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

 

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

פלואורסנציה היא תופעה שבה ישנה פליטה ספונטנית של אור ממולקולה הנמצאת במצב מעורר, כתוצאה מבליעת אור או קרינה אלקטרומגנטית, כאשר אורך הגל של האור הנפלט יותר גדול מאורך הגל של האור הנבלע- למשל אור אולטרה-סגול גורם לפליטת אור ירוק או כחול. פלואורסנציה אצל בעלי חיים ימיים היא יחסית דבר נפוץ, אך היא הרבה פחות נפוצה ביבשה (הגחליליות יוצרות אור בעזרת חיכוך, לא מדובר בפלואורסנציה- ע.ב.ח.). אפשר לראות אותה אצל מינים מסוימים של תוכים או עקרבים ובין השאר היא משמשת לתקשורת.

לאחרונה גילו חוקרים מארגנטינה וברזיל מין צפרדע בשם Hypsiboas punctatus (צפרדע העצים המנוקדת הדרום-אמריקאית) אשר זוהרת באור אולטרה-סגול בצבעים של ירוק וכחול. החוקרים גילו שהפעם מדובר בסוג מולקולות חדש שנמצאות אצל הצפרדעים בבלוטות הלימפה, בעור ובהפרשות מבלוטות בעור ומטרתם כנראה לסייע לצפרדעים לתקשר ולאתר אחת את השנייה בעזרת הפלואורסנציה.

הבנה לגבי הדרך שבה מבוצעת פלואורסנציה אצל בעלי חיים עוזרת לחוקרים לשלב אותה במחקרים ביולוגיים שונים ואז לשפר את יכולת האיתור והצפייה במרכיבים מסוימים הנחוצים למחקר.

 

למאמר המקורי של הידיעה

סרטון המראה כיצד הצפרדע זוהרת בחושך- אתר יוטיוב

קצת על פלואורסנציה

 

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

 

 

הכלבים, לפחות ברוב המקרים, הם בעלי חיים חברותיים, צייתנים ונוחים- זאת בניגוד לתנים או לזאבים השייכים גם למשפחת הכלביים. מחקר שנעשה לאחרונה באוניברסיטת פרינסטון בראשותה של ברידגט פון הולדט (Von Holdt) ושפורסם בכתב העת Science Advances, זיהה שינויים גנטיים הקשורים לכלבים ובני אדם, וטוען שיש בסיס גנטי משותף המסביר את החברותיות הרבה אצל כלבים ואצל לוקי תסמונת נדירה (תסמונת וויליאמס-בורן ) בין בני האדם.
תסמונת ויליאמס בורן (Williams-Beuren Syndrome) הינה תסמונת שבה קיימת מוטציה בכרומוזום 7 אשר נובעת מטרנספוזונים (Transposon), רצפי DNA ניידים אשר מתמקמים באיזור של כרומוזום זה (האיזור נקרא WBSCR-WBSCR Williams-Beuren Syndrome Chromosome Region). הלוקים בתסמונת זו סובלים משלל תסמינים במערכות רבות בגוף, אך בין השאר הם ניחנים בחברותיות יתר, חריצות, שפה עשירה, עניין גבוה במערכות יחסים ובאנשים.
המחקר כלל תצפיות התנהגות וריצופים גנטיים על כלבים, והדגים את השינוי הגנטי בכרומוזום 6 של הכלבים המבויתים (ולא אצל זאבים שאינם מבויתים), הדומה לשינוי בכרומוזום 7 של לוקי תסמונת ויליאמס בורן הנובע מטרנספוזונים. מחקר זה יכול להעיד על איזור גנטי ספציפי אשר אחראי לחברותיות אצל כלבים ואנשים, אך נדרשים מחקרי המשך על מנת לאשר זאת.

