בכירי חוקרים בעולם של דנ"א עתיק ניסחו קוד אתי בינלאומי

מחקר
בכירי חוקרים בעולם של דנ"א עתיק ניסחו קוד אתי בינלאומי
לראשונה בעולם, צוות מומחים בינלאומי בהשתתפות חוקרת מאוניברסיטת תל אביב ניסחו את הקוד האתי למחקר של דנ"א עתיק. החוקרים הסבירו כי הגידול המשמעותי בעשורים האחרונים במחקר של דנ"א עתיק, הממוצה משרידים אנושיים, כמו גם השפעתו על ארכאולוגיה ותחומים אחרים, יצרו צורך בפיתוח תקנים אתיים ייעודיים שינחו את העוסקים במלאכה.
בניסוח הקוד האתי השתתפו 64 חוקרים בינלאומיים מ-31 מדינות ומדיסציפלינות שונות, בהן ארכאולוגיה, אנתרופולוגיה, אוצרות, ארכאו-גנטיקה ופלאו-גנטיקה. קבוצת החוקרים כללה גם את האנתרופולוגית והפלאו-גנטיקאית ד"ר ויויאן סלון מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר וממרכז דן דוד לחקר תולדות האדם. הקוד האתי פורסם לאחרונה בעיתון היוקרתי Nature.
ד"ר סלון מסבירה כי למחקר דנ״א עתיק יש אספקטים ייחודיים, המעלים את הצורך ברגולציה אתית. ראשית, לבחינת מוצא בעבר יכולות להיות השלכות חברתיות ופוליטיות כיום, ושנית, העובדה שעבודת דנ״א קדום עוסקת באנשים שחיו בעבר שיש לכבדם.
רוב המקורות שעניינם אתיקת דנ"א עתיק נכתבו עד כה מנקודת מבטם של חוקרים העוסקים בהשפעות על קהילת הילידים האמריקאית, אשר סבלה מהיסטוריה קשה של ניצול קולוניאלי על ידי צאצאי האירופאיים. בהסתמך על כך, נכתבו מספר מאמרים המציעים כי החלטות לגבי כיווני המחקר העתידיים בנושא זה תיקבענה בעצה אחת עם צאצאי הקהילה הילידית, וכי יש לבקש רשות מפרנסי הקהילה לצורך המחקר על שלביו השונים. ההצעה הייתה להרחיב גישה זו לא רק לתחומי ארה"ב.
לדבריה של ד"ר סלון, היבט זה עשוי לעורר לעתים דילמות מחקריות לא פשוטות, שכן לא לכל האוכלוסיות בעבר ישנם צאצאים כיום, וגם אם ישנם - לא כל קהילה נוכחית המהווה נצר של קהילה עתיקה חשה קשר כלשהו לאבותיה הקדומים.
לצד זאת, הקוד האתי כולל, בין היתר, עמידה בכל התקנות והרגולציות החלות במקומות במסגרתם מתנהל המחקר, ובהם נמצאו השרידים האנושיים, לרבות צמצום ככל הניתן של הנזק הנגרם במחקר לשרידים האנושיים. כמו כן החוקרים הסכימו כי יש לחתור לשיתוף פעולה עם בעלי עניין אחרים במחקר, כולל צאצאי קהילות מקומיות וחוקרים מקבילים בתחומים שונים, ולכבד את נקודת המבט שלהם.
"הקווים המנחים שאנו מציעים מקיפים את כל חלקי המחקר השונים, החל משלב התכנון, דרך הדגימה עצמה ושיתוף הנתונים והתוצאות, ועד לתקשורת עם עמיתינו העוסקים בחקר שרידים אנושיים עתיקים ועם הקהל הרחב", אומרת ד"ר סלון. "מדובר בפרויקט חובק עולם שנולד במפגש וירטואלי לפני כשנה, בו הסתמנה הסכמה רחבה על הצורך ברגולציה אתית של התחום, שרק הולך ומתפתח, והתוצר כאן לפנינו. בתקווה שיהיה בעל אימפקט משמעותי, המאמר מתורגם בימים אלה לעשרות שפות – כולל לשפה העברית".
