נפתרה תעלומה בת 200 שנה העוסקת בתנועת האלמוגים
חוקרי הטכניון והאוניברסיטה העברית במכון הבינאוניברסיטאי באילת גילו מדוע אלמוגים רכים "פועמים" (פותחים וסוגרים את זרועותיהם). בדיקה מעמיקה העלתה כי הפעילות הזו מאפשרת לאלמוגים לווסת את כמות החמצן שסביבם וכך להגדיל את תהליך הפוטוסינתזה לו הם זקוקים
התנועה הזו של זרועות הפוליפים, שנראית כמו אוסף פרחים מרהיבים שפותחים וסוגרים באלגנטיות את עלי הכותרת שלהם, היא תנועה ייחודית. להוציא את תנועת השחייה המוכרת של מדוזות, אין אף בעל חיים ימי שצמוד לשונית ומבצע תנועה שכזו. היות ומדובר בתנועה שדורשת השקעת אנרגיה רבה חייב להיות הסבר מניח את הדעת שיצדיק אותה.
התנועה המחזורית של המדוזות משמשת אותן לשחייה, לתנועה וללכידה של מזון. ההסבר הטבעי היה שהתנועה המרהיבה הזו נועדה לשם צייד ולכידה של מזון, אלא שבבדיקות רבות שנעשו בתוך מערכת העיכול של ההטרוקסניה לא נמצאו עדויות לטרף שנצוד על ידי האלמוג. היות וצייד הוא לא ההסבר, חייב להיות הסבר אחר שיצדיק את הוצאת האנרגיה על ידי ההטרוקסניה.
את ההסבר מצאה החוקרת מאיה קרמין במסגרת מחקר לתואר מוסמך שבוצע במכון הבין-אוניברסיטאי באילת בהנחייתם של פרופ' אמציה גנין מהאוניברסיטה העברית ופרופ' אורי שביט מהטכניון במחקר משותף שמומן על ידי הקרן הלאומית למדע.
הממצא המפתיע הראשון היה שההטרוקסניה עוצרת את פעולת הזרועות ויוצאת להפסקה של כחצי שעה בכל יום בשעות אחר הצהרים, לקראת שקיעת השמש. עם זאת למרות מאמצים רבים התקשו החוקרים להסביר בשלב ראשון את המנוחה הזו של האלמוג לאורך חצי שעה כל יום.
כדי לפתור את התעלומה של אלמוג ההטרוקסניה, פיתחה קבוצת המחקר מערכת מדידה תת ימית המכונה שאפשרה למדוד את שדה זרימת המים הסמוך לאלמוג. נמצא שאם צולל נוגע קלות בזרועות, האלמוג מכווץ את זרועותיו ומפסיק את פעולתן למספר דקות. רק לאחר שהאלמוג "נרגע" הוא מתחיל לפעום שוב ולחזור לפעילות מלאה. תכונה זו נוצלה על ידי החוקרים אשר מדדו שוב ושוב את תנועת המים מסביב להטרוקסניה, פעם כאשר היא פועמת ופעם כאשר היא קפואה במקומה.
כך מניתוח של כיוון תנועת המים נמצא שהתנועה המחזורית של זרועות האלמוג דוחפת את המים מהאלמוג אל המרחבים הפתוחים שמעליו. פעולה זו סיפקה רמז לתשובה מדוע מניעים האלמוגים את זרועותיהם. אלמוגים זקוקים לדו-תחמוצת הפחמן במשך היום ולחמצן במשך הלילה, כמו גם לחומרי דשן ("נוטריינטים"- חנקות וזרחות) במשך כל שעות היממה. אחד האתגרים של מושבות האלמוגים הוא לגרום לכך שהמים יהיו עשירים במרכיבים הרצויים להם על ידי ערבוב יעיל של המים שסביבם.
בעזרת מערכת המדידה המשוכללת הצליחו החוקרים לחשב את עוצמת הערבוב של המים שהתקבלה מהתנועה המחזורית של זרועות האלמוג. הממצא הבלתי צפוי היה שלמרות שתנועת הפוליפים לא מתואמת ושכל אחד מהם מתחיל את מחזור התנועה בזמן אחר, ההשפעה המצטברת של הפוליפים הייתה הגברה משמעותית של הזרמים שמסביב למושבה, ובעיקר את המהירות האנכית המרחיקה מים מהאלמוג ובכך מצמצמת באופן ניכר פוטנציאל הסינון החוזר של אותם מים.
לאור זאת שיערו החוקרים כי פעימת הזרועות דרושה כדי לאפשר לאלמוג לבצע פוטוסינתזה. בהקשר לכך יש לציין כי אלמוגים הם מהיצורים העתיקים ביותר ששרדו בכדור הארץ. אחד ה"סודות" של שרידותם הבלתי נתפשת הוא שהם "מארחים" בתוך הרקמה שלהם אצות סימביוטיות המבצעות עבורם פוטוסינתזה. נמצא שתנועה של מים סביב אלמוגים הכרחית לשם הרחקה של חמצן. ללא תנועה של המים יעלה ריכוז החמצן ברקמת האלמוגים ומחזור הפוטוסינתזה יקטע.
לאור זאת התשובה לשאלה מדוע ההטרוקסניה מניעה את זרועותיה נמצאה סוף-סוף בניסויי המעבדה. בתחילה נמדד קצב הפוטוסינתזה של הטרוקסניה פועמת ונמצא שכל עוד היא פועמת קצב הפוטוסינתזה גדול פי 5-8 מקצב הפוטוסינתזה כאשר הזרועות מפסיקות את תנועתן.
גילוי זה הוא פריצת דרך מדעית כיון שלמרות שהתנועה האלגנטית של זרועות ההטרוקסניה ריתקה את עולם המדע ולכדה את תשומת ליבם של החוקרים כבר לפני מאתיים שנה לא נמצא לכך הסבר. עתה, בעקבות המחקר, נמצא שתנועת הזרועות גורמת לעליה ניכרת ביעילות קשירת פחמן דו חמצני לאנזים הפוטוסינתטי RuBisCO והקטנת קצב הפוטורספירציה, הסבר שמצדיק את השקעת האנרגיה של הפעימות. למעשה, בזכות הפעימות, היחס בין פוטוסינתזה לנשימה באלמוגים הפועמים הוא הגבוה ביותר שנמדד אי פעם בקרב אלמוגי אבן ואלמוגים רכים שאינם פועמים.
ממצאי המחקר מעידים על כך שתנועת הפעימה יכולה לשמש כאמצעי יעיל ביותר הן להרחקת מים מהגוף הפועם והן להגברה ניכרת של שיחלוף חומרים בינו לבין המדיום הזורם מסביבו. לשני התהליכים (הרחקת המדיום ושיחלוף חומרים) פוטנציאל ליישומים ייחודיים בהנדסה וברפואה. בימים אלה עוסקת קבוצת המחקר בניסיונות להרחיב את תוצאות המחקר ולפתח מודלים מתמטיים שיוכלו לשמש כלי ליישום הממצאים לפיתוח מערכות שימושיות לאדם.
נא להמתין לטעינת התגובות
