אקווריום זעיר מאפשר לחקור השפעת שינויי אקלים על תהליכים מיקרוסקופיים באלמוגים

מדעני המכון פיתחו אקווריום זעיר, המאפשר לחקור השפעות של שינויי אקלים על תהליכים מיקרוסקופיים באלמוגים חיים. בימים אלה מותאמת המערכת למעקב אחר מחזורי המזון והפחמן של אלמוגים.

שוניות אלמוגים מכונות לעיתים "יערות הגשם של האוקיינוס", ומשמשות בסיס לרבות מרשתות המזון הימיות. אלמוגי האבן, הבונים את השונית, גם סופגים כ-90-70 טונות פחמן מהאטמוספירה בכל שנה, מה שתורם להפחתת גזי החממה ומאט את התחממות האקלים. משום כך, ההכחדה המתמשכת של האלמוגים, הנגרמת בחלקה הגדול כתוצאה משינויים סביבתיים מעשה ידי אדם, עלולה להשפיע בהמשך על חיינו. אבל מה, בדיוק, גורם את מות האלמוגים? שאלה זו מעסיקה מדענים רבים בעולם, ביניהם מדענים במכון ויצמן למדע. מדעני המכון פיתחו מערכת ניסויית חדשה, המאפשרת להחזיק אלמוג חי בתנאי מיקרו-זרימה. מערכת זו מאפשרת לחקור את מנגנוני החיים של אלמוגים ברזולוציה גבוהה מאי פעם, ובכך לתרום להבנת התהליכים התורמים להכחדת יצורים מרתקים אלה.

אלמוג הוא למעשה מושבה של בעלי-חיים זעירים, דמויי מדוזה, הקרויים פוליפים. פוליפים אלה יוצרים שכבת רקמה דקה המכסה את השלד המבוסס על סידן, שבעצמו נבנה מפחמן דו-חמצני ומסידן אשר קולטים הפוליפים מן המים. את רוב האנרגיה לתהליך זה תורמות אצות חד-תאיות: הן גדלות בתוך תאי האלמוג, ומספקות לו חמצן וחומרי מזון. בתמורה לכך הן מקבלות מן האלמוגים פחמן דו-חמצני וחומרי מזון, ובין "ענפיהם" הן מוצאות מיקלט מפני טורפים. לסימביוזה זו יש חשיבות רבה כשמדובר בהרס המתמשך של שוניות האלמוגים. שכן, אחת הפגיעות באלמוגים, שבסופו של דבר גורמת את מותם, היא "הלבנה": האלמוגים מאבדים את האצות הגדלות איתם, ושלדם הלבן נחשף. "כדי להבין מה קורה כאשר מתרחשת באלמוגים הלבנה", אומר ד"ר אסף ורדי, מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן למדע, "עלינו להתעמק במה שקורה ליצורים אלה, בתנאים שונים, ברמה התאית וברמה המולקולרית".

ד"ר ורדי וחברי קבוצתו – החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר אור שפירא, ד"ר אסתי וינטר, ותלמיד המחקר אסף גביש – בשיתוף עם פרופ' רומן סטוקר מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ומהמכון הטכנולוגי הפדרלי של שווייץ (ETH), פיתחו מערכת שהם מכנים "אלמוג על שבב". מערכת זו, אשר איפשרה למדענים, לראשונה, לבחון פוליפים של אלמוג חי תחת מיקרוסקופ, מבוססת על טכנולוגיית מיקרו-זרימה שמאפשרת להם לשלוט בתנאים הסביבתיים בנפח מים מזערי, תוך שהם עוקבים אחר תהליכים תאיים באלמוג. לצורך פיתוח המערכת חשפו המדענים חתיכה קטנה של אלמוג לתנאי עקה, ועקב כך שיחרר האלמוג את הפוליפים שלו. את הפוליפים המשוחררים "יישבו" המדענים בתאי המיקרו-זרימה, וכך יכלו לחזות, בעזרת מיקרוסקופ, במושבות אלמוגים זעירות הגדלות ומתפתחות בתנאים מבוקרים.

באמצעות המערכת שפיתחו צילמו המדענים, לראשונה, את התפתחותם של גבישי ארגוניט – אבני הבניין שמהן מורכב שלד האלמוג. קבוצת המחקר אף הצליחה לחזות בנקודת ההתחלה של מחלה אשר תקפה את אחד האלמוגים. חשיפת מושבות האלמוגים הזעירות לעוצמות אור גבוהות, שידוע כי הן עשויות לגרום להלבנת האלמוגים, איפשרה לחברי הקבוצה לעקוב אחר תהליך איבוד האצות, כלומר ההלבנה – תא אחר תא.

קבוצת המחקר כבר נמצאת בעיצומה של התאמת המערכת החדשה למעקב אחר מחזורי המזון והפחמן של אלמוגים שמהם בנויות שוניות, במטרה ללמוד עוד על מנגנוני המחלה וההלבנה באלמוגים. "לאלמוגים רבים כבר לא נותר זמן רב", אומר ד"ר ורדי. "עלינו להבין לעומק כיצד בני-האדם משפיעים על כושר הישרדותם של האלמוגים, וכיצד הם משפיעים על הישרדותנו. המערכת שפיתחנו עשויה לסייע למדענים לחקור מיגוון רחב של נושאים: הגנים של האלמוג המעורבים בהישרדותו, שיטות לבניית שוניות שנוקטים אלמוגים, והשפעת האלמוגים על מחזור הפחמן הימי".

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il