מחקר
תרופה ניסיונית שקיבלה מעמד תרופת יתום מה-FDA לטיפול עתידי בתסמונת התפתחותית נדירה, נמצאה יעילה גם בטיפול בתסמינים של אוטיזם ואלצהיימר
מחקר בינלאומי רחב היקף בהובלת אוניברסיטת תל אביב מצא כי תרופה ניסיונית אשר קיבלה מה-FDA מעמד של תרופת יתום לטיפול עתידי בתסמונת התפתחותית נדירה, עשויה לרפא גם מגוון תסמינים הקשורים לאוטיזם, למוגבלות שכלית ולאלצהיימר.
התרופה הניסיונית (NAP), התגלתה במעבדה של פרופ' אילנה גוזס מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה בבית הספר לרפואה ע"ש סאקלר. בשנים האחרונות, ה-FDA העניקה לתרופה הניסיונית מסלול מיוחד לאישור במעמד של תרופת יתום לתסמונת התפתחותית נדירה, ADNP, שפוגעת במוח, בשרירים ובמערכת העיכול. במחקר הנוכחי, מצא צוות החוקרים בהובלת של פרופ' גוזס כי התרופה הניסיונית עשויה להיות יעילה לטיפול במגוון רחב של תסמינים של תסמונת ADNP, שמקורם במוטציה בגן ADNP החיוני להתפתחות המוח ולהגנה על תאי העצב במוח.
"NAP הוא למעשה מקטע קצר של חלבון ADNP תקין. בעבר מצאנו כי טיפול באמצעות NAP מתקן את תפקודם של תאי עצב אנושיים עם תסמונת ADNPבמבחנה במעבדה. במחקר הנוכחי ביקשנו לבחון את יעילותו של NAP לטיפול בהיבטים שונים של התסמונת במודל עם המוטציה המזיקה ביותר שמאפשר הסתכלות על התפתחות המוח ומאפשר תיקון בעיות התנהגות. בדקנו את השפעתו בבעלי חיים הסובלים מהתסמונת (מוטציה ב-(ADNP. לתדהמתנו ולשמחתנו גילינו שטיפול באמצעות NAP מנרמל את תפקודם של העכברים ברוב התופעות", מסבירה פרופ' גוזס.
במחקר שמסכם את עבודת הדוקטורט של הסטודנט גדעון כרמון השתתפו גם צוות חוקרים ממעבדתה של פרופ' גוזס: ד"ר שלמה סרגוביץ', גל הכהן-קליימן, ענבר בן-חורין-חזק, אוקסנה קפיטנסקי, אלכסנדרה לובינצבה וד"ר אליעזר גלעדי, ולצדם ד"ר מורן רובינשטיין, פרופ' נועם שומרון וגיא שפירא מהפקולטה לרפואה, וד"ר מצדה פסמניק-שור מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז. כמו כן השתתפו חוקרים מצ'כיה, מיוון, מגרמניה, ומקנדה. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Biological Psychiatry.
המחקר שבחן מודל עכברים בעלי תסמונת ה-ADNP, העריך באמצעות שיטות מדידה אובייקטיביות את ההתנהגות, הפעילות החשמלית וזיהוי חלבונים במוח. החוקרים מצאו כי העכברים שלקו בתסמונת התאפיינו במגוון רחב של תופעות פתולוגיות שבאו לידי ביטוי בתמותה לאחר הלידה, התפתחות איטית והליכה בלתי תקינה בעיקר בקרב נקבות, וכן בתקשורת קולית דלה.
בדיקות מוחיות העלו ממצאים נוספים: מספר קטן יחסית של סינפסות - נקודות המפגש בין תאי העצב, פעילות אלקטרו-פיזיולוגית פגועה המעידה על פוטנציאל נמוך לעוררות מוחית תקינה, וכן משקעים של החלבון Tau בעכברים צעירים, הדומים לאלה שבמוחם של חולי מחלת אלצהיימר קשישים. למרבה השמחה, גילו החוקרים שטיפול באמצעות NAP מנרמל את תפקודם של העכברים ברוב התופעות.
