האיצטלן (sea squirt) הינו בעל חיים ימי חסר חוליות עמוד שדרה, אך בעל מיתר הדומה לחוט השדרה של האדם. יש לו מוח אשר משגר הוראות לשאר חלקי הגוף באשר לצורך שלו להתנהל בסביבה. מאידך בעל חיים זה גם מקבל מידע מהסביבה על טורפים, על מקומות הסתתרות טובים ועל טמפרטורת המים בה הוא נמצא.

בתחילת חייו, מנווט לו האיצטלן את דרכו באוקיינוס, ולאחר שהוא מוצא סלע מתאים, הוא מתיישב שם ישיבת קבע ולא זז משם לעולם. מיד לאחר מכן הוא פשוט "אוכל" את המוח שלו, שלו הוא כבר לא זקוק. בעקבות כך, מוחו נעשה קטן מאוד ואף נעלם קליל.

מחקר ישראלי של החוקרת ד"ר נועה שנקר והסטודנטית טל גורדון מהמחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת תל-אביב גילה בנוסף שאיצטלן בשם פוליקרפה מיטיליגרה, אשר חי בשונית האלמוגים באילת, מסוגל לפלוט בתגובה ללחץ מכאני קל את כל מערכת העיכול שלו, ואז לבנות מערכת עיכול חדשה. פליטת המעי כנראה נועדה על מנת לגרום לטורפים פוטנציאליים לאכול את המעי הנפלט ואז להקיא אותו החוצה ולסגת מהאזור. היפטרות מאיברי גוף ושיחזורם איננה דבר חדש בעולם הטבע, אלא שהדבר נעשה בדרך כלל לאיברים שאינם חשובים, כמו זרוע או זנב. אצל האיצטלן מתגלה, בפעם הראשונה, פליטה של איבר שהוא בעל חשיבות גדולה להישרדותו של בעל החיים (חשוב לציין שגם פליטת המעי איננה ייחודית לאיצטלן, כיוון שגם מלפפון הים מסוגל לפלוט את המעי שלו, אלא שמלפפון הים איננו ממערכת המתירניים, המערכה שעליה נמנים גם בני האדם). מחקר זה מעורר עניין רב בעולם בשל היכולת להבין כיצד לשחזר ולחדש רקמות רכות שנכרתו אצל בני האדם.

 

קישור לכתבה על האיצטלן האוכל את מוחו

המחקר על יכולתו של האיצטלן לפלוט את המעי שלו לסביבה ולבנות אותו מחדש

 

 

 

 

 

OceanOne- צוללן רובוטבשנת 1664 הפליגה ספינת הדגל של לואי ה-14, La Lune, עם אוצרות עלומים בתוכה מחופי צרפת, אך טבעה לאחר מסע של כ-20 קילומטרים. מאז אף אדם לא הצליח להגיע אליה וכעת רובוט צוללן, פיתוח של אוניברסיטת סטנפורד, הצליח לאסוף מהספינה כד קטן ולהביא אותו אל מעל פני הים.
הרובוט, שמו OceanOne, הוא דמוי אדם באורך של כמטר וחצי. מותקנות עליו מצלמות לראייה תלת-מימדית, זוג זרועות עם צבתות מכניות וחיישני מגע, ומנועים המניעים אותו. חיישני המגע מאפשרים למפעיל הרובוט לחוש במה שהרובוט נוגע ולשלוט בו כאילו הוא בעצמו מרים את הכד מקרקעית הים. המידע עובר כיום, מהרובוט אל המפעיל ומהמפעיל אל הרובוט, דרך כבל דק, כאשר בעתיד מתוכננת גם תקשורת אלחוטית אשר תאפשר גמישות רבה יותר וכניסה לחללים סגורים.
למרות שיש כיום אפשרות להביא צוללנים לעומקים גדולים, הדבר די מסוכן ודורש ניסיון רב שנים – לכן החשיבות הרבה של פיתוח רובוט שכזה. בעזרתו אפשר יהיה גם לחקור עומקים שאליהם בני אדם לא מסוגלים להגיע כלל, להניח תשתיות בקרקעית הים, לטפל ביסודות מבנים כגון אסדות קידוח ועוד.

