בין מינים קרובים. ההבחנה הזו חשובה מפני שהיא מאפשרת לעקוב אחרי כל מין בנפרד, להבין את צרכיו ואת תפקידיו במערכת האקולוגית ולהגן עליו אם יש צורך בכך.


קנית קטנה וקנית ביצות אשר צולמו בישראל בשנת 2013 ו 2016 בהתאמה.

בציפור השיר הקטנות מהסוג קנית קיימת דוגמה מעניינת לקושי בהבחנה בין מינים. בסוג זה נוצרו בעשרה מיליון השנים האחרונות 37 מינים שונים. חלקם, כמו המינים קנית קטנה וקנית ביצות, דומים מאוד במראה החיצוני ובהתנהגות. יתר על כן, הם גם מקננים באזורים קרובים. האם ייתכן שמתקיימות לפעמים הכלאות בין קניות קטנות וקניות ביצות, כך שההפרדה בין המינים אינה שלמה?


תחומי התפוצה של קנית קטנה  (a) ושל קנית ביצות  (b). כתום: אזורי קינון, קרם: אזורי מעבר, צהוב: אזורי חריפה


אלה פישמן, סטודנטית בחוג לביולוגיה וסביבה, בדקה את השאלה הזו בשיטות גנטיות. שתי הקניות מקננות בקיץ באירופה, מבלות את החורף באפריקה ועוברות בישראל בזמן הנדידה, בסתיו ובאביב. חוקרים באגמון החולה שמתעדים את הנדידה לוכדים, מסמנים ומשחררים חלק מהציפורים שחולפות שם לצורך המשך מעקב. כדי לבדוק את יחסי הקרבה בין שני מיני הקניות, אספו החוקרים גם דגימות דם של הציפורים שנלכדו ובודדו ממנו דנ"א. אחד הסמנים שנבדקו בדנ"א הופיע בצורה מעט שונה בקניות קטנות ובקניות ביצות, ובכך אפשר הבחנה בין המינים. בחמש ציפורים (10% מכלל קניות הביצות שנבדקו)  נמצאו שני מופעי הדנ"א. אלה  קניות בנות כלאיים. הציפורים בנות הכלאיים נלכדו גם בנדידת הסתיו וגם בנדידת האביב. ניתן להסיק מכך שהן הצליחו להשלים את מסלול הנדידה לפחות פעם אחת, כלומר שאלה ציפורים בריאות וחזקות.

המחקר נערך בהנחייתם של פרופ' רחל בן-שלמה (אורנים) וד"ר יוני וורטמן (מכללת תל-חי), ובהשתתפותם של שי אגמון (תחנת הטיבוע אגמון החולה) וירון צ'רקה (כנפי קק"ל).

יום שבת, 10 בנובמבר 2018

מפסולת בית הבד לדלק לתחבורה (ולעוד כמה שימושים)

מעבדת יורם גרשמן

גידול זיתים ויצור שמן זית הם נוהג חקלאי חשוב ברבות ממדינות אגן הים התיכון, מדינת ישראל ביניהן. כבר באתרים מהתקופה הנאוליתית נמצאים גלעיני זיתים ובאתרים מהתקופה הכלכותית מוצאים סימנים לביות הזית. הפקת שמן הזית התחילה כנראה בתקופת הברונזה ונמשכת במרץ עד היום.
 ייצור שמן זית ברחבי העולם


למרות התכונות הבריאותיות הרבות של שמן הזית, הפקתו כרוכה ביצירת פסולת רבה. מכל טון זיתים יסחטו 200 ק"ג שמן זית ושאר החומר, בתלות בשיטת ההפקה, יהווה פסולת. כך, בהפקה תלת-פאזית, המקובלת בבתי בד קטנים כמו אלו הנפוצים באזור הגליל, יתקבלו טון זיתים, כ-500 קילו פסולת מוצקה-רטובה (גפת) וכ-1500 ליטר מי תהליך (אקאר). שני סוגי הפסולות מוגדרים כבעייתיים כיוון שהם חומציים ועשירים מאוד בחומרים שפוגעים בצומח (פיטוטקסיים). בישראל לבדה מיוצרים מידי שנה כ-2,000 טונות גפת ובאגן הים התיכון כ-2,000,000 טון. נכון להיום אין פתרון טוב לשימוש בגפת למרות שיש שימוש בכמויות קטנות לייצור גלילים לתנורי הסקה. לכן יש צורך למצוא שימוש ידידותי לסביבה לפסולת המוצקה.

ערמת גפת ליד בית בד בגליל. צילום: חסן עזאייזה

ערימת גפת בתקריב. צילום: חסן עזאייזה


במחקר שבוצע ע"י ד"ר יורם גרשמן מהחוג לביולוגיה וסביבה באוניברסיטת חיפה-אורנים, בשיתוף עם פרופ' חסן עזאייזה מאגודת הגליל וממכללת תל חי, ובוצע ע"י תלמידת הדוקטורט היבא אבו-תאיה, נבדקה האפשרות להפוך את הפסולת המוצקה לדלק – אתנול. החלק המוצק של פסולת הזיתים, הגפת, עשיר בין היתר בתאית (צלולוז, ~20% משקלי). תאית היא פולימר של סוכר פשוט, גלוקוז, שאותו ניתן להאכיל לשמרים, לקבלת אתנול בתהליך תסיסה בדומה לזה שקורה בעת הכנת בירה או יין. עם זאת הגפת עשירה מאוד גם בחומרים אחרים כליגנין, פולי-פנול מורכב שמקשה מאוד על פירוק התאית.

במחקר נבדק השימוש במיקרוגל בנוכחות חומצות אורגניות חלשות כצעד מקדים לפירוק התאית. נמצא שטיפול בן דקות אחדות במיקרוגל מספיק לצורך ריכוך הגפת כך שיהיה אפשר לפרק אותה בעזרת אנזימים מיוחדים לדבר. את תוצר הפירוק ניתן היה להתסיס לקבלת אתנול ביעילות גבוהה. את שאריות הביו-מאסה ניתן לנצל לספיחת מתכות כבדות ממים וכך להעלות את היעילות הכלכלית והסביבתית של התהליך. בימים אלו מנסים החוקרים לגייס מימון להגדלת קנה המידה של התהליך, בדרך להפיכתו למסחרי.


יום שבת, 13 באוקטובר 2018

הטוב, הרע והלטאה: השפעת אקליפטוסים על שנונית השפלה בחולות מישור החוף


מעבדת אבי בר-מסדה, החוג לביולוגיה וסביבה - אורנים

מאז תחילת נטיעת האקליפטוסים בישראל בראשית המאה ה-20, חל שינוי ניכר בסביבה החולית של מישור החוף: מימדיו החריגים של האקליפטוס יחסית לשאר הצמחים המקומיים, והביולוגיה השונה שלו, הפכו את העץ האוסטרלי למהנדס סביבה בעל השפעה ניכרת בחוף הישראלי. 

מתחת לעצי האקליפטוס הנטועים מתייצבים החולות ומתפתחת צמחייה ים-תיכונית. צילום: אביב אבישר


כך למשל, במקומות בהם ניטעו העצים הוחלפה חברת בעלי החיים המקורית, שהכילה בעיקר מינים חובבי-חולות, במינים ים-תיכוניים שהפכו לשולטים באותם שטחים. בנוסף לזה, פיתוח אנושי מסיבי לאורך מישור החוף הוביל לכך שכיום נותר רק מעט מהסביבה החולית. שנונית השפלה (Acanthodactylus schreiberi) היא לטאה חובבת חולות אשר הייתה שכיחה בסביבה זו, אך עקב בנייה ופיתוח הלכה ונדחקה לאוכלוסיות קטנות ומבודדות עד שכיום היא מוגדרת בסכנת הכחדה חמורה. עם זאת, לא ברורה השפעת חורשות האקליפטוס על מין זה. 