בנוסף ביקשו החוקרים לזהות בדמם של עכברי המודל סמן ביולוגי מובהק של תסמונת ADNP, שיאפשר לאבחן את המחלה הקשה ולעקוב אחר יעילות הטיפול באמצעות בדיקת דם פשוטה. בעזרת טכנולוגיות של ריצוף גנטי הם איתרו חריגה מהנורמה וכן תיקון על ידי NAP בחמישה חלבונים (ברמת RNA שליח), בצורה המאפיינת נקבות בלבד. ממצאים אלה תאמו שינויים שהתגלו במחקרים קודמים בכדוריות דם לבנות של ילדים החולים בתסמונת ADNP. אחד הסמנים שהתגלו הינו FOXO3 – חלבון בעל תפקיד חשוב ביצירת סינפסות במוח ובהזדקנות בריאה.
"במחקר בחנו את השפעתה של מוטציה בגן ADNP על עכברי מודל במגוון רחב של היבטים, ומצאנו פגיעה נרחבת בתפקודם הפיזי והמוחי, המקבילה לתסמיני אוטיזם, עיכוב התפתחותי, מוגבלות שכלית, ומחלת האלצהיימר בבני אדם. כמו כן בדקנו תרופה פוטנציאלית למחלה - מקטע קצר בשם NAP מחלבון ADNP תקין, וגילינו שהיא יעילה כנגד רוב התסמינים בעכברים. אנחנו מקווים ומאמינים שמחקר זה הוא ציון דרך חשוב בדרך לפיתוח תרופה או תרופות שיסייעו לילדים עם אוטיזם הנובע ממוטציות גנטיות, וכן לחולי אלצהיימר", מסכמת פרופ' גוזס.
רמות - חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, הגישה מספר בקשות פטנט המגנות על הטכנולוגיה ויישומה, ומגייסת בשיתוף עם פרופסור גוזס מימון להמשך המחקר הקליני. כמו כן, נמצאת רמות בדיונים לגבי שיתוף פעולה מסחרי עם חברות תרופות. "אנו נרגשים מהתגלית החדשה ומאמינים שזוהי טכנולוגיה פורצת דרך העתידה לרפא מגוון תסמינים ומוגבלות בתחום רחב של מחלות יתום." אמרה קרן פרימור כהן, מנכ"לית רמות.
מחקר
התוכנה שתלמד את התיק הרפואי שלנו ותחזה ברמת דיוק גבוהה סיכון לתחלואה קשה ולתמותה כתוצאה מזיהומי דם - כבר כאן
זיהומים בדם הם מהגורמים המובילים בעולם לתחלואה ולתמותה, ולכן ישנה חשיבות גדולה לזיהוי גורמי הסיכון לפיתוח תחלואה קשה ולתמותה כבר בעת ההדבקה בחיידק או בפטרייה. חוקרים מאוניברסיטת תל אביב אימנו תוכנה בשיטת בינה מלאכותית ללמוד תיקים רפואיים אלקטרוניים של חולים בבית חולים איכילוב בתל אביב שנמצאו חיוביים לזיהום בדם. אחרי שלמדה את הנתונים ואת היסטוריית המחלה של כל אחד מהחולים, זיהתה התוכנה באופן אוטומטי גורמי סיכון בתיקים הרפואיים ברמת דיוק של 82%. לדברי החוקרים, הפיתוח החדש יוכל לשמש כמערכת התראה מוקדמת לרופאים, על ידי דירוג החולים לפי סכנת החמרת המחלה.
לרוב, מערכת הדם שלנו היא מערכת סטרילית, אך הדבקה בחיידק או בפטרייה אפשרית במהלך ניתוח או התערבות כירורגית אחרת, או כתוצאה מסיבוך של זיהומים אחרים דוגמת דלקת ריאות ודלקת קרום המוח. אבחון הזיהום נעשה על ידי נטילת דגימת דם והעברתה למצע גידול לחיידקים ולפטריות, כאשר התגובה החיסונית של הזיהום עלולה לגרום לאלח דם ולמצב של הלם, שהם מצבים מסוכנים בעלי שיעורי תמותה גבוהים.
מאחורי המחקר פורץ הדרך, שיכול להציל חיים רבים, עומדים הסטודנטים יזיד זועבי ודן להב ממעבדתו של פרופ' נועם שומרון מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, בשיתוף פעולה עם ד"ר אהובה וייס מייליק, ראש המרכז לבינה מלאכותית בבית החולים איכילוב, פרופ' עמוס אדלר וד"ר אורלי קהת. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Scientific Reports.
"אנחנו עבדנו על תיקים רפואיים של 7,889 מאושפזים בבית חולים איכילוב בין השנים 2014 ל-2020 שנמצאו חיוביים לזיהומים בדם, בזמן האשפוז ועד ל-30 יום לאחריו, בין אם החולה נפטר ובין אם לא", מסביר פרופ' נועם שומרון. "את התיקים הרפואיים הזנו לתוכנת שפועלת על בסיס בינה מלאכותית, ורצינו לראות אם הבינה המלאכותית תזהה דפוסים של נתונים בתיקים הרפואיים שיאפשרו לנו לנבא אוטומטית אילו חולים יפתחו תחלואה קשה ואף תמותה כתוצאה מהזיהום".
אחרי האימון, הבינה המלאכותית שפותחה באוניברסיטת תל אביב הגיעה לרמת דיוק של 82% בניבוי מהלך המחלה, גם בהתעלם מגורמים ברורים מאליהם כמו גיל החולים ומספר האשפוזים. לאחר שהחוקרים הזינו את הנתונים של המטופל, האלגוריתם ידע לנבא את מהלך המחלה, והמשמעות היא שבעתיד ניתן יהיה לדרג חולים מבחינת הסכנה הנשקפת לבריאותם מבעוד מועד.
"באמצעות שימוש בבינה מלאכותית הצליח האלגוריתם למצוא דפוסים שהפתיעו אותנו ופרמטרים בדם שבכלל לא חשבנו להתייחס אליהם", אומר פרופ' שומרון. "כעת אנחנו עובדים עם הצוותים הרפואיים כדי להבין איך אפשר להשתמש במידע כדי לדרג את החולים מבחינת חומרת הזיהום. החוכמה היא להשתמש בפרדיקציה של התוכנה כדי לכוון את הרופאים לחולים שנמצאים בסיכון המירבי".
"רמות - חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, מאמינה ביכולתה של טכנולוגיה פורצת דרך זו לתרום להפחתת עלויות למערכות האשפוז. זוהי דוגמא לשיתוף פעולה אפקטיבי בין חוקרי האוניברסיטה לבתי החולים, המשפר את איכות הטיפול הרפואי בישראל ובעולם. אנו ברמות נמשיך להוביל ולקדם שיתופי פעולה מסוג זה", אומרת קרן פרימור כהן, מנכ"לית רמות.
פרופ' נועם שומרון (צילום: ציון ניניו)
מחקר
פרופ' חרדדו לדרקרמר מביע אופטימיות: "כל צעד קטן הוא צעד משמעותי בתחום הטיפול במחלות ניווניות שונות ובראשן ALS."
איזה קולטן בתא מהווה אתר מטרה של סם הקוקאין, ומוטציות שגורמות לתפקוד לקוי שלו יכולות לגרום למחלת ALS (ניוון שרירים) ולנוירופתיה מוטורית תורשתית? מדובר בקולטן מסוג סיגמא-1 (S1R), שהוא חלבון חוצה ממברנה בעל תפקידים חשובים בייצוב תפקודי התא, הן במצב פיזיולוגי תקין והן בעת מחלה.
במחלות נוירו-דגנרטיביות בפרט (מחלות ניווניות למיניהן), פעילותו של S1R הוכחה כבעלת יכולת לספק הגנה נוירולוגית לתאי עצב על ידי שינוי של התקשורת בין התא לסביבתו (המבוססת על תנועה של יוני סידן), שיפור התפקוד המיטוכונדריאלי והפחתת הלחץ בתוך הרשתית האנדופלזמית (אברון בתא).