מבוסס על כתבתו של עידו גנוט, גלילאו מ"ס 213, ע"מ 10

 

קישור לידיעה- אונ' סטנפורד

סרטון וידאו אשר מציג את פעולתו של הרובוט

שוניתן לימוני2דג שוניתן לימוני (Pomacentrus moluccensis) הוא דג אשר חי בשוניות האלמוגים של האוקיינוס השקט המערבי. כמו לכל דג, יש לו אוייבים והוא נאלץ להתמודד איתם באמצעים שונים. אחד האמצעים הללו הוא חומר אותו משחררים דגים פצועים לזירה, כאשר חומר זה משמש כחומר אזעקה ומושך דגים אחרים אל הזירה.
מחקר אשר נעשה באוניברסיטת ג'יימס קוק שבאוסטרליה על-ידי אונה לונסטדט (Lonnstedt) ומארק מק'קורמיק (McCormick) סבר שחומר זה נועד למשוך דווקא אוייבים אל הזירה ולא דגים אחרים לעזרה. בניסוי שעשו הם אכן ראו שהחומר אותו מפריש דג פצוע גורם למשיכת טורפים כגון דגי צבעון מהמין פסאודוכרומיס פוקוס (Pseudochromis fuscus) שאחריהם עקבו בעיקר, דגי קוד (בקלה), פורל ואפילו כרישים. לטענתם המטרה של הפרשת החומר היא למשוך אויבים לזירה על מנת לאפשר לשוניתן לנצל את המהומה ולברוח. במחקר נוסף הם הדגימו הצלחת השוניתן לברוח ביותר מקרים כאשר הצטרף לזירה טורף נוסף.
מחקר זה מעורר מחשבות לגבי תכונת בעלי חיים רבים, כולל האדם, להשמיע צעקות כאשר הם במצוקה ושאולי במקור המטרה היתה קצת שונה ממה שאנחנו חושבים כיום.

מבוסס על כתבתם של ד"ר יונת אשחר וד"ר נעם לויתן, גלילאו מ"ס 207, ע"מ 14-13

 

קישור למאמר המקורי- אתר royalsocietypublishing

סרטון של דגי השוניתן הלימוני

דיונון
דיונון מסוג Doryteuthis pealieii

התיאוריה הביולוגית השלטת כיום, אשר מגובה בהוכחות מהשטח, היא שמידע גנטי מועתק מה-DNA אל RNA ומשם מתורגם לחלבונים. מאידך מסתבר שאפשרי גם לערוך את המידע ב-RNA, על מנת להפיק חלבונים אחרים מהכתוב ב-DNA. דרך זו נקראת עריכת RNA. אצל האדם עריכת RNA כזו נפוצה בעיקר בגנים של מערכת העצבים.
מחקר בינלאומי חדש, שהובל על-ידי פרופ' ג'ושוע רוזנטל מהמכון לנוירוביולוגיה באוניברסיטת פורטו ריקו ופרופ' אלי אייזנברג מבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל-אביב, בעזרתו של תלמיד המחקר שחר אלון, השווה את הקידוד הגנטי ב-DNA של דיונון מהמין Doryteuthis pealieii להעתקים שלו ב-RNA ומצא שוני של 60% ביניהם. מכאן הסיקו החוקרים שהדיונון עורך בעצמו את ה-RNA על מנת למלא אחר הצרכים של מערכת העצבים המורכבת שלו. יכולת אפיגנטית זו (אפיגנטיקה היא שינוי גנטי שמקורו אינו ב-DNA- ע.ב.ח.) של הדיונון מאפשרת לו לייצר חלבונים במגוון רב יותר וכך להצליח להתאים את עצמו לסביבות שונות ללא צורך בשינויים גנטיים ב-DNA עצמו.
האנזים אשר עוזר לדיונון לבצע זאת, יכול בעתיד להיות מאומץ לשם הנדסה גנטית לטיפולים בבני אדם לשם תיקון מוטציות גנטיות בעזרת עריכת RNA, וכך להצליח למנוע מחלות קשות.

