ואף על פי כן, נוע תנוע | מגזין שוניות אילת

סיפורי דגים תחילת המאה העשרים, ימי אביב בנורבגיה, ושוב נראים דייגים חסרי אונים יושבים בסירות דיג קטנות ומנסים להבין איפה טעו. העונה נכונה, בזה אין ספק, הם במקום הנכון – שלל הדיג הרי היה פעם משביע רצון, הם מכירים את הים היטב, אז לאן נעלמו דגי ההרינג האביבי שיושבים קבע על שולחנו של כל סקנדינבי? שוב יחזרו הביתה בידיים ריקות. באותן שנים שמו של ג'ון היורט שחה לפניו. בכובעו כביולוג ימי הכיר את כמויות הביצים האדירות שמטילות נקבות הדגים לים; בכובעו כמדען דיג בנורבגיה, הוטרד מאד מהשלל הדל באביבים מסוימים. היורט החליט להיכנס לעניין בדיוק כמו שמדענים נכנסים לעניין – התחמש במלאי נאה של רשתות וכלי איסוף לדגימות והפליג עם הדייגים לים הפתוח. הוא אסף ביצי דגים שהוטלו למים, המוני פגיות– לארווה, השלב הראשוני שאחרי הבקיעה - וליקט את האוכל המזערי שנוהגים הדגיגים לאכול: פלנקטון. כולם היו משוכנעים שהמחסור בדגים קשור בדיג יתר של דייגים חרוצים ונלהבים מדי - כולם גם צדקו - אבל היורט חשב שזה עדיין לא מספר את כל הסיפור. בשנת 1914, אחרי עבודה ארוכה ומעמיקה הדהים היורט את העולם המדעי כשטען שהיכולת של הדגיגים שאך בקעו, לשרוד את ראשית חייהם מכרעת. הרוב המוחלט של הצעירים, 99 אחוזים מהם, מתים זמן קצר אחרי בקיעתם, במהלך מה שהוא קרא ה"תקופה הקריטית". “במהלך תקופה זו, כשהפגית הצעירה חייבת למצוא את מזונה, נחרץ גורלו של דור הדגים", כתב היורט במאמר שהפך לאבן דרך ומצוטט גם היום. היורט טען שהתמותה נובעת מרעב, ולמה יש רעב? כי אין אוכל - "אם בשלב זה יש די מזון זמין – ייווצר דור חזק; אם לא, הדור יהיה חלש, יהיה מספר הביצים שהוטלו רב ככל שיהיה." במשך שנים הועלו היפותזות שונות ומגוונות על גורמי התמותה הדרמטית של הדגיגים – כולל של היורט עצמו - אבל הסברים מבוססים ומנגנונים מניחי דעת לא נמצאו. Split image: historical scene of boats and mountains, beside a portrait of a stern-faced man. מימין: הדהים את העולם. ג'ון היורט. משמאל: דיג בנורבגיה. צילם: Thorstein Eliasson Brændmo ואז, בדיוק מאה שנה אחרי הופעת המאמר ההוא, הגיע המענה המיוחל ממעבדה קטנה ורחוקה מאד מהים הנורבגי - מאילת. מאמר חדש ומפתיע הראה מה הוביל לתמותת הדגיגים ומה המנגנון שעומד מאחוריה. בשורה התחתונה, מי הרוצח? אם נרצה לתמצת בשתי מילים - "רעב הידרודינמי", בחמש? זה לא הם, זאת הפיזיקה. מי שחתומים על המאמר המרעיש הוא תלמיד המחקר דאז והד"ר דהיום ויקטור קינה ומורו פרופ' רועי הולצמן מהמחלקה לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס.וייז באוניברסיטת ת"א ובמכון הבין-אוניברסיטאי לחקר הים באילת. בדרך כלל כשמסתכלים על הקשר בין מבנה ותפקוד יש לנו אינטואיציה די טובה - אם אני מסתכל על הרגליים הארוכות של הג'ירפה אני יכול ללמוד הרבה על יעילות ומהירות התנועה שלה, ביצורי הים הסיפור אחר. אלה חוקים שאנחנו לא רגילים אליהם A smiling man with a beard and red shirt stands in front of a museum exhibit. להיכנס למחוזות לא אינטואיטיביים. פרופ' רועי הולצמן, דוברות אוניברסיטת תל-אביב דבש, הכל דבש הכל התחיל כשהולצמן ושותפו יצאו לחקור את מה שמעבדתו חוקרת גם היום: הקשר בין מבנה בעל החיים לתפקוד שלו, או בהרחבה: איך האופן שבו בעל החיים בנוי מבחינה מכנית והצורה שבה בנויים השרירים והמנגנונים שלו, משמשים אותו בתנועה במים, ולהיפך - איך התנועה הזאת במים מסייעת לו לתפקד: לנשום או ללכוד טרף או לעשות כל מה שדגים עושים. "בדרך כלל כשמסתכלים על הקשר בין מבנה ותפקוד יש לנו אינטואיציה די טובה - אם אני מסתכל על הרגליים הארוכות של הג'ירפה אני יכול ללמוד הרבה על יעילות ומהירות התנועה שלה, לא משהו שאני יכול להגיד על שפן סלעים", מסביר הולצמן. "ביצורי הים הסיפור אחר. התהליכים מתווכים על ידי זרימה של מים ואלה חוקים שאנחנו לא רגילים אליהם, ולכן יש לנו אינטואיציה פחות טובה לגבי טיב הקשר בין מבנה לתפקוד". למה בעצם מים משנים את התמונה? בין היתר בגלל כוחות שפועלים בהם - הכוחות החשמליים החלשים של המים. כוח חשמלי גורם למולקולות המים להיצמד האחת לשנייה, והמשמעות היא שלכל גוף השוחה במים יש שכבה קלה של נוזל שצמודה אליו. תחשבו רגע על מאוורר התקרה בבית שלכם, למרות שהוא נע בלי הפסקה עדיין שכבת אוויר דקה נצמדת לכנפיים הודות לאותו כוח משיכה בין מולקולות האוויר – הרי כך מצטרפת לכנפיים שכבת אבק קבועה שלֵך תוריד עכשיו מלמעלה. לענייננו, זה מה שקורה במים - כשאתם שוחים בבריכה שכבה דקה של מים מקיפה אתכם וככל שמתרחקים מהגוף, הכוחות הולכים נחלשים. "עובי השכבה הדקה שנדבקת אליי תלויה בתכונות החומר ולא בגודל שלי. אם אני שוקל 70 קילוגרם וסוחב עוד 100 מ"ל יחד אתי זה כמובן לא סיפור גדול, אבל אם יצור קטנטן במים סוחב אתו כמות כזו זה הרבה מאד מים. כשאנחנו צבענו את המים במעבדה ראינו שהיצורים המזעריים האלה סוחבים איתם מלא מים, וזה מטבע הדברים משפיע על התנועה שלהם. כל האפשרות לתמרן במים משתנה כיוון שאתה שוחה בעולם צמיגי והמנגנונים שעובדים בעולם צמיגי הם לא אותם מנגנונים שעובדים בעולם של בעלי חיים גדולים ומהירים, אתה בעצם שוחה בדבש. ה'שיפט' הזה מתרחש בבעלי חיים קטנים - עד סנטימטר בערך - ואני יכול לומר שכחוקר כאן זה מתחיל להיות הכי מעניין והכי לא אינטואיטיבי", אומר הולצמן. לדבש הסמיך הזה יש קשר הדוק למה שעובר על הדגים הסקנדינביים. נתחיל מגיל אפס, בשעה טובה בוקעים ההרינגים מהביצה. גוד מורגון. הם מתרגלים קצת לאוקיינוס ואז מנסים