על אף ש-S1R נחקר בצורה אינטנסיבית, מספר היבטים יסודיים נותרו שנויים במחלוקת, ובכללם הטופולוגיה של הקולטן ויכולתו או אי יכולתו להגיע לקרום התא. מחקר חדש בהובלת חוקר מאוניברסיטת תל אביב, פרופ' חררדו לדרקרמר מבית הספר שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן, בשיתוף עם פרופ' ניר בן טל מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה, יחד עם כמה מתלמידיהם, מנסה לשפוך אור על חלק מהשאלות הללו. המחקר פורסם לאחרונה בעיתון היוקרתי Journal of Biological Chemistry.
"לחלבונים שני קצוות, קצה קרבוקסילי (קבוצת COOH-) וקצה אמיני (קבוצת NH3-), בדומה למגנט עם שני קטבים," מסביר פרופ' חרדדו לדרקרמר. "בגישה אחת, סימנו את הקצה הקרבוקסילי (C-terminal tagging), וניכר כי החלבון מונח באוריינטציה מסוימת על ממברנות פנימיות של התא, שבה הקצה האמיני פונה לציטופלזמה. בגישה אחרת, סימנו את הקצה האמיני (N-terminal tagging) וקיבלנו כי שתי האפשרויות באות בחשבון בסיכוי זהה."
ממצאים אלה מהווים כלל הנראה הסבר לסתירות הקיימות בספרות לגבי האוריינטציה המועדפת, שכן עצם הסימון עצמו משליך על הטופולוגיה של הקולטן – כלומר מדידה שמשפיעה על התצפית. לכן, אומר פרופ' לדרקרמר, "ניסינו לנקוט בשיטות אחרות, הנקראות 'בדיקת הגנה מפני פרוטאז' ו'מיפוי גליקוזילציה', ואלה הראו בצורה חד משמעית כי S1R נוהג להתארגן כך שהקצה האמיני פונה לציטופלזמה. מלבד זאת מצאנו, בשיטות אנליזה נוספות, כי הקולטן מעוגן ברשתית האנדופלזמית וכמעט אינו יוצא כלל לקרום התא. ממצא זה מסביר את הפחתת הלחץ בתוך הרשתית שגורם למחלות."
פרופ' לדרקרמר אופטימי באשר להשלכות הממצאים החדשים: "מכיוון שהצלחנו לפענח מנגנון קריטי בתפקוד הקולטן, אין לנו ספק כי הממצאים עשויים להשליך על הגישות הטיפוליות המבוססות על S1R, ובתקווה לתת מזור לסבלם האדיר של חולים במחלות ניווניות שונות ובראשן ALS. כל צעד קטן הוא צעד משמעותי בתחום הזה".
מחקר
האם גורי עטלפי פירות מתנהגים כמו האם הביולוגית או המאמצת? ואיך הם לומדים לנווט? שני מחקרים שמתחקים אחר הרגלי הלמידה של גורי העטלפים
מה משפיע על ההתנהגות שלנו כבוגרים? התורשה או הסביבה? ומה קורה אצל מי שגדלו וחונכו לא אצל הוריהם הביולוגיים? חוקרי עטלפים באוניברסיטת תל אביב ביצעו ניסוי של 'אימוץ מוצלב' - גורים של עטלפי פירות עירוניים שאומצו על ידי אימהות בנות הכפר, ולהפך - במטרה לבחון אם תכונת התעוזה, המאפיינת עטלפים עירוניים, היא גנטית או נרכשת. הממצאים העלו כי הגורים המאומצים מתנהגים כמו האימהות המאמצות, ולא כמו האימהות הביולוגיות: גורים שאומצו על ידי אם עירונית הם נועזים יותר, נוטים יותר לקחת סיכונים, ולומדים מהר יותר מאלה שנולדו בעיר אך אומצו על ידי אם שחיה בכפר.
המחקר הוא הראשון מסוגו שנערך בעטלפים, וגם הפעם הראשונה ששאלת 'סביבה מול תורשה' נבחנת עבור תכונת התעוזה בבעלי חיים עירוניים. הוא בוצע בהובלת פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח, חבר בית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, יחד עם ד"ר לי הרתאן, נסים גונצ'יר, מיכל הנדל ואורית דש ממעבדתו של פרופ' יובל, ופרופ' ה. בובי פוקידיס מאוניברסיטת אריזונה.
"ביקשנו לבדוק אם התעוזה מועברת מהאם, נלמדת באמצעות ניסיונו של הפרט, או נובעת מהורשה גנטית. תוצאות המחקר מרמזות כי התכונה מועברת לגור בדרך כלשהי מהאם שמגדלת ומיניקה אותו - גם אם אינה אימו הביולוגית", חושף פרופ' יובל, מוביל המחקר, שפורסם לאחרונה בכתב העת BMC Biology.
מסבירה ד"ר הרתאן: "מרבית בעלי החיים אינם חיים בסביבה העירונית, אך מינים מסוימים דווקא משגשגים בה, ואנחנו מנסים להבין כיצד הם עושים זאת. עטלפי פירות הם דוגמה מצוינת למין שהסתגל היטב לסביבה העירונית שיצר האדם. מושבות משגשגות של עטלפי פירות קיימות בתל אביב ובערים אחרות, וזאת במקביל למושבות שממשיכות להתקיים באזורים פראיים. ידוע כי אחת התכונות המאפיינות בעלי חיים שמסתגלים לחיים בעיר היא תעוזה ונכונות לקחת סיכונים. במחקר שלנו ביקשנו לבחון בתנאי מעבדה אם התנהגות זו היא גנטית או נרכשת."
החוקרים הביאו למעבדה 86 צמדי גור ואם של עטלפי פירות וחילקו אותם לשתי קבוצות: 61 צמדים מ-4 מושבות עירוניות, ו-25 צמדים מ-3 מושבות שנמצאות באזור כפרי. בסדרת ניסויים הם בחנו הבדלים התנהגותיים בין הקבוצות, עם דגש מיוחד על נטייתם של העטלפים לקחת סיכונים, או אם תרצו, עד כמה הם נועזים.
בניסוי מקדים הניחו החוקרים מזון בתוך התקן שדרש מהעטלפים הבוגרים לנחות ולהיכנס פנימה כדי להגיע לאוכל הנחשק. הם מצאו כי עטלפי העיר התמודדו עם האתגר מיד וללא קושי, בעוד שבני הכפר היססו בתחילה, ולמדו כיצד להגיע למזון רק כעבור כמה ימים. "הבדלים דומים התגלו בעבר במחקרים על ציפורים: נמצא שציפורים שחיות בעיר הן נועזות יותר מבנות מינן שחיות מחוץ לעיר. המחקר שלנו הוא הראשון שבחן סוגיה זו בעטלפים", אומר פרופ' יובל.
כעת ביקשו החוקרים לבדוק אם אותה תעוזה (או היעדרה), היא תכונה מולדת או שהיא נרכשת במסגרת ההסתגלות של העטלף לחיים בעיר. לצורך כך הם ערכו את אותו מבחן בדיוק לגורי העטלפים הצעירים שעדיין הוזנו על ידי אימותיהם ומעולם לא חיפשו מזון באופן עצמאי בסביבה שבה נולדו. החוקרים גילו כי בדומה להוריהם, הגורים העירוניים נועזים יותר ולומדים מהר יותר ממקביליהם בני הכפר. פרופ' יובל: "ממצאים אלה רמזו לכאורה כי תכונת התעוזה היא מולדת, וכי הגורים העירוניים יורשים אותה באופן גנטי מהוריהם. עם זאת, גור צעיר נחשף לאימו, ולכן החלטנו לבדוק אם הוא מושפע או לומד ממנה גם לאחר הלידה."