 

כתבה על המחקר באוניברסיטת פרינסטון

קישור אל המאמר המדעי

הידיעה באתר הידען

קצת על תסמונת ויליאמס בורן

 

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

 

 

 

 

 

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

ג'ירפהג’ירף (בשמו המדעי Giraffa) הוא סוג פרסתן (משמע אחת הקבוצות של היונקים, אשר להם פרסות, כמו סוסים, פילים, זברות ועוד) המעלה גירה (תהליך שבו המזון יורד אל הקיבה ואז חוזר חזרה אל הפה וחוזר חלילה). לג’ירף רגליים וצוואר ארוכים והוא יכול להגיע לגובה של כ-6 מטרים מעל פני הקרקע (נחשב ליונק הגבוה בעולם). הוא גם מסוגל לרוץ די מהר וכך להימלט מאוייביו.
עד לאחרונה סברו שקיים רק מין אחד של ג’ירף ותחתיו קיימים עוד מספר תת-מינים, אך ניתוח גנטי שנעשה לאחרונה על-ידי חוקרים מאוניברסיטת גתה בגרמניה, בראשותו של אקסל ינקה (Axel Janke), ופורסם בכתב העת Current Biology, מלמד שישנם ארבעה מיני ג’ירפות ולא מין אחד בלבד (ההבדל בין מינים לתת-מינים הוא שמינים שונים בדרך כלל לא מזדווגים ביניהם). במחקר נלקחו דגימות DNA מביופסיות עור של 190 ג’ירפות והניתוח הגנטי הפריד אותם לארבעה מינים: ג’ירף דרומי (G. giraffa), ג’ירף מסאי (G.Tippelskirchi), ג’ירף מרושת (G. reticulata) וג’ירף צפוני (G. Camelopardalis).
הג’ירפות נמצאות כיום בסכנת הכחדה חמורה ויחסית לשאר אוכלוסיות בעלי חיים, המחקר דל בהקשר אליהם. החוקרים מקווים שמחקר זה יגדיל את מאמצי השימור של אוכלוסיות הג’רפות באפריקה ובעולם כולו.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור לכתבה על המחקר- אתר Nature

קצת על הג’ירף

תא זרעתא הזרע, הגמטה (תא רבייה) הזכרית של האדם הוא בעל כושר תנועה בזכות שוטון (פלג’לום), אשר מוביל אותו אל הביצית של האשה הממתינה להפרייה בחצוצרה. המסע שאותו הוא צריך לעבור, מספר סנטימטרים, הוא מרחק אדיר בשבילו ועל מנת לחסוך זמן עליו לנווט את דרכו ביעילות. מחקרים קודמים גילו שתא הזרע מבצע זאת בעזרת שני סימני דרך- טמפרטורה ואותות כימיים. איזור ההפרייה שבו נמצאת הביצית חם מעט יותר מאיזורים אחרים ותא הזרע מסוגל לחוש בהפרש טמפ’ זעיר זה ולנווט את עצמו לאיזור. במקביל הוא גם קולט את האותות הכימיים שמפרישה הביצית וכך נע לכיוונה.
מחקר חדש של פרופ’ מיכאל אייזנבך (M. Eisenbach) וקבוצתו ממכון ויצמן למדע, שאותו הוביל ד”ר סרפין פרז-סרזלס, בחן כיצד מצליחים תאי הזרע לחוש את הפרשי הטמפרטורה. במחקר הם התמקדו בקבוצה של קולטנים חלבוניים, GPCRs, אשר נמצאת על פני תא הזרע ולאחר שאישרו שהם אכן מעורבים בחישת חום, הם גילו שאותם חלבונים הם חלבונים מסוג אופסינים (opsins). אופסינים, כמו למשל רודופסין, הם חלבונים אשר משמשים במערכת הראייה כתאים קולטי אור. מאידך בזחל זבוב הפירות חלבון זה מעורב גם בתגובה לטמפרטורה ולטענת החוקרים, יכול להיות שאותם אופסינים משמשים גם את תא הזרע כחיישני חום לניווט לכיוון הביצית.
ממצאים אלו יכולים להסביר גם את תפקידם של אופסינים בריאות ובכבד, איברים שאינם חשופים לאור, כנראה כחיישני חום, אם כי נדרשים מחקרי המשך כדי לאשר זאת סופית.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קצת על תאי זרע

קצת על חלבוני אופסינים

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