מבוסס על כתבתו של פרופ' אלי אייזנברג, גלילאו מ"ס 200, ע"מ 54-55

 

קישור לידיעה- אתר Timeout

קישור למאמר המקורי- אתר כתב העת eLife

קצת על שחבור חלופי (alternative splicing)

צונאמצונאמי, גל נמל בעברית, הוא גל אשר מגיע אל החוף בגובה של עד עשרות מטרים וגורם לנזק עצום ברכוש וחיי אדם (למשל גל הצונאמי שאירע בחופי הודו, אינדונזיה, תאילנד וסרי לנקה אשר גרם ל- 280,000 הרוגים, מאות אלפי פצועים וכ-5 מיליון ללא קורת גג). הצונאמי מתחיל מרעידת אדמה כתוצאה מהתרוממות קרקע מתחת למים, אשר יוצרת גל נמוך מאוד (מספר ס"מ) וארוך מאוד (עשרות קילומטרים). הגל נע מהר בתחילה, אך מאט ואז בהתקרבותו לחוף מתרומם לגובה אדיר בעקבות "דחיסת" האנרגיה האצורה בו.

פרופ' מיכאל שטיאסני מהטכניון פיתח לאחרונה מודל אשר מבוסס על זיהוי גלים אקוסטיים-גרביטציוניים אשר נוצרים כאשר ביחד עם גל צונאמי. גלים אלו מגיעים הרבה לפני גל הצונאמי וזיהוים בעזרת חיישנים תת מימיים יכול לשמש כהתראה להתקרבותו.
מחקר אחר שביצע פרופ' שטיאסני בדק היתכנות צונאמי בחופי ישראל וההשערות הן שגלי צונאמי בים התיכון יכולים להגיע בחופי חיפה לגובה של 1.80 מטרים ובחופי תל-אביב לגובה של 1.20 מטרים.

 

קישור לידיעה- אתר הטכניון

קצת על הצונאמי ונזקים שנגרמו בעקבותיו

צלופח חשמליהיכולת לנצל שדה חשמלי לצרכים שונים אופיינית למספר סוגי דגים. למשל דג הפיל מניגריה משתמש במתח חשמלי נמוך לצרכי ניווט ותקשורת. לעומתו דג הטורפדו, השייך למשפחת הכרישים, והצלופח החשמלי (Elctrophorus Electricus), השייך לסדרת דגי החשמל הטרופיים, משתמשים במתח יחסית גבוה על מנת להמם את טרפם.
על הצלופח החשמלי, אשר מסוגל לייצר כ-600 וולט לשבריר של שנייה, ידוע זמן רב אלא שלא היה ברור כיצד הוא צד ואת החידה הזו ניסה לפתור קנת' קטאניה (Catania) מאוניברסיטת ונדרבילט בארצות הברית. קטאניה, במהלך ניסוי שעשה, גילה שהצלופח שלח פולס חשמלי אשר שיתק את הדג שהיה בקרבתו וכך מנע ממנו לברוח. בניסוי אחר, הבחין קטאניה שהצלופח שולח פולסים חשמליים בתבנית שונה, מה שגרם לדג לפרכס ואז ליצור גלים ולגלות לצלופח את מיקומו.
בעזרת שתי שיטות אלו יכול הצלופח לשתק טרף שהוא רואה ולגלות את מיקומו של טרף שהוא אינו רואה וכך למקסם את יעילותו בשימוש בחשמל.