כשתהיה גדול תהיה אמיץ ונועז כמוני. אימא וגור עטלפי פירות (צילום: יובל ברקאי)
כדי לבחון זאת ביצעו החוקרים 'אימוץ מוצלב': גורים שנולדו לאימהות עירוניות גודלו על ידי אימהות כפריות, ולהפך. "מצאנו שהגורים מתנהגים כמו האם המאמצת, ולא כמו האם הביולוגית", מסבירה ד"ר הרתאן וממשיכה "המשמעות היא שמדובר בתכונה נרכשת ולא מולדת, המועברת מהאם לגור בדרך כלשהי. אנחנו משערים כי ייתכן שהתכונה מועברת לגור באמצעות מרכיב כלשהו בחלב האם." בניסוי נוסף מצאו החוקרים כי רמת ההורמון קורטיזול גבוהה יותר בחלב של אימהות העירוניות בהשוואה לכפריות, אך עדיין לא ניתן לקבוע בוודאות כי זהו מנגנון ההעברה הבין-דורי.
"הסביבה העירונית מציבה בפני בעלי חיים יותר אתגרים ומגוון רחב יותר של מצבים, ולכן עטלפים ובעלי חיים אחרים שבוחרים לחיות בעיר נדרשים לפתח תעוזה וכושר למידה גבוהים יותר" מסכם פרופ' יובל. "במחקר שלנו התמקדנו בגורי עלפים כדי לבחון אם ההתנהגות הנועזת היא תוצאה של גנטיקה, סביבה, או שילוב בין השתיים. לאור הממצאים אנחנו סבורים כי התכונה מועברת לגורים באמצעות מרכיב בחלב שהם יונקים מהאם בשלבי ההתפתחות הראשוניים". וד"ר הרתאן מוסיפה: "אנחנו סבורים כי הבנה עמוקה של הצרכים וההתנהגות של בעלי חיים עירוניים תסייע בעתיד לשמור עליהם ולהתאים את הפיתוח העירוני לצורכיהם".
איך לומדים גורי העטלפים לנווט?
מחקר חדש נוסף חושף לראשונה את השיטה שבה האמא העטלפה מלמדת את הגור שלה לנווט. על פי המחקר, מרגע לידתו האם נושאת אותו על גבה כל לילה לעץ מסוים, שבו הוא שוהה מספר שעות עד שהאם מסיימת ללקט את המזון ובאה לאסוף אותו בחזרה למערה. כך על ידי החזרתיות העטלף לומד לנווט בעצמו ובהמשך הוא מתחיל בשיטוט עצמאי והרחבת המעגלים באזור מוכר יחסית.
המחקר נערך בהובלת פרופ' יוסי יובל, בהשתתפות ד"ר איה גולדשטיין וד"ר לי הרתאן. המאמר פורסם בכתב העת Current Biology. במסגרת המחקר, החוקרים הצמידו מכשירי GPS זעירים, לצד מדי תאוצה המודדים את תנועת הכנפיים, לגורי עטלפים ולאימותיהם ועקבו אחר שניהם בו-זמנית. כך עלה בידם לזהות מספר שלבים בהתפתחות יכולת הניווט של העטלפים הצעירים.
"בעלי חיים רבים נדרשים לתפקד באופן עצמאי כבר בגיל צעיר מאוד כדי לשרוד. עבור בעלי חיים מעופפים, היכולת לנווט בכוחות עצמם אל מקורות מזון היא מרכיב חיוני בעצמאות." מסביר פרופ' יובל. "כך לדוגמה, עטלפי פירות צעירים - שבהם מתמקד מחקר זה, נדרשים לנווט מדי לילה, לעתים למרחק של עשרות קילומטרים, כדי להגיע לעץ או לקבוצת עצים הנושאים פירות למאכל. גם כשהם עומדים במשימה, עדיין עומד בפניהם האתגר של מציאת הדרך חזרה, אל המערה שבה שוכנת מושבת העטלפים. במחקר שלנו ביקשנו לברר כיצד הם לומדים לעשות זאת."
ד"ר הרתאן מוסיפה: "מצאנו שבשלב הראשון נושאת האם את הגור על גופה במשך כל הלילה. גם כשה-GPS הראה שהם נמצאים באותו מקום, מדי התאוצה של תנועת הכנפיים איפשרו לנו לקבוע בוודאות שהגור נישא על האם ולא עף בעקבותיה. לאחר מכן, עד גיל 10 שבועות בערך, נישא הגור על ידי אימו אל עץ מסוים, במרחק של עד כקילומטר מהמערה – מעין 'פעוטון'. כאן היא מניחה אותו, לעתים ביחד עם חבר נוסף, ממשיכה בדרכה אל מקורות המזון, ובדרכה חזרה היא אוספת אותו 'מהגן'. עם הזמן מתחיל הגור לשוטט בסביבת 'הפעוטון', ולעוף לעצים אחרים, במעגלים שהולכים ומתרחבים. אנחנו סבורים שהעץ המסוים נבחר על ידי האם כנקודת התחלה, מעין עוגן שאינו רחוק מדי מהבית, ממנו יוכל הגור להמשיך בעצמו ולנווט למקומות אחרים. בנוסף משמש העץ כנקודת מפגש לאם ולגור במקרים שבהם הגור הולך לאיבוד."
"בשלב הבא של תהליך החינוך לעצמאות משאירה האם את הגור במערה, בציפייה שהוא ייצא בעצמו, ואם הוא אינו מגלה יוזמה, היא חוזרת לשלב הקודם ושוב לוקחת אותו בעצמה ל'פעוטון'." אומרת ד"ר גולדשטיין. "בנוסף, בתום הלילה, היא דואגת שהוא ישוב למערה, ואם הוא מאחר לחזור, היא מחפשת אותו בעץ הפעוטון ומסייעת לו לחזור הביתה. בשלב הסופי, שמתחיל סביב גיל 10 שבועות, הגור כבר עצמאי, ועף בכל לילה לבדו כדי למצוא לעצמו מזון. בתחילה הוא עף לעץ 'הפעוטון' המוכר לו, משם ממשיך בסביבה הקרובה, ובהדרגה מרחיב את מעגלי הניווט."
"אחת המסקנות המעניינות מהמחקר היא שבשום שלב גור העטלף אינו עף בעקבות אימו. בתחילה הוא נישא על ידה, וככל הנראה לומד לנווט 'מהמושב האחורי'. בהמשך הוא מתרגל בכוחות עצמו, במעגלים מתרחבים סביב העץ המוכר המשמש לו כעוגן או כציון דרך. חשוב לציין שלמידה מההורים יכולה לחסוך לאבולוציה מיליוני שנים. פעוטות אנושיים מסתמכים מאוד על למידה כזו ומחקר זה מגלה שגם בע"ח עושים זאת." מסכם פרופ' יובל.
מחקר
נחשפה פעילות חלבונים האחראים על התהליכים שבהם נעזרים הצמחים כדי להתמודד עם תנאי יובש
מסתבר שלא רק האנושות חייבת לעשות שינויים מהירים כדי להתמודד עם משבר האקלים. גם צמחים, שעד כה גדלו בסביבה עשירה במים, נאלצים להתמודד עם מצבי קיצון, שמתאפיינים במחסור חמור במים ובלחות. איך הם עושים את זה? חוקרים באוניברסיטת תל אביב חשפו מנגנון מרכזי בצמחים, שמסייע להם להתמודד עם תנאי יובש. מדובר בחלבונים המניעים ומווסתים מולקולת סיגנל קטנה, שמבקרת שני תהליכים חיוניים: סגירת הפיוניות בעלים כדי למנוע אובדן מים וצמיחת מערך מסועף של שורשים צדדיים שקולטים מים מהאדמה. לדברי החוקרים, הבנת מנגנוני התגובה של צמחים לסביבה המשתנה עשוי לתרום תרומה משמעותית לחקלאות בעידן של שינויי אקלים, ובכך לשפר את ביטחון המזון בעולם.
את המחקר הבינלאומי, שנמשך 6 שנים וכלל שלבים רבים, הובילו ד"ר יוצין ג'אנג ופרופ' אילון שני מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, והשתתפו