שנונית שפלה

אחיעד שדה, בהנחייתם של ד"ר אבי בר-מסדה מאורנים וד"ר דרור הבלנה מהאוניברסיטה העברית, בדק האם נטיעת אקליפטוסים מהווה גורם נוסף המגביל את אוכלוסיות הלטאה. אחיעד ערך תצפיות על מנת לאמוד את שכיחות השנוניות ב-21 חלקות שהתחלקו בין שלושה טיפוסי בית גידול, בהתאם לצפיפות האקליפטוסים: צפוף, דליל וטבעי (ללא עצים). שכיחות הלטאות בחלקות הדלילות באקליפטוסים הייתה דומה לזו שבחלקות הטבעיות. לעומת זאת, הלטאה כמעט ונעדרה לחלוטין מהחלקות הצפופות באקליפטוסים. ניתן להסיק מכך שלחורשות צפופות יש השפעה שלילית ניכרת על אוכלוסיות הלטאה. ממצא זה מספק המלצת ממשק, לפיה דילול אקליפטוסים בחורשות צפופות עשוי לתרום להתבססות שנונית השפלה בשטחים נוספים, במטרה לקדם את שימורה בסביבה החולית של מישור החוף.

יום שני, 24 בספטמבר 2018

יונקים בדרכים

מעבדת אבי בר מסדה החוג לביולוגיה וסביבה - אורנים


דרכים מהוות מכשול עבור מינים רבים של בעלי-חיים אשר נמנעים מחצייתן, עקב המחסום הפיזי והחשש מדריסה. פיתוח דרכים גורם לקיטוע בתי-גידול ולהשפעה חמורה על אוכלוסיות בעלי-החיים בקרבתן, ובעיקר על הטורפים. שלמה קאין, בהנחייתם של פרופ' אורי שיינס וד"ר אבי בר-מסדה, בדק את ההשפעה של דרך-נוף על היונקים במרחב פתוח, והשתמש בדרך הנוף נחל-שקמה כמודל. 

דרך-נוף נחל-שקמה מושכת מטיילים רבים. לאור הצלחתה, המועצות האזוריות באזור מעוניינות לסלול דרך נוספת, ועל כן עלה הצורך לבחון את השפעת הדרך הקיימת על בעלי-החיים במרחב לפני סלילת הדרך החדשה. המחקר בחן את ההשפעה שיש לדרך-נוף נחל-שקמה על הפיזור המרחבי, הפעילות והרכב החברה של יונקים גדולים. 

המחקר התבסס על ניטור אוכלוסיות של יונקים גדולים באמצעות מלכודות מצלמה, אשר מוקמו קרוב ורחוק מהדרך הקיימת. מניתוח התמונות כומתו השפע היחסי של המינים השונים, מספר התצפיות של מין ליחידת שטח וזמני פעילותם, וכן פיזורם המרחבי בשטח בחמישה אזורים, קרוב ורחוק מהדרך. 

Fig. 1
מפת דרך-נוף נחל שקמה ומיקום מצלמות המלכודת

בממוצע, מספר המינים היה גבוה באתרים רחוקים מהדרך (7 מינים) בהשוואה לאתרים הקרובים לדרך (2.5 מינים), אולם ההבדל לא היה מובהק סטטיסטית. חלק מהמינים (כגון צבאים, חזירים וזאבים) נטו להופיע רחוק מהדרך, בעוד מינים אחרים (כגון תנים וגיריות) הופיעו בשיעור דומה קרוב לדרך ורחוק ממנה. ככלל, לדרך-הנוף השפעה לא אחידה על המינים השונים כמו גם על הרכב החברה. לפיכך, ההחלטה על סלילת הדרך החדשה צריכה להיעשות תוך התחשבות בנטיית מינים רגישים להימנע מקרבת הדרך

יום ראשון, 2 בספטמבר 2018

הכירו את חוקרי החוג ב"ליל המדענים"


ביום חמישי הקרוב יתקיים ברחבי הארץ "ליל המדענים", אירוע שנתי וחינמי של היכרות בין מדענים לקהילה. שניים ממרצי החוג לביולוגיה יספרו על מחקריהם המרתקים במפגשים המיועדים לקהל הרחב. ההרצאות מתאימות לבני 14 ומעלה. הנה מה שיהיה שם:


 "הטוב, הרע, והלא נורא לכאורה": חידושים בנושא הכולסטרול, סטטינים, הזדקנות וסרטן


ד"ר עמיר ספיר
קרון הספרים, קריית טבעון, יום חמישי 6.9.18 בשעה 7 בערב

הצטברות כולסטרול ("כולסטרול רע") בכלי הדם היא הגורם העיקרי למחלות לב - שיחד עם מחלת הסרטן מהוות את גורם המוות העיקרי בבני אדם. הטיפול המונע העיקרי למחלות לב היא קבוצת תרופות בשם סטטיניםהתרופות הנמכרות ביותר בהיסטוריה, אשר מורידות את רמת הכולסטרול בדם. לאחרונה התגלה שלסטטינים יש אפקט אנטי-סרטני, דבר המרחיב את השימוש בתרופה גם לחולים נוספים. אולם, בחולים רבים סטטינים גורמים לתופעות לוואי שונות הנעות מכאבי שרירים ובעיה בריפוי פצעים ועד אפילו למצב של פירוק השריר. במפתיע, למרות התפוצה הרחבה של סטטינים (כעשרות ואף מאות מיליונים של בני אדם ברחבי העולם מטופלים בתרופות הללו) הסיבות לתופעות הלוואי של סטטינים והאפקט אנטי-סרטני של תרופות אלו לא לגמרי ברורות. במחקרנו, גילינו מנגנון חדש שיכול להסביר הן את תופעות הלוואי של סטטינים והן את האפקט האנטי-סרטני של תרופות אלו. על בסיס המחקר שלנו אנחנו שואפים לפתח טיפול משולב של סטטינים עם תרופות אחרות אשר יפחיתו את רמות תופעות הלוואי המזיקות. במחקר נוסף אנחנו מנסים להגביר את האפקט האנטי סרטני של סטטינים


עושים מדע: ד"ר עמיר ספיר על שפת אגם מונו, קליפורניה



על הישראלים שמצילים עולמות אבודים


פרופ' אורי שיינס
קרון הספרים, קריית טבעון, יום חמישי 6.9.18 בשעה 8 בערב

האיום הגדול ביותר על בעלי החיים והצמחים בעולם הוא אבדן שטחי המחייה, והדרך הבטוחה ביותר להצילם היא להפוך שטחים רגישים ופגיעים לשטחים שמורים ומוגנים. למעלה מ 50% מהשטחים הרגישים הללו נמצאים בידיים פרטיות. הארגון הבינלאומי   This is My Earth (TiME) שהקמנו רוכש שטחים רגישים והופך אותם לשמורות טבע, במימון חברי הארגון שמצטרפים בעלות מינימלית של דולר אחד בלבד לשנה. כל התרומות מיועדות לרכישה והגנה על שטחים והארגון לא לוקח תקורה. הארגון דמוקרטי ושיוויוני ומאפשר לחברים להחליט ללא תלות בגובה תרומתם היכן ירכשו שטחים. צוות מדענים מכל העולם נותן גיבוי מדעי. בשנתיים שעברו מאז הקמתו הצליח הארגון להציל שני שטחים באמזונס.

צמרן צהוב זנב. 250 פרטים נשארו בעולם מהמין הזה. חברי טיים הצביעו בשנה הראשונה לשמור את בית הגידול שלו באמזונס, בפרו.


יום ראשון, 26 באוגוסט 2018

החלטות גורליות בבריכות ושלוליות

מעבדת אלון זילברבוש, החוג לביולוגיה וסביבה - אורנים


מהי ההחלטה החשובה ביותר שנקבל במהלך חיינו?
בשבילנו בני האדם זוהי שאלה קשה. אנחנו מקבלים עשרות החלטות מדי יום. לרוב ההחלטות שנקבל כמו מתי לקום, מה לאכול לארוחת הבוקר ואיזה אוטובוס לקחת לעבודה, תהיה השפעה קטנה לטווח הארוך. החלטות אחרות כמו בחירת מסלול לימודים, מקום מגורים או בן\בת זוג הן גורליות יותר, אך האם אנחנו יכולים באמת לשים את האצבע על ההחלטה הקריטית ביותר שנקבל במהלך חיינו?

אצל נקבות היתושים התשובה על השאלה הזו פשוטה יותר. נקבה של יתוש, כמו מיני חרקים רבים, אינה מטפלת בצאצאיה, והדאגה ההורית אצלה מסתכמת בהחלטה באיזה מקור מים להטיל את ביציה. במקרים רבים לא תזכה הנקבה לקיים מחזור שני של הטלות כך שהיא נדרשת לשים, באופן מילולי, את כל הביצים בסל אחד. לפיכך ישנה חשיבות עצומה מבחינת היתושה לדעת באיזה מקור מים להטיל. אם מקור המים קטן מדי, לא יהיה מספיק מזון לזחלים שיבקעו מהביצים. אם הוא צפוף מדי הם יתמודדו עם תחרות קשה, ואם יש טורפים במים יתכן שהזחלים ייאכלו מיד אחרי הבקיעה. החלטה שגויה עשויה בקלות להוביל למוות של כל הצאצאים ובכך תיכשל הנקבה בהעברה של המטען הגנטי שלה לדורות הבאים. לכן בחירת מקור מים, שיהיה מתאים להתפתחות הצאצאים היא ככל הנראה, ההחלטה החשובה ביותר שהיתושה תצטרך לקבל בחייה הקצרים.

יתוש המליחות, כוכב המחקר

למזלה, מצוידת היתושה בחוש ריח מרשים. קצות הגפיים, המחושים והבחנינים שלה מרוצפים בקולטנים הרגישים למגוון גדול של חומרים כימיים. חומרים אלו משמשים כסיגנלים הנותנים ליתושה מידע רב על סביבתה. כך מסוגלת היתושה לאתר שלולית מים קטנה בחושך מוחלט (באופן דומה היא תאתר מקור טוב לדם, אבל זה כבר לפעם אחרת). יתרה מזו, עוד לפני שהיתושה מגיעה אל המים היא מקבלת מידע רב על הרכבם. בנוסף ליכולת זיהוי של כמות החומר האורגני, רמת החומציות או המצאות מזהמים במים, יודעת היתושה מי כבר נמצא במים. ידע על ביצים, זחלים ומינים מתחרים או כאלה הטורפים זחלים, עוזרים לה להחליט בזמן קצר אם להטיל כאן או להמשיך לחפש.
בריכת הטלה נסיונית ליתושים


במעבדה של  דר' אלון זילברבוש בודקים מהם הגורמים המשפיעים על החלטה משמעותית זו. מחקר העומד להתפרסם בקרוב, מראה שלבחירת מקור המים על ידי הנקבה יש השפעות המרחיקות מעבר להישרדות הזחלים, וכי לסיגנלים הכימיים בהם נעזרת היתושה לצורך הבחירה תפקיד חשוב גם בעיצוב חברת האצות. מטרת המחקר הייתה לבדוק כיצד מאזנות נקבות מטילות בין כמה סיגנלים כימיים. לצורך זה הוצבו בשטח בריכות הטלה בעלי ריכוזי מליחות שונים אשר חצי מהם הכילו גם שטגבים טורפי זחלים (Notonectidae) הידועים כמפרישי חומר דוחה הטלות. המחקר נערך בכיכר סדום בסמוך למושב עין תמר, איזור המכיל מספר גדול של יתושים וחרקים אחרים המתרבים היטב במים מליחים. 

שטח המחקר בכיכר סדום

לאחר מספר שבועות של תיעוד ההטלות בבריכות, שמנו לב לתופעה מעניינת. בריכות שהכילו טורפים התמלאו גם באצות. התופעה הייתה כל כך ברורה עד שבבריכות אילו היינו צריכים לפנות מסך של אצות מפני המים לפני בדיקתם. דגימות של אצות שנלקחו מהבריכות הראו קשר חזק בין כמות האצות למספר זחלים של יתוש המליחות (Ochlerotatus caspius) שהיה מין היתוש הנפוץ ביותר בשטח. נקבות של מין יתוש זה (הידוע בחיבתו למים מליחים) הטילו את ביציהן על פני מגוון רב של ריכוזי מליחות אך נמנעו ממים מתוקים כשאלו הכילו זחלי יתושים של מינים מתחרים, וכן מבריכות שהכילו שטגבים טורפים. זחלים שהתפתחו בבריכות בהן כן הטילו הנקבות ניזונו מהאצות שבהן. בכך שינו הזחלים, לא רק את כמות האצות אלא גם את מבנה החברה שלהן.

מתוצאות המחקר אפשר לראות כי להחלטות שאנחנו מקבלים, לעיתים מתוך אינסטינקט וללא חשיבה מרובה, יכולות להיות השפעות מרחיקות לכת על חייהם של אחרים.

את התמונות המצורפות צילם דר' עדו צורים 

יום ראשון, 19 באוגוסט 2018

אורנים בהתחדשות


אורנים בהתחדשות
מעבדת רחל בן שלמה, לביולוגיה וסביבה, אוניברסיטת חיפה - אורנים

מה קורה ביער אורנים אחרי שריפה? עצי אורן ירושלים, מין האורן השכיח ביותר ובעל התפוצה הרחבה ביותר באגן הים התיכון, אינם שורדים את השריפות. מצד שני, הם מותאמים להתחדשות לאחר שריפה הודות לאצטרובלים בעלי מבנה מיוחד (המכונים אצטרובלים אפילים) המגנים על הזרעים מפני האש. הזרעים משתחררים מהאצטרובלים במהלך השריפה ומיד אחריה, נובטים ומאפשרים התחדשות של היער באקלים הים-תיכוני המועד לשריפות חוזרות.
הודות לתחרות מופחתת מול צמחים אחרים, נוצר תחת חופת עץ אורן ירושלים שרוף בית גידול מיטבי להתבססות והישרדות של נבטי אורן צעירים בשנות חייהם הראשונות. לכן, העצים המתחדשים לאחר שריפה גדלים באותם המקומות שבהם צמחו העצים הבוגרים לפני השריפה. לזרעי האורן יש כנפית שמאפשרת להם הפצה על ידי הרוח, אך הם גדולים וכבדים יחסית והכנפית שלהם נושרת בזמן ההפצה. בנוסף, מקורם של חלק מהזרעים הנובטים אחרי השריפה הוא מאצטרובלים אפילים הנופלים על הקרקע או נותרים על העץ השרוף. שילוב גורמים אלו מעלה השערה שמרבית הזרעים של העץ השרוף נפוצים בקרבת העץ, וזוכים לתנאים טובים לנביטה והתבססות בבית הגידול תחת חופתו.

אחרי השריפה הגדולה בכרמל, דצמבר 2010


אז האם אלה בעצם עצים ש"חיים לנצח" מבחינה גנטית, כלומר האם כל עץ שרוף פשוט מפנה את מקומו לצאצאים שלו שגדלים אחריו? תלמידת המוסמך אנה גרשברג, בהנחייתם של ד"ר רחל בן-שלמה ופרופ' גידי נאמן, בדקה את השאלה לגבי אוכלוסייה טבעית של אורן ירושלים בהר כרמל. בזמן המחקר הייתה האוכלוסייה בשלבי התחדשות, שנתיים לאחר שריפה שכילתה את כל העצים בשטח. אנה דגמה עשרה נבטים גדולים של אורן מתחת לכל אחד מעשרים עצים גדולים ושרופים. היא השתמשה בשיטות גנטיות כדי לקבוע את מידת הקרבה המשפחתית בתוך קבוצת הנבטים שמתחת לכל עץ שרוף, לבחון את המגוון הגנטי של הנבטים בתוך קבוצות ובין קבוצות, ולבדוק האם הקרבה בין קבוצות הנבטים עולה ככל שמיקומן בשטח קרוב יותר.
האצטרובלים שורדים את השריפה, וחלקם נפתחים ומפיצים זרעים לאחריה

ממצאי המחקר הראו שלא קיימת נטייה של נבטים תחת אותו עץ שרוף להיות קרובי משפחה. מרבית ההבדלים הגנטיים שנמצאו היו בתוך קבוצות הנבטים ולא ביניהן. כלל אוכלוסיית הנבטים שנבדקה התבררה כמגוונת גנטית, ולא נמצאה עדות לכך שהיא מורכבת מקרובי משפחה. בנוסף, מידת הקרבה הפיזית בין נבטים לא תאמה את מידת הדמיון הגנטי ביניהם.
תוצאות אלה מלמדות, שהפצת זרעי אורן ירושלים במהלך השריפה מתרחשת למרחקים גדולים יחסית. כתוצאה מכך, נבטים ממקורות שונים ומגוונים מתחרים על המקומות שמתפנים מתחת לעצים שרופים. היער, אם כן, משנה את פניו מבחינה גנטית כשהוא מתחדש אחרי שריפה.



יום ראשון, 5 באוגוסט 2018

חי על החסה: על הדברה ביולוגיה של חסת המים


מעבדת אלעד חיל, ביולוגיה וסביבה, אוניברסיטת חיפה - אורנים
מינים פולשים הם אורגניזמים שחרגו מתחום תפוצתם הטבעי בעקבות פעילות האדם. מינים פולשים עלולים להתפשט באזור המחיה החדש ולשבש את התפקוד של מערכות אקולוגיות ע"י דחיקה או טריפה של מינים מקומיים, שינוי אופי בתי הגידול, הפצת מחלות ועוד. אחת ההיפותזות המסבירות את הצלחת התבססות והתרבות מינים פולשים באזור חדש, היא היפותזת היעדר אויבים טבעיים (The enemy release hypothesis). ע"פ היפותזה זו מין פולש שחדר למערכת אקולוגית חדשה מתרבה ומתפשט משום שאין באזור הנפלש אויבים טבעיים המווסתים את אוכלוסייתו היות וברוב המקרים, אלה אינם מגיעים ביחד עם המין הפולש מאזור המוצא.
דוגמה למין פולש שמתפשט בארץ בשנים האחרונות הוא חסת המים (Pistia stratiotes) – צמח מים צף, עשבוני, רב שנתי הגדל במקווי מים מתוקים. חסת המים יוצרת מעטה צימוח צפוף מאד על פני המים אשר דוחק מינים מקומיים של צמחי מים, מצמצם את חילופי הגזים מפני השטח של המים ובכך גורם לירידה דרסטית בשיעור החמצן המומס במים ולעליית ריכוז ה-CO2 במים, גורם לירידה ב-pH, לשינויים במשטר הטמפרטורה של המים ולחסימת האור הנכנס לגוף המים. בנוסף לנזק האקולוגי, נגרם נזק כלכלי כאשר המעטה הצפוף של חסת המים סותם תעלות ומקווי מים ופוגע בפעילות דיג ושיט. לא ידוע בדיוק איך ומתי הגיעה חסת המים ארצה (היא נחשבת מין אנדמי בדרום ומרכז אמריקה), אך היא נצפתה לראשונה בישראל בשנת 2004 באגמון החולה ובתעלת ניקוז ביסוד המעלה שבגליל העליון, לאחר מכן בין השנים 2005-2008 נצפתה בנחלים דרומיים יותר החל משפך נחל צלמון, דרך נחל אלכסנדר בשרון ועד נחל לכיש במישור החוף הדרומי, ובשנים לאחר מכן מוקדים נוספים התגלו בשמורת עיינות תמסח בחוף הכרמל (2009), עין ריחנייה בנחל השופט (2011) ובלגונת הזאכי (2013).
הדברה של חסת המים בישראל מבוססת על עקירה ופינוי של האזור הנגוע באופן ידני או ממוכן. שיטה זו עשויה להיות יעילה במוקדים קטנים ורק אם היא מתבצעת באופן יסודי ועקבי, אך ברוב המקרים אינה מביאה לפתרון מוחלט של הבעיה, משום שלא ניתן להגיע לניקיון מלא והחסה מתחדשת במהירות רבה משאריות בשטח. שיטת הדברה נוספת היא ריסוס של קוטלי עשבים כימיים, אך גם יעילותם של אלה מוגבלת ואף בעייתית עקב חשש לפגיעה בצמחיה, זיהום המים וירידה בשיעור החמצן במים בגלל התפרקות הביומסה הצמחית.
תעלת מים בעמק חפר, מכוסה לחלוטין בשכבה עבה וצפופה של חסת המים
דרך נוספת להתמודדות עם מין פולש היא הדברה ביולוגית - שימוש באויבים טבעיים (טורפים, טפילים או פתוגנים). כאשר המין הפולש הוא צמח, ניתן להשתמש בפרוקי רגליים צמחוניים הניזונים ממנו. במהלך 2014-15 בוצע סקר שמטרתו היתה ללמוד האם קיימים בארץ אורגניזמים הניזונים מחסת המים, שעשויים לשמש להדברה ביולוגית יעילה של צמח זה. לצורך כך נדגמו צמחי חסה ממוקדים שונים ברחבי הארץ, החל מאגמון החולה ועד נחל אלכסנדר, וכל האורגניזמים שנמצאו עליהם תועדו, תוך תשומת לב חיפוש אחר סימני אכילה או נזק על הצמחים.
חסת מים בלגונת הזאכי.
המחקר בוצע ע"י תלמידת המוסמך צליל שטרית, בהנחיה משותפת של ד"ר אלעד חיל (החוג לביולוגיה וסביבה של אוניברסיטת חיפה במכללת אורנים) וד"ר ליאורה שאלתיאל-הרפז (מו"פ צפון / מכללת תל-חי).
במהלך הדיגומים נאספו מספר מאות פרטים שנמצאו על חסת המים, חלקם זוהו לרמת המין והשאר לרמת הסדרה או משפחה. רוב הפרטים שנאספו היו פרוקי הרגליים: עכבישניים שונים (בעיקר אקריות מסדרת ה Oribatida), מעט סרטנאים, קולמבולות וחרקים שונים. בנוסף לפרוקי הרגליים נמצאו גם רכיכות (שחריר הנחלים, בועונית חדה וביתניה זעירה). באף אחד מהאתרים לא נראו צמחים עם סימני נגיסה או נזק. עושה רושם, אם כן, שרוב היצורים שאיתרע מזלם להיתפס בדגימות פשוט חיים בבית הגידול המימי בקרבת או על גבי חסת המים (למשל, זחלים של שפיריות, שטגבים, סרטנאים, זחלי ימשושים ועוד) אך לא ניזונים ממנה או גורמים לה נזק. יחד עם זאת, מבין פרוקי הרגליים זוהו שתי כנימות הנחשבות למזיקות של צמחים שונים: כנימת עלה הנופריים (The waterlily aphid, Rhopalosiphum nymphaeae) וכנימה קמחית של ההדר (Planococcus citri). כנימת עלה הנופריים – כשמה כן היא, ניזונה גם מצמחי מים אחרים, ואילו קמחית ההדרים היא כנימה פוליפאגית, הניזונה ממגוון רחב של צמחים. שתי הכנימות נמצאו בכמויות קטנות מאד וכאמור לא נראו סימני נזק האופייניים להזנה של כנימות, כגון התייבשות של עלים או חלקי צמח אחרים, או סימפטומים של וירוסים צמחיים (כנימות רבות מעבירות וירוסים שפוגעים בצמחים).
צליל שטרית חותרת בקאנו ודוגמת חסת מים בלגונת הזאכי.

אז מה עושים..?
ניתן לייבא אויב טבעי מאזור המוצא של החסה כדי לעשות הדברה ביולוגית קלאסית. הדברה ביולוגית קלאסית של חסת המים בוצעה בעולם בעיקר באמצעות Neohydronomus affinis - חיפושית ממשפחת החדקוניות שמקורה באמריקה הדרומית. החדקונית יובאה לאוסטרליה, דרום אפריקה, סנגל, זימבבואה, קונגו, חוף השנהב, מאוריטניה, פפואה-גינאה החדשה וארה"ב (פלורידה), והביאה לתוצאות מרשימות ביותר תוך מספר חודשים עד שנים ספורות. ככל הידוע מהעבודות שנעשו על החדקונית עד היום, היא ספציפית לחסת המים ואין כל דיווח על נזק שהיא גורמת לצמחים אחרים במקומות בהם שוחררה. יבוא של אויב טבעי הינו הליך זהיר וארוך של הערכת סיכונים הכולל סקר ספרות יסודי, סקר פאוניסטי של א"ט מקומיים, הנפקת אישורים מהרשויות, גידול הא"ט בהסגר על מנת לוודא שהוא אינו נושא טפילים, ביצוע ניסויים לבדיקת טווח הפונדקאים שלו כדי לוודא שלא יפגע באורגניזמים שאינם המטרה, ועוד. במקרה של יבוא פרוקי רגליים להדברת צמחים מזיקים, יש לבדוק בהסגר האם אותו אורגניזם ניזון, מטיל ומתפתח על עשרות ואף מאות מיני צמחים שונים ורק אם נמצא שהוא ספציפי לצמח המזיק שאותו רוצים להדביר, הוא משוחרר. יחד עם זאת, יש לזכור שלעולם אין לדעת אילו השפעות בלתי צפויות עשויות להיות לאורגניזם מיובא במערכת אקולוגית חדשה בטווח זמן הארוך.