להתחיל לאכול. איך דגים אוכלים? מוצאים טרף קטן ובמהירות שיא שואבים אותו פנימה לפה. כשהם גדולים זה עובד יופי, אבל כשהם קטנים, הם כאמור חיים בתוך דבש. "אם אני אטמין לך משהו במים ואתן לך קש את תשאבי אותו בקלות, אבל אם אני אטמין לך משהו בדבש את לא תצליחי. זו בדיוק הבעיה של הדג בשלב הלארווה, הטרף נמצא והוא רואה אותו, אבל הטרף בקושי מתקדם לכיוון הפה", מסביר הולצמן. כדי להבין מה בדיוק עובר על הדגים, בנו החוקרים הישראלים מערכת מצלמות שנדרשת לענות על שני תנאים קריטיים: מהירות צילום גדולה - כי לכידת הטרף מהירה ממצמוץ עין, וחיבור למיקרוסקופ שמצויד בעדשות עם פוקוס רחב. כך הם יכלו לתצפת בזמן אמת על הדגיגים הנאבקים ללכוד את טרפם ולראות איך הם, בסופו של דבר, לא מצליחים לינוק את הטרף לתוך הפה. ה'באג' של הדגים הוא שהם 'נולדים' מוכנים לעתיד הקרוב, אבל לא להווה. הם רק צריכים לגדול קצת והמנגנון יעבוד בצורה מושלמת והם ישאבו את הטרף בקלילות. הבעיה היא שכדי לגדול הם צריכים לאכול, יש כאן פרדוקס מובנה Time-lapse sequence of five microscopic images showing a fish embryo's rapid movement. יניקה במצמוץ עין. מפגש הלארווה עם הטרף במילי שניות, מתוך המחקר של הולצמן וקינה במסגרת אותו מערך ניסויים, הם גם העלו את צמיגיות המים כדי לייצר צמיגיות שמדמה את תנאי המים שבהם חיות לארוות קטנות יותר. כך הראו שאכן הצלחת לכידת הטרף עולה עם הגודל. ה"רעב ההידרודינמי", חוסר היכולת לאכול במים צמיגיים, נתן הסבר מנומק ל"תקופה הקריטית" שהזכיר היורט. "ה'באג' של הדגים הוא שהם 'נולדים' מוכנים לעתיד הקרוב, אבל לא להווה. הם רק צריכים לגדול קצת והמנגנון יעבוד בצורה מושלמת והם ישאבו את הטרף בקלילות. הבעיה היא שכדי לגדול הם צריכים לאכול, יש כאן פרדוקס מובנה", אומר הולצמן. הדגים אוכלים בלילה אם כבר בענייני לא אינטואיטיבי עסקינן, הולצמן חובב המים גדל בכלל בירושלים - "אבל תמיד אהבתי את הסביבה ימית, עשיתי קורס צלילה בגיל 15 ומאז לא הפסקתי לצלול. כילד הייתי מסתובב בטבלאות הגידוד בחוף דור, נפעם מהבריכות הקטנות והאלה, מהשרימפסים השקופים ושלל בעלי החיים שמבלים שם", הוא משחזר. הוא השלים תואר ראשון בביולוגיה, המשיך במסלול ישיר לדוקטורט שעסק באכילה של דגי לילה (סקופ: דגים מסתמכים גם בלילה על ראייה כשהם מאתרים מזון). "הייתי סטודנט במעבדה של פרופ' אמציה גנין וחלק מהותי מהעבודה היה לבחון איך הזרמים בים משפיעים על בעלי החיים. מה שלמדתי באופן חזק הוא שהפיזיקה משחקת תפקיד כל כך חשוב בביולוגיה, שבלעדיה אי אפשר להבין באמת את הביולוגיה של השונית". במעבדה שלו בחר כאמור לעשות עוד זום אִין ולהתמקד בהתאמה של היצורים החיים למבנה ובתנועה - עם חיבה יתירה לשלב המוקדם בחיי הדגים, הלארוות ולפעמים אפילו שלב אחד אחורה: שלב הביצה. באחד המחקרים ניסו למשל להבין למה דגים מטילים ביצים קטנות כל-כך, וכמו שקורה לפעמים במחקר הם הגיעו למשהו אחר ומופלא. אחת ההשערות בסוגיית גודל הביצים התמקדה באספקת חמצן לביצי דגים. דקה של כימיה, תישארו איתי: כמו עובר הגדל בבטן אימו, גם העובר הגדל בביצה בים צריך חמצן. את החמצן מקבלת הביצה בעזרת "דיפוזיה", פעפוע. מה זה אומר? שכשיש סביבה עם חומר בריכוז גבוה, המולקולות יעברו לסביבה "פחות צפופה", סביבה שבה החומר נמצא בריכוז נמוך יותר. אפשר להבין אותן. עכשיו, ריכוז החמצן המומס במי הים גבוה יותר מריכוזו בתוך הביצה ולכן מולקולות החמצן נכנסות לתוך הביצה. נקבת הטונה מייצרת 3 מיליון ביצים, האם אנחנו יכולים לחזות מי מהביצים תשרוד? לא, כי אנחנו עדיין לא מבינים את התהליכים הבסיסיים שקובעים תמותה ושרידות. ביצים נסחפות בזרם, נאכלות, ואנחנו לא יכולים לשים להן מכשירי מעקב כמו לנשר. האינטואיציה, כמו שראינו, לא משרתת אותנו כאן. ברגע שיהיה ידע נרחב נוכל להבין איך להגן על יצורי הים. Clear circular cells containing small white spheres, resembling fish eggs or embryos. בועית שומן ועובר בצורת בננה. ביצי דגים, צילום: ויקטור קינה, רועי הולצמן "התחלנו להסתכל במיקרוסקופ על הביצים. לביצה יש צורה ואוריינטציה - בחלק התחתון רואים את העובר הקטנטן בצורת בננה שוכבת ובחלק העליון רואים בועית שומן – שמן קל יותר. מה קורה בים? הביצה תמיד תתיישר כך שהבועית תישאר למעלה. הים לא שקט, יש זרמים ומערבולות והיא שומרת על המנח שלה, כמו נחום-תקום. מערבולות המים והטלטלות גורמות לה לפגוש כל הזמן מים חדשים מלאים בחמצן. יש כאן מנוע סופר חכם וסופר פשוט שיכול להכניס עוד חמצן לביצה באופן פסיבי", מסביר הולצמן. הולצמן ממשיך במחקריו המרתקים בתפקוד ותנועה של יצורי הים –בין אם אלה זרועות האלמוג או אבחת סוסון הים, ולאט לאט יוצק עוד ידע לצלחת המדע הבסיסי. כמובן שלכל תובנה כזאת על יצורי הים חשיבות אקולוגית גדולה - "בכל מה שקשור לשלבים הראשונים של יצורי הים, המדע עדיין נמצא בחור שחור. עוד לא פיצחנו את הקופסה השחורה בביולוגיה של השלב הראשון. נקבת הטונה מייצרת 3 מיליון ביצים, האם אנחנו יכולים לחזות מי מהביצים תשרוד או באיזה תנאים? לא, כי אנחנו עדיין לא מבינים את התהליכים הבסיסיים שקובעים תמותה ושרידות. למה? כי ביצים נסחפות בזרם, כי הן נאכלות, כי אנחנו לא יכולים לשים להן מכשירי מעקב כמו לנשר או לעטלף. האינטואיציה, כמו שראינו, לא משרתת אותנו כאן, אנחנו מופתעים בכל פעם מחדש והתחום המדעי הזה עדיין צעיר. ברגע שיהיה ידע מוצק ונרחב נוכל להבין איך להגן על היצורים הקטנטנים המרתקים האלה".

שוניות אילת

בתי גידול

עושים שינוי

מגזין

אתר

אל תפספסו אף סיפור