 

קישור לידיעה- הבלוג של ד"ר נעם לויתן

קצת על הצלופח החשמלי (electric eel)

בעלי חיים אשר מסוגלים לייצר חשמל- הספריה הוירטואלית של מט"ח

דג ה-placoderm
דג ה-placoderm

רוב בעלי החיים היבשתיים מבצעים את הרבייה בעזרת הפריה פנימית, תהליך שבו הביציות פוגשות את תאי הזרע בתוך גוף הנקבה ולא מחוץ לגופה, כפי שמתקיים בהפריה חיצונית. לרוב הזדווגות מקדימה הפריה פנימית.
כיום רוב הדגים מתרבים בעזרת הפריה חיצונית (הזכר מפריש את תאי הזרע על תאי הביצה שמפרישה הנקבה החוצה), אך מחקר חדש אשר פורסם באתר Nature מגלה שדגים קדומים בשם פלקודרמים (Placoderms), דגים דומי הכרישים של היום שחיו לפני מאות מיליוני שנה, התרבו בעזרת חדירה והפריה פנימית. בחלק מהפלקודרמים ניתן לראות מבנה הקרוי קלספר (Clasper) אשר משמש את הזכר להעברת הזרע אל תוך הנקבה.
הפלקודרמים, אשר נכחדו לפני כ-70 מיליון שנה לקראת סוף תור הדבון, הם האבות של דגי הגרם, אשר התרבו בהפריה חיצונית, אך לאחר מילוני שנה נוספים הופיעה שוב היכולת להפריה פנימית עד לשוכני היבשה של ימינו.

 

מבוסס על כתבתם של יונת אשחר ונעם לויתן, גלילאו מ"ס 196, ע"מ 10-11.

 

קישור לכתבה- בלוג תיבת נעם

המאמר המקורי באתר Nature

על היתרונות והחסרונות של הפריה פנימית וחיצונית (קובץ וורד)

עצמות אגן אצל לוויתנים
עצמות אגן אצל לוויתנים

הלווייתנאים (Cetacea) הם סדרה של יונקים ימיים אשר כוללת בתוכה, בין השאר, את הלווייתנים והדוליפינים של היום – חולייתנים שעשו דרכם מהים ליבשה ואז בחזרה לים. הסביבה הימית שינתה במהלך האבולוציה את המראה שלהם, עד שקשה לזהות שהם אכן הגיעו מהיבשה. למרות זאת, בצילום רנטגן אפשר לזהות שארית של עצמות אגן, דבר מיותר לחלוטין כאשר לא קיימות רגליים.
מחקר חדש בראשותו של ג'יימס דיינס (Dines) מאוניברסיטת דרום קליפורניה בארצות הברית טוען שאותם עצמות אגן השתמרו בתגובה לברירה מינית (הצלחה במציאת בן זוג ואז יכולת התרבות). במחקר נסקרו 29 מינים שונים של לווייתנאים שבו השוו בין גודל וצורת עצמות האגן לבין המתירנות המינית שלהם (אשר נמדדה על סמך מספר הפרטנרים המיניים של הנקבות). תוצאות המחקר הראו שככל שהמין מאופיין ביותר מתירנות מינית, דבר אשר מגביר את התחרות בין הזכרים, כך עצמות האגן שלהם יותר מפותחות. הסיבה לכך איננה ברורה עדיין, אך החוקרים סבורים שהדבר קשור לכך שלמינים אלו איברי מין גדולים יותר ולכן יש להם צורך בשרירים גדולים יותר ואז גם בעצמות אגן גדולות יותר. מבנים אלו נועדו לשם תמרון טוב יותר במהלך ההזדווגות, מה שמגדיל את הסיכויים להפרייה ואז את התפשטות מאפיין "עצמות אגן מפותחות" באוכלוסיה הספציפית.
מחקר זה מדגים, בין השאר, כיצד מבנה גופני, אשר היה בעבר יעיל לתפקיד אחד, משנה את תפקידו בסביבות אחרות, , לעיתים בדרכים שקשה לזהותם.

 

מבוסס על כתבתם של יונת אשחר ונעם לויתן, גלילאו מ"ס 195, ע"מ 10-11.

 

קישור לכתבה המלאה-בלוג תיבת נעם

קישור לתקציר המאמר המקורי

קצת על סדרת הלווייתנאים

Bottlenose Dolphin
Bottlenose Dolphin

"חוש מגנטי" (Magnetoception) הינו יכולתם של בעלי החיים להשתמש בשדה מגנטי, כמו השדה המגנטי של כדור הארץ, על מנת להתמצא בסביבה ולנווט. מחקרים בעבר הראו שחוש זה משחק תפקיד חשוב אצל בעלי חיים יבשתיים לשם ניווט. כמו כן תצפיות הראו שחוש זה קיים גם אצל יונקים ימיים המשתמשים בו לניווט במהלך נדידה ימית, כמו למשל מינים ממשפחת הלווייתנאים והדולפינים.
מחקר חדש אשר נעשה על-ידי דורותי קרמר (Dorothee Kremers) וקולגות שלה מאוניברסיטת דה רנה (Université de Rennes) אשר בצרפת בדק זאת בפעם הראשונה בניסוי התנהגותי. בניסוי הוכנסו שישה דולפינים מסוג bottlenose dolphins (דולפינן, השם המדעי הוא Tursiops) לתוך ארבע בריכות בגודל של כ- 2,000 מטרים מרובעים. חלק מדפנות הבריכה היו עשויות מגלילים מגנטיים אשר יצרו סביבם שדה מגנטי ובחלק אחר, כקבוצת ביקורת, הוצבו גלילים לא מגנטיים. חוץ ממאפיין זה היו הגלילים דומים לחלוטין במראם אחד לשני, כאשר גם האדם ששם את הגלילים וגם האדם שצפה בקלטות הוידאו של הדוליפינים לא ידעו אלו גלילים הם גלילי שדה מגנטי ואלו לא.
במהלך הניסוי, שחו ששת הדולפינים באופן חופשי ותנועתם נוטרה בו-זמנית. תוצאות הניסוי הראו שהדולפינים התקרבו הרבה יותר מהר אל הגלילים אשר פלטו שדה מגנטי מאשר אל הגלילים שלא פלטו שדה מגנטי. ניסוי זה מספק ראיות חדשות לגבי הימצאות חוש מגנטי אצל יונקים ימיים.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור למחקר

קצת על "חוש מגנטי" ( Magnetoception)

אוקיינוסהאדם הוא יצור חקרני מטבעו. איזורים רבים על-פני כדור הארץ וגם בחלל נחקרו, אך ישנו איזור בלתי ידוע, על פני כדור הארץ, שכמעט לא נחקר- הכוונה היא למעמקי האוקיינוסים. ליל המדענים הקרוב (18/9) יתעסק בחקר הים והמים ולהלן קצת על תהומות האוקיינוסים העמוקות בעולם.

האזורים ההאדליים (Hadal zone ; על שם האדס, אל השאול) הם האיזורים באוקיינוסים אשר נמצאים בעומק של מעל שישה קילומטרים וכמעט מעולם לא היו שם אנשים לחקור אותם. התהומות העמוקות הללו, כ-14 במספרן (שמות התהומות, מהעמוקה ביותר ועד הרדודה ביותר- מריאנה, טונגה, קוריל-קמצ'טקה, הפיליפנים, קרמדק, איזו בונין, סנדוויץ' דרומי, יפן, פוארטו ריקו, פרו-צ'ילה, אלאוטי, סונדה, קיימן ומרכז אמריקה) נמצאות ברובן באוקינוס השקט ושטחן הכולל כמעט כשטח אוסטרליה. הן יכולות לטמון בחובן תשובות להיווצרות רעידות האדמה הגורמות לצונמי, להביא לחקר יצורים חדשים אשר יכולים לספק לאנושות תרופות חדשות ואף לענות על שאלת מוצא החיים (אשר חלק מהמדענים טוענים שהתחילו שם). הבעיה היא שצלילה של צוללות, רובוטיות או מאויישות, לעומק של מעל שישה קילומטרים, אל האיזורים ההאדליים, היא מבצע יקר ומסובך, בין השאר בגלל הלחץ האדיר השורר באיזורים אלו.

הנקודה הכי עמוקה בעולם נקראת "שקע צ'לנג'ר" (Challenger Dip) שבתהום "מריאנה" על-יד חופי גואם (אי במערב האוקיינוס השקט מקבוצת איי מריאנה). עומקו של שקע זה הוא 10,989 מטרים. אל הנקודה הזו הגיעו בשנת 1960 דון וולש וז'ק פיקארד מחיל הים האמריקאי. הם עשו זאת בפעמון צלילה שנקרא Trieste. מאז ביקרו שם צוללת יפנית (קאיקו בשנת 1995), צוללת בשם נראוס (בשנת 2009 ; צוללת זו טבעה לאחרונה בעת צלילה אל תהום קרמדק באוקיינוס השקט, תהום שעומקה יותר מ-10 קילומטרים) וג'יימס קמרון, קולנוען (טיטניק, אווטאר) ואיש הרפתקאות, אשר צלל לשם בעזרת הצוללת הפרטית שלו (Deepsea Challenger בשנת 2013).

שקע צ'לנג'ר הוא אולי הנקודה העמוקה ביותר, אך לא בהכרח המעניינת ביותר. החוקרים מתעניינים יותר בשוליים ובמדרונות של האזורים ההאדליים, שם כנראה קיימים אחדים מבעלי החיים המסקנים ביותר שטרם פגשה האנושות. דגים רגילים אינם מסוגלים לחיות בעומקים כאלו, סרטנים וחסילונים יכולים להגיע עד לעומק של 8,000 מטרים (למרות שיש טענות שאף יותר עמוק מכך) וכנראה שקיימים בתוכם מנגנונים אשר מאפשרים להם לשרוד את הלחץ הגדול. לאיזורים אלו כמובן לא מגיע אור ולכן אספקת האנרגיה של היצורים שנמצאים שם לא יכולה להתבסס על אור, אלא על מקורות אחרים. תהום קרמדק, תהום ליד חופי ניו זילנד היא, לטענת חוקרים רבים, המקום בו מתרכזים בעלי חיים מוזרים רבים בגלל ריבוי האורגנזמים מעליה ולכן היא יעד מחקר מבוקש.

מעבר לביולוגיים הימיים, גאולוגים ימיים מתענינים בתופעות שונות באיזורים ההאדליים, ביניהן למשל תופעת הסרפנטיניזציה (serpentinization), תגובה כימית בין מים לסוג מסוים של סלעים, אשר מהווה גורם מאזן בין היווצרות של לוחות טקטוניים (הלוחות מהם מורכב קרום כדור הארץ) לבין הריסתם. תגובה זו יכולה לשחרר חומרים חיוניים להיווצרות חיים ולכן יכול להיות שבעקבותיה התחילו החיים על פני כדור הארץ.

המירוץ לכיבוש האיזורים ההאדליים מתחזק, כאשר התכנונים העתידניים מתמקדים בעיקר במשלוח של צוללות בלתי מאויישות אשר יוכלו לרדת למעמקים כאלו, אם כי מימון פרוייקטים אלו נתקל בקשיים לא מעטים. הטכנולוגיה קיימת ומשתפרת וכעת נשאר לאדם לגלות את הסודות הטומנים בתוכם המקומות החשוכים והמרתקים הללו, אי שם מטרים רבים מתחת לאוקיינוסים שלנו.

 

הכתבה מבוססת על כתבתו של מרק שרופ בגיליון סיינטיפיק אמריקן ישראל (גיליון אוגוסט-ספטמבר, ע"מ 52-59) ובאישור סיינטפיק אמריקן ישראל.

 

קישור לכתבה – אתר סיינטיפק אמריקן ישראל

מהם האיזורים ההאדליים?

קצת על תהום מריאנה