נמליים הינה משפחה ששייכת לסדרת הדבוראים. מדובר במשפחה מצליחה יחסית אבולוציונית בזכות הארגון החברתי שלהם. כך מסוגלות הנמלים לחלק ביניהם עבודה, לתקשר ולפתור בעיות מורכבות. התקשורת של הנמלים מבוצעת בעיקר בעזרת פרומונים, חלקיקי ריח, שאותם הן משאירות על פני הקרקע כשהן מוצאים מסלול למזון. נמלים אחרות מחזקות או מחלישות את מסלול הפרומונים בהתאם לרלוונטיות שלו (למשל בעקבות מחסום במסלול). רק 10% מכלל הנמלים של המושבה מלקטות מזון והן עושות זאת בעזרת איבר שנקרא זפק שמשמש להאכלת נמלים אחרות במעין האכלה מפה לפה (trophallaxis).

מחקר חדש של מכון ויצמן, בראשותו של פרופ’ עופר פינרמן וד”ר אפרת גרינוולד מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות, אשר פורסם בכתב העת eLife, מגלה כי נמלים יכולות להתאים את כמויות המזון שהן מלקטות לצרכי הקן כולו – גם מבלי לדעת מה מידת הרעב הכללית במושבה. במחקר השתמשו פרופ’ פינרמן וצוות המחקר בהדמיה פלואורסצנטית אשר אפשרה להם לעקוב אחר כמויות המזון בבטן של נמלי קמפונית קדושה, ובסימון כל נמלה באמצעות תגיות זעירות אשר אפשרו לזהות כל אחת מהן לאורך כל תהליך ההאכלה. הם גילו שהנמלים אוספות מזון בהתאם לכמות המזון שכבר נמצאת בבטן של נמלים אחרות שהן פוגשות בדרך וכך בעצם איסוף המזון מושפע ממידת הרעב הכללית במושבה.

חשיבות מחקר זה, מעבר להבנה הנושא בקרב הנמלים, היא בהבנה איך מערכת שיתופית ללא שליטה מרכזית מקיימת בקרה, ועשוי להציע תובנות חדשות על תפקודן של מערכות שליטה מבוזרת בשירות האדם, כגון רשת החשמל ורשתות תקשורת סלולרית.

 

קישור לידיעה- אתר מכון ויצמן

קישור למאמר בכתב העת elife

סרטון המראה כיצד מתבצעת האכלה מפה לפה אצל נמלים- אתר יוטיוב

 

ההכחדה ההמונית החמישית (הכחדת קרטיקון-פלאוגן), בה הושמדו בין השאר הדינוזאורים, אירעה לפני שישים ושש מיליון שנה כאשר אסטרואיד בשם צ’יקסולוב (Chicxulub) פגע בפני כדור הארץ, פיזר שכבה דקה של חרסית הכוללת יסודות שהינם נדירים בכדור הארץ (לכן הסברה שמדובר באסטרואיד), וגרם לשריפות יער ענקיות ולגשם חומצי שמילאו את האטמוספרה בפיח. הפיח חסם את היכולת לבצע פוטוסינתזה וכך השמיד את כל היערות על פני כדור הארץ.

מחקר חדש של דניאל פילד מאוניברסיטת באת’ שבבריטניה בשיתוף רייגן דאן, פלאונטולוגית מארצות הברית וחוקרים נוספים משבדיה, אשר פורסם בכתב העת Current Biology , ניתח מאובנים ששרדו מתקופה זו והתחקה אחרי האבולוציה של העופות. המחקר גילה שעופות, כולל ציפורי שיר, אשר חיו אז על העצים, כולם הוכחדו. מוצאם של הציפורים החיים כיום הוא אך ורק מקרב העופות המעטים ששכנו אז על הקרקע והצליחו לשרוד. בהמשך, לאחר שגדלו העצים שוב, ולאחר שמוצו הגומחות האבולוציוניות על פני הקרקע, עלו שוב העופות חזרה אל העצים ויצרו את הקבוצה המגוונת ביותר בעולם של בעלי חיים ארציים, כמעט 11,000 מינים חיים.

מחקר זה מעיד על כך שמוצא כל העופות כיום הינו מאב קדמון ששכן על הקרקע, אשר הצליח לשרוד את ההכחדה ההמונית לפני 66 מיליון שנה. הוא גם מעיד על החשיבות הרבה של צמחים, כבסיס עליו מתפתחים ושורדים כל בעלי היבשתיים, בזכות היכולת ליצר אנרגיה בעזרת אור השמש באמצעות פוטוסינתזה.

 

קישור למאמר המקורי- אתר Cell

קצת על הכחדת קרטיקון-פלאוגן

 

 

מסת החיים שעל פני כדור הארץ הינה דבר אשר משתנה כל הזמן, בין השאר גם בגלל פעילותו של האדם. היא משפיעה על תופעות עולמיות רבות כמו מחזור הפחמן בטבע, כמות המזון בעולם ועוד.

מפקד ביומסה עולמי, אשר בוצע על-ידי ינון בר-און בהנחייתו של פרופ’ רון מילוא מהמחלקה למדעי הצמח והסביבה במכון ויצמן ושל פרופ’ רוב פיליפס מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, הצליח להשוות לראשונה בין הביומסה של חיידקים, אצות, טרמיטים, עצים, בעלי חיים ובני-אדם. המחקר, אשר הצריך סקירת מחקרים רבים, התייעצות עם מומחים שונים והכרת שיטות מדידה בתחום, גילה למשל שהביומסה של הצומח היא הגדולה ביותר בכדור הארץ- 80% מהמסה של החיים על פני כדור הארץ עם כ-450 ג’יגה-טון פחמן (כן, גם יותר מהחיידקים שהם רק כ-13% מהביומסה של כדור הארץ עם 70 ג’יגה-טון פחמן). כמו כן, על אף שהאוקיינוסים מכסים שטח גדול יותר על פני כדור הארץ, הביומסה של אורגניזמים יבשתיים גדולה פי עד 100 מאשר זו של היצורים הימיים. ברמת בעלי החיים, פרוקי הרגלים (קבוצה הכוללת סרטנים, עכבישים וחרקים) הם הקבוצה הגדולה ביותר ברמת הביומסה (שימו לב שביומסה איננה כמובן מספר הפרטים אלא המסה שלהם), אחרי קבוצה זו נמצא קבוצת הדגים. בני האדם הם בעלי אותה ביומסה כמו הטרמיטים, 0.06 ג’יגה-טון פחמן.

המחקר הוא כמובן אומדן, כי למשל קשה ממש לדעת מהי בדיוק הביומסה של החיידקים (בעוד שלמשל את הביומסה של העצים קל יותר לאתר כי קיים מעקב תמידי על כך באמצעות לווין). למרות זאת, מעקב אחרי הביומסה תאפשר, בין השאר, לדעת כמה בני האנוש משפיעים עליה ומה ההשלכות של השפעות אלו על העתיד.

 

קישור לכתבה על המחקר- אתר מכון ויצמן

קצת על ביומסה

בשנות השלושים העלו חוקרים השערה שהיונקים הקדמונים התאימו עצמם לפעילות לילית כדי להימנע ממפגש עם הדינוזאורים ועברו לפעילות יומית רק כאשר הדינוזאורים נכחדו. בעידן המזוזואיקון, הדינוזאורים והיונקים חיו ביחד באותן סביבות, היונקים היו נחותים מהדינוזאורים ואם הם היו פעילים כמוהם ביום (הדינוזאורים הם זוחלים ולכן זקוקים לקרינת השמש כדי להתחמם ולחיות), הם היו נכחדים. כעת קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב איששו לראשונה השערה זו.

המחקר בוצע על-ידי הדוקטורנט רועי מאור ופרופ’ תמר דיין מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע”ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב תוך שיתוף מדענים מ-UCL (University College London), ובו הם ביצעו שיחזור מורכב של דפוסי הפעילות הקדומים של היונקים כאשר הם מתייחסים לכל סוגי היונקים (יונקי שלייה – כמו רוב היונקים, יונקי כיס – כדוגמת הקנגורו, ויונקי ביב – כדוגמת הברווזון, יונקים שמטילים ביצים ולאחר הבקיעה מניקים את הוולדות). התברר שאכן האב הקדמון של היונקים וגם היונקים המוקדמים שלאחריו היו פעילי לילה, ופעילות יומית חלקית התחילה להופיע אצלם כ-200,000 שנה לאחר היכחדות הדינוזאורים, הרף עין מבחינה אבולוציונית. בהמשך הפכו להיות חלק מהיונקים פעילי יום מוחלטים, כדוגמת הקוף והאדם, שחוש הראייה שלהם מותאם באופן מובהק לאור היום.

מחקר זה הוא מחקר הראשון המאושש את ההשערה שבעקבות היכחדות הדינוזאורים עברו היונקים לפעילות יומית, מה שתרם לשגשוגם בהמשך.

 

קישור למחקר- אוניברסיטת תל אביב

 

 

גחליליתגחלילית (בשמה המדעי Lampyridae ובאנגלית Firefly), שילוב של גחלת ולילה, היא סוג של חיפושית לילית, אשר מסוגלת לייצר הבזקי אור לשם משיכת בני המין השני להזדווגות (המשפחה נקראת גחלילתיים). ההבזקים, אשר תדירותם וזמן הפעלתם משתנה ממין למין, נוצרים בעזרת איברים מיוחדים בבטן התחתונה של הגחלילית בעקבות חומר בשם לוציפירין. חומר זה, בתיווך אנזים בשם לוציפראז, מתחמצן במגע עם האוויר וכך נוצר האור. יכולת הארה זאת נקראת ביולומינציה (אורות ביולוגית), היא נפוצה אצל יצורים ימיים ומאוד נדירה אצל יצורים יבשתיים. הגנים המייצרים אותה הם בעלי ערך מדעי והוחדרו ליצורים שונים לשם הארה (אנזים הלוציפראז אחראי גם לתופעה הקרויה “אש השועל”, Foxfire, שבה מפיקים מיני פטריות מסוימים אור עמום בגווני ירוק וכחול).
בישראל ישנם שמונה מינים של גחלילתיים, ובשנים האחרונות ירדו באופן משמעותי מספר התצפיות שלהם. הסיבות לכך, לפי החוקרים, הם הרס של שטחים פתוחים הגורם לקיטוע של בתי גידול, שימוש בדשנים וחומרי הדברה, וגם השימוש באור מלאכותי על ידי האדם. כל אלו פוגעים בגחליליות וביכולתם למשוך את בני המין הנגדי בעזרת איתותים וכך מתמעטת אוכלוסיתן.
היעלמות הגחליליות הינה סמן לפגיעה לא רק בהן אלא גם בשלל אוכלוסיות חרקים אחרות. לכן חשוב לנקוט בצעדים על מנת לשמר את האוכלוסיה שלהם בארץ ובעולם כולו.

 

קישור לידיעה- אתר “זווית”

קישור למחקר משנת 2009 על היעלמות הגחליליות

קצת על הגחליליות

Toxoplasma gondiiפחד הינו תחושה רגשית ופיזיולוגית לא נעימה אך חיונית, אשר קיימת אצל בעלי חיים (כולל כמובן האדם) הנגרמת מחשיפה לגירוי חיצוני מסוכן, כמו למשל מראה של חיה מסוכנת. מאידך, מסתבר שטפיל חד-תאי בשם טוקסופלזמה גונדי (Toxoplasma gondii) או בשמו המקוצר “טוקסו”, אשר מסוגל להדביק מגוון בעלי חיים, אך חייב לסיים את מחזור חייו בתוך מעיים של חתול, מצליח להעלים את הפחד של חולדות ועכברים מפני חברי משפחת החתוליים (רק פחד זה נעלם, פחדים אחרים נשארים). יותר מכך, הוא אף גורם לזכרי החולדות להימשך מינית לחתולים, כך שהם ממש רצים אל טורפם הטבעי וניצודים בקלות. הוא עושה זאת על-ידי שינוי קבוע בביטוי הגנים במוחם של החולדות והעכברים הנגועים.
מחקר צרפתי חדש, אשר נעשה על-ידי קלמנס פוארוט ועמיתיה מהמרכז לאקולוגיה תפקודית ולאבולוציה שבמונפלייה ופורסם בכתב העת Current Biology, בחן את תגובתם של שימפנזים נגועים בטוקסו ושל שימפנזים לא נגועים, לריח השתן של טורפם הטבעי, הנמר. מתוצאות המחקר, אשר נעשה על אוכלוסיות יחסית קטנות, נראה שהשימפנזים הנגועים השתהו זמן רב יותר על שתן הנמרים מהשימפזים הלא נגועים. לא נמצאו הבדלים בהתנהגות שתי הקבוצות כאשר חשפו אותם לריח של שתן אדם או לריח של חתוליים אחרים.
ממצא זה, אף כי הוא מעניין, מצריך מחקרים נוספים על מנת אכן לקבוע שקיים קשר ישיר בין הידבקות בטוקסו לבין התנהגות השימפנזים הנגועים כיוון שיכולות להיות סיבות אחרות להבדלים אלו (כמו למשל היות השימפנזים הנגועים פזיזים מחבריהם). כמו כן לא סביר שהשימפנזים יאבדו את הפחד אך ורק מנמר ולא מבעלי חיים אחרים. מחקרים נוספים יכולים לשפוך אור נוסף על הממצאים הללו ולאשר את נכונותם.

 

מבוסס על כתבתם של יונת אשחר ונעם לויתן, גלילאו מ”ס 210, ע”מ 15-14

 

קישור למאמר המקורי- כתב העת Current Biology

הטוקסופלסמה והשפעותיה על העכבר ועל האדם- הבלוג של אורי פלביץ

קצת על תחושת פחד ויתרונה האבולציוני

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

עטלף בתוך כדנית- זכויות התמונה שמורות ל-Merlin D.Thttle מאתר indefenseofplants
עטלף בתוך כדנית- זכויות התמונה שמורות ל-Merlin D.Thttle מאתר indefenseofplants

צמח הכדנית הינו צמח טורף, אשר שמו ניתן לו בזכות עליו דמויי הכד. רוב מיני הכדנית לוכדים חרקים אל תוכם, ולאחר שהחרקים טובעים במיצי העיכול בתוך העלים החלקים, הצמח מעכל אותם. מאידך ישנו מין כדנית בשם כדנית המסלי (Nepenthes hemsleyana), אשר נמצא בביצות בורנאו (בורנאו הינו אי בדרום מזרח אסיה, השלישי בגודלו בעולם; נחשב כאזור רבגוני וייחודי מבחינת החי והצומח- ע.ב.ח.), אשר יכולתו לפתות חרקים אל תוכו נמוכה יחסית. במקום זאת, על מנת לשרוד, מקיימת הכדנית שיתוף פעולה מעניין עם סוג עטלף קטן הנקרא “העטלף הצמרי על שם הארדוויק” (Kerivoula hardwickii). הכדניות מספקות לעטלפים מקום שינה מוגן בתוך עליהן ואילו גללי העטלפים מספקים לה חומרי מזון.
מחקר חדש, אשר נעשה על-ידי בני הזוג קרולינה ומיכאל שנר (Schoner) מאוניברסיטת גרייפסוואלד שבגרמניה בעזרת ראלף סימון (Simon) מאוניברסיטת ארלנגן-נירנברג, חקר בעזרת ניסוי את הדרך שבה מוצאים העטלפים את דרכם לכדניות. התברר שהדופן האחורית של כדי כדנית המסלי מחזירה את ההד החוזר אשר שולחים העטלפים לסביבתם בצורה הרבה יותר טובה משאר מיני הכדניות.
מחקר זה מגלה שמעבר לשיתוף הפעולה בין העטלפים לכדניות, הם גם הצליחו למצוא דרכים לתקשר ולמצוא זה את זו על מנת ליישמו.

 

קישור לכתבה על הידיעה- תיבת נעם (ד”ר נעם לויתן וד”ר יונת אשחר)

קצת על צמח הכדנית

בחורה מתגרדתכאשר עוקץ אותנו יתוש, או ליתר דיוק יתושה, אנחנו חשים עקצוץ וצורך לגרד את מקום העקיצה (הסיבה לעיקצוץ היא ההיסטמין שהגוף שלנו מפריש כתגובה אלרגית לאנזימים של היתושה, אשר גורם לגירוי של סיבי עצב בעור- ע.ב.ח.). גירוד לרוב מקל בהתחלה על העקצוץ, אך מביא בהמשך לצורך חזק יותר לגרד וכעת קבוצת חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, בראשם זו-פנג-צ’ן (Chen), מתקרבת להבנת הסיבה לכך.
כבר מספר שנים יודעים החוקרים שגירוד יוצר תחושה מתונה של כאב, אשר מתחרה בתחושת העקצוץ. תחושת העקצוץ ותחושת הכאב מפעילים תאי עצב אחרים, אך אלו חולקים מסלולים משותפים למוח. כאשר אנחנו מגרדים, אנחנו גורמים כאב קל בגלל סריטת העור וזה חוסם לרגע את תחושת העקצוץ (בגלל השתלטות עצבי הכאב על המסלול של עצבי העקצוץ). הגוף מפריש כתגובה לכאב חומר שנקרא סרוטונין, אשר מתקשר רק לקולטנים הקשורים לכאב, ואז מביא לתחושת הקלה. הבעיה היא שאז ישנה הגברה של מסלול העקצוץ כי קולטני הכאב חסומים ולכן חשים צורך עז יותר לגרד.
המחקר כלל ניסוי על עכברים כאשר החוקרים שמו לב שעכברים שגירו להם גם את קולטני הכאב וגם את קולטני העקצוץ, התגרדו הרבה יותר מעכברים שגירו אצלם רק את קולטני העקצוץ. לסיכום, אם לא תתגרדו, כנראה שיש סיכוי טוב יותר שתחושת העקצוץ תעבור מהר יותר מאשר אם תתגרדו.

 

קישור לידיעה על המחקר- אתר אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס

קישור לכתבה על הידיעה-אתר סיינטיפק אמריקן ישראל

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)