על סופות אבק וחיידקים עזי רוח

חיידקים, נגיפים ושאר יצורים מיקרוסקופיים נודדים ברחבי העולם ללא מאמץ. בזכות גודלם הזערורי, רוחות נושאות אותם על-גבי אבק וחלקיקים אחרים לרוחבם ולאורכם של יבשות ואוקיינוסים. חוקרים רבים, ובהם מדעני מכון ויצמן למדע, מתעדים כבר שנים מסעות אלה באמצעות איתור חומר גנטי בדגימות אוויר, אך שאלה מכרעת נותרה פתוחה: מה מצבם של המיקרואורגניזמים שנוחתים לאחר ששייטו ימים ארוכים בתנאים של טמפרטורות נמוכות, יובש רב וקרינה אולטרה-סגולה חזקה, והאם יש ביכולתם להתרבות ולהשפיע על בני-אדם, צמחים ובעלי-חיים במקום החדש שאליו הגיעו?

ממחקר חדש במעבדתו של פרופ' ינון רודיך מהמחלקה למדעי כדור-הארץ וכוכבי-הלכת במכון ויצמן, עולה כי לפחות חלק מהחיידקים הנישאים ברוח מגיעים ליעדם כשהם בחיים וביכולתם "להשתקע" במקום ולהתרבות – ממצאים בעלי השלכות על בריאות האדם וכן על בריאותם של צמחים וחיות משק. "ידוע כי שהייה בחוץ בזמן סופת אבק מזיקה לבריאות. כעת אנחנו יודעים גם שסופות אלה נושאות בכנפיהן חיידקים חיים", אומר פרופ' רודיך. "לאור הצפי להתגברות תכיפותן של סופות אבק בעידן שינוי האקלים, ייתכן שהממצאים החדשים יאפשרו בעתיד להזהיר מפני סופות באופן ממוקד אוכלוסיות שונות, כגון מדוכאי חיסון או חקלאים".

בניגוד לרובנו, המעוניינים להימנע מסופות אבק במידת האפשר, ארקורקמאז רדף אחריהן במשך חודשים. איתרע מזלו, ובמהלך תקופת המחקר כמה מהן ביקרו באזורנו דווקא בסופי שבוע. כך הוא מצא עצמו מבלה לבד על גג המעבדה שבתות וחגים – כולל בשעות הקטנות של הלילה

אזור מזרח הים-התיכון, ששימש נתיב תעבורה חשוב לבני-האדם משחר התרבות, מתאים במיוחד לחקר מסעותיהם האוויריים של מיקרואורגניזמים. יצורים אלה מגיעים לאזורנו על מצע של אבק מדברי מארבע כנפות האזור: מהסהרה, מחצי האי ערב, מגבול סוריה-עיראק ומאירופה. המחקר החדש – בהובלת בוראק עדנאן ארקורקמאז, שהגיע בעצמו למכון ממדינה ים-תיכונית אחרת, טורקיה – נשען על דגימות אוויר שנאספו בישראל בזמן סופות אבק ובין סופה לסופה באמצעות מכשור המותקן על גג מעבדתו של פרופ' רודיך. לאחר האיסוף הופרדו הדגימות לגדלים שונים במטרה לאתר בהן חומר גנטי. מכיוון שמולקולות די-אן-אי עמידות יחסית ומאריכות ימים יותר מאשר בעליהן, חיפשו המדענים גם חומר גנטי מסוג אחר, ש"חיי המדף" שלו קצרים בהרבה: מולקולות אר-אן-אי המשועתקות מהדי-אן-אי לצורך פעולות שונות בתא. יחס גבוה של אר-אן-אי לדי-אן-אי יכול להעיד על כך שפעילות גנטית מתרחשת בתא או התרחשה זה לא מכבר. במלים אחרות: מדובר בסימני חיים.

"ההנחה שלנו הייתה שאם נמצא בחיידק כלשהו יותר אר-אן-אי מאשר די-אן-אי, פירוש הדבר הוא שהחיידק הזה בחיים או שהיה בחיים עד ממש לא מזמן", אומר ארקורקמאז.

ארקורקמאז וד"ר דניאלה גת, אף היא ממעבדתו של פרופ' רודיך, איתרו לא פחות מ-5,000 מיני חיידקים בדגימות האוויר. ריצוף אר-אן-אי הראה שבערך 10% מכלל החיידקים שנמצאו בדגימות היו בחיים. מקצתם היו חיידקים מחוללי מחלות בבני-אדם, בחיות או בצמחים, כמו למשל הסוג פסאודומונס הכולל כמה מינים הגורמים זיהומים בבני-אדם ובחיות משק. סוגים אחרים שנמצאו בדגימות מעורבים בתהליכים ביוכימיים שונים: למשל חיידקי ספינגומונס, שמינים שונים שלהם מעורבים בתסיסה של ענבים המשמשת להכנת יין, או חיידקי מתילורוברום, שחלקם משפיעים על הבשלתם של תותי שדה וטעמם.

החוקרים גילו גם שככל שהחלקיקים בסופה היו גדולים יותר, כך גבר הסיכוי לאתר אוכלוסיות חיידקים גדולות ומגוונות יותר. ממצאים אלה עשויים להשפיע על תפיסת הסיכון הנשקף מסופות אבק, שכן כיום חלקיקים קטנים יותר נתפסים לרוב גם כמסוכנים יותר, וזאת בשל יכולתם לחדור לעומק הריאות. יתרה מכך, "חיבתם" של חיידקים לחלקיקים גדולים מרמזת גם על האופן שבו הם שורדים את המסע המפרך: ככל הנראה, הם "תופסים טרמפ" על חלקיקי אבק מדברי או שהם עצמם מתגודדים יחדיו לצברים, כלומר חלקיקים, באופן המגן עליהם מפגעי המסע – בדומה לדרך שבה מושבות חיידקים מבודדות עצמן מסביבה עוינת בעזרת ציפוי דק המכונה ביופילם. ואכן, ארקורקמאז הראה במחקר שהחיידקים בדגימות שהיו בסבירות גבוהה בחיים, השתייכו למינים המוכרים כיוצרי ביופילם.

החוקרים התחקו גם אחר מקום המוצא של החיידקים השונים באמצעות מעקב אחר מסלולי רוחות במהלך סופות אבק והצלבת נתוני לוויין על סופות אלה עם תאריכי איסוף הדגימות. ממצאיהם הראו כי הרכב החיידקים בדגימות השתנה בהתאם למקום שממנו המריא האבק לדרכו.  

בניגוד לרובנו, המעוניינים להימנע מסופות אבק במידת האפשר, ארקורקמאז רדף אחריהן במשך חודשים. איתרע מזלו, ובמהלך תקופת המחקר כמה מהן ביקרו באזורנו דווקא בסופי שבוע. כך הוא מצא עצמו מבלה לבד על גג המעבדה שבתות וחגים – כולל בשעות הקטנות של הלילה. אבל ארקורקמאז לא מתלונן. אחרי הכל, הנוף היה מרהיב ואולי חשוב מכך – ההשקעה השתלמה. "הממצאים שלנו שופכים אור חדש על ההשלכות הסביבתיות של חיידקים הנישאים ברוח", הוא מסכם.