הינך נמצא כאן

איך עושה אלמוג?

01.12.2014

פעמים רבות אנו חושבים על אלמוגים כעל "אבנים חיות", התלויות לחלוטין בחסדי הזרמים שבים כדי להשיג חמצן וחומרי מזון. אך מה עושים האלמוגים כאשר נרגעים הזרמים, והים שקט? באמצעות שילוב בין שיטות מיקרוסקופיה רבות-עוצמה לצילום וידאו במהירות גבוהה גילו חברי קבוצות המחקר של ד"ר אסף ורדי, מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן למדע, ושל פרופ' רומן סטוקר מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), היבט חדש ומפתיע באלמוגים בוני-השונית: מתברר כי אלמוגים אלה ממלאים תפקיד פעיל באיסוף מזון וחומרים אחרים הדרושים להם לחילוף חומרים.

 

פני השטח של אלמוג בונה-שונית הקרוי Pocillopora damicornis. כל תא אפידרמלי "מנופף" בריס יחיד. הקצב המסונכרן שבו זזים הריסים גורם ליצירת מערבולות סוערות. צילום: ד"ר אור שפירא, ד"ר ילנה קרטבלישוילי, ד"ר אסתי קרמרסקי-וינטר וד"ר אסף ורדי

 

שיתוף פעולה בין ד"ר אור שפירא ממעבדתו של ד"ר ורדי לבין ד"ר ויסנטה פרננדז ממעבדתו של פרופ' סטוקר הניב, לראשונה, צילום של ריסי האלמוג (שערות דקות המכסות את פני השטח של האלמוג) בפעולה. תצפיותיהם חשפו, כי האלמוג משתמש בריסיו כדי להאיץ את חילוף החומרים בינו לבין המים הסובבים אותו. הוא עושה זאת על-ידי כך שהוא יוצר מערבולות סוערות, אשר מאפשרות לו למשוך אליו חומרי מזון, ובה בעת להרחיק את הפסולת הרעילה המצטברת במושבה. באמצעות מעקב אחר חלקיקים מיקרוסקופיים בסביבת האלמוג הצליחו המדענים ללמוד את דפוסי זרימת מערבולות האלמוגים.

 

ממצאים אלה, שפורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי "רשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב" (PNAS), מסבירים כיצד הצליחו האלמוגים לבסס שוניות גדולות. עד כה היה נהוג לחשוב שמושבות אלמוגים השוכנות, לדוגמה, באזורים בעלי זרם חלש, נתונות בסכנה, כיוון שהן עלולות להיקלע למחסור חמור במזון ולהצטברות של פסולת. ובכל זאת, האלמוגים שורדים, ואף משגשגים. "ממצאינו חושפים כי האלמוגים בוני- השונית הם 'מהנדסים' פעילים", אומר ד"ר שפירא. "האלמוגים מתכננים בקפידה את סביבתם, ורק כך הם מצליחים להתמודד ולשרוד נוכח איתני הטבע". היבט נוסף של הישרדותם הוא הקשר השיתופי שהם מנהלים עם האצות שחיות בתוך רקמותיהם. אצות אלה מספקות לאלמוג פחמן וחומרי מזון אחרים הדרושים לו; בתמורה, מציע האלמוג לאצה "בית", וחומרים אחרים הנחוצים לה. מבחינת האלמוגים, החיסרון העיקרי הוא, שעל האלמוגים לנקות את הפסולת שיוצרים "הדיירים", בנוסף לפסולת שהם מייצרים בעצמם.

 

 

תנועת הריסים בין שני פוליפים בשונית האלמוגים Pocillopora damicornis, המראה חלבוני אלמוגים פלורסנטיים (בירוק), אצות סימביוטיות (באדום) ואת מסלולם של חלקיקי המעקב (בכחול). קנה מידה: 200 מיקרומטר. צולם בעזרת שיטה חדשנית, אותה פיתחה קבוצתו של ד"ר אסף ורדי. שיטה זו מאפשרת צילום מיקרוסקופי בזמן אמת של פוליפי האלמוגים. צילום: ד"ר אור שפירא, ד"ר אסתי קרמרסקי-וינטר וד"ר אסף ורדי

 

על אף הצלחת שוניות האלמוגים, השפעות ההתחממות הגלובלית ממשיכות לאיים על דרך חייהן: האלמוגים רגישים מאוד לשינויים בטמפרטורה, וכאשר הם נמצאים במצב עקה, הם מסלקים את האצות מהרקמה. תופעה זו קרויה "הלבנה" (bleaching), כיוון שבמהלכה מאבדים האלמוגים את פיגמנט הצבע של האצות, ושלדם הלבן נראה מבעד לרקמתם השקופה. כתוצאה מתהליך זה מאבדים האלמוגים את הקשר הסימביוטי החיוני לשגשוגם, שכן, גם אם הלבנתם לא בהכרח גורמת את מותם, העקה שהם נתונים בה מחריפה, ועקב כך הם נעשים פגיעים יותר למחלות. ואכן, בעקבות תופעת ההלבנה גוועו בעשורים האחרונים שוניות רבות. התובנות החדשות אליהן הגיעו המדענים עשויות לסייע להבין את מצבן הבריאותי של שוניות האלמוגים, ולחזות תהליכים המתחוללים בהן בעוד מועד.

 

המדענים עדיין אינם יכולים להוכיח שכל האלמוגים נוהגים באותה צורה, אבל הטבע מציג רמזים שאכן כך. "עצם העובדה שכל ששת הזנים שבדקנו הפגינו יכולת ליצור את המערבולות, והעובדה שהריסים נשמרו במשך 400 מיליון שנים של אבולוציה, הם בגדר ראיות לכך שייתכן כי לשוּניות אלמוגים אלה יש יתרון אבולוציוני מובהק", אומר ד"ר ורדי. מעבר לכך, על אף שאפשר למצוא ריסים דומים גם באורגניזמים מורכבים יותר, כמו דרכי הנשימה בבני-אדם, שם הם עוזרים "לטאטא" זיהומים שונים, הרי שמעצם היותם איברים פנימיים קשה לחקור אותם. לכן, ממצאים אלה עשויים לשמש מודל להבנת יחסי הגומלין של תחלואת המיקרו-אורגניזמים בעלי הריסים.

 

ייתכן שבעתיד אפשר יהיה ליישם את הממצאים האלה. ריסים מלאכותיים הם אחד הפתרונות המוצעים לקידום ערבוב נוזלים בשבבים מיקרו-נוזליים, בהם מעוצב אוסף של מיקרו-ערוצים לכדי חומרים שונים, כגון סיליקון. "אולי בעתיד נוכל ללמוד מאלמוגים כיצד לייעל את סידור הריסים, כך שנצליח למצוא דרך טובה יותר לערבוב נוזלים בהתקנים אלה", אומר ד"ר שפירא.

 

זרימת המערבולת מגבירה את תחלופת החמצן וחומרי המזון בין האלמוגים לסביבתם. מסלולי חלקיקי המעקב מסומנים בצבעים, המעידים על מהירות התנועה. צילום: ד"ר אור שפירא, ד"ר אסף ורדי, ד"ר ויסנטה פרננדז ופרופ' רומן סטוקר

 

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם