רואים עולם

01.11.2001
 
פרופ' ליאה אדדי ופרופ' סטיב ויינר. גבישי קלציט מעוצבים
 
 
נחשונים ימיים מהמין "אופיוקומה ונטי" מייצרים בשלד החיצוני שלהם עדשות גבישיות המאפשרות להם להבחין בעוד מועד בטורפים מתקרבים. מערכת "ראייה" זו, המבוססת על עדשות גבישיות, היא הראשונה והיחידה מסוגה שהתגלתה עד כה בבעל-חיים הקיים כיום בכדור-הארץ. תגלית זו היא פרי מחקר משותף של מדענים ממכון ויצמן למדע, ממעבדות "בל" בניו-ג'רסי ומהמוזיאון להיסטוריה של הטבע בלוס אנג'לס.
 
ראשיתו של המחקר בסדרת מחקרים שביצעו פרופ' ליאה אדדי, דיקן הפקולטה לכימיה, ופרופ' סטיב ויינר, מהמחלקה לביולוגיה מבנית שבמכון ויצמן למדע. הם חקרו את הדרך שבה בעלי חיים חסרי חוליות בונים את השלד החיצוני שלהם, תוך השפעה על דרך היווצרות הגבישים,באמצעות הפרשת חלבונים שונים, המשמשים מעין "תבניות" שבהן נוצרים הגבישים. עיצובן של התבניות, הנקבע על פי סוג החלבונים המופרשים, הוא הקובע את אופיו של הגביש שנוצר.
 
המדענים ממכון ויצמן נפגשו עם גורדון הנדלר מהמוזיאון לחקר ההיסטוריה של הטבע בלוס אנג'לס. הוא הפנה את תשומת לבם למין מסוים של נחשונים ימיים ("אופיוקומה ונטי"), שהתנהגותם העידה על כך שהם בעלי רגישות לאור המאפשרת להם לזהות שינויי אור הנגרמים על-ידי טורף מתקרב, דבר שמאפשר להם להימלט בעוד מועד. הנדלר חשד שהגבשושיות שעל פני השטח של השלד החיצוני של הנחשונים האלה מתפקדות כעדשות המעבירות את אור הסביבה אל מערכת העצבים של הנחשונים. חשד זה התחזק לנוכח העובדה שמתחת לשכבת השלד החיצוני של הנחשון אכן נמצאה מערכת עצבית מסועפת יחסית.
 
אדדי וויינר, יחד עם תלמידת המחקר שלהם באותו זמן, ד"ר ז'נה אייזנברג, העובדת כיום במעבדות "בל" שבניו ג'רסי, החלו לחקור את התופעה. הם גילו שכל גבשושית היא גביש של קלציט, ושהיא אכן מעוצבת כעדשה שהציר האופטי שלה ניצב לפני השטח של העדשה, ועובר דרך נקודת המוקד של העדשה. משמעות התכונות האלה היא, שיכולתה של עדשת הקלציט להעביר אור מבלי לפצל אותו מוגבלת לכיוון אחד בלבד: כלפי מטה, ואילו המבנה הגיאומטרי של העדשה ממקם את מישור המוקד שלה בדיוק במקום שבו מצויה מערכת העצבים התת-שלדית של הנחשון. אבל האם זה באמת מה שקורה בטבע? כלומר, האם העדשה הזאת אכן מרכזת את קרני האור ומעבירה אותן אל קצות העצבים של הנחשונים? החוקרים התקשו למצוא דרך לענות על השאלות האלה באמצעות ניסוי מבוקר. מאז עברו שנים אחדות, עד שבאחרונה נמצאה דרך לבצע ניסוי לבחינת התופעה. הניסוי בוצע במעבדות "בל" שבניו ג'רסי, תוך שימוש בטכניקות מתחום חקר המוליכים למחצה. ד"ר אייזנברג הסירה עדשות קלציט משלד חיצוני של נחשון ממין "אופיוקומה ונטי", והתקינה אותן במעין "מסכה" שמתחתיה הונח חומר רגיש לאור. בשלב זה נחשפה המערכת לאור, ולאחר מכן נבדק החומר הרגיש לאור, והתברר שהאור הגיע אליו בדיוק בנקודות שמתחת לעדשות הקלציט. חזרה על הניסוי הזה תוך שינוי המרחק שבין העדשות לחומר הרגיש לאור הראתה, שמישור המיקוד של העדשה (שבו היא מרכזת את האור בשיעור של פי 50) מצוי בדיוק בעומק המחושב לפי חוקי האופטיקה, שבו מצויים קצות העצבים במערכת העצבים התת-שלדית של הנחשון.
 
מערכת ה"ראייה" של הנחשון מהמין "אופיוקומה ונטי" היא הראשונה והיחידה מסוגה שהתגלתה עד כה בבעל-חיים הקיים כיום בכדור-הארץ. פרופ' סטיב ויינר אומר, שמערכת דומה עמדה, כנראה, לרשותם של הטרילוביטים, סדרה של בעלי-חיים ימיים שהתקיימו בכדור-הארץ הקדום לפני בערך 350 מיליון שנה.
רואים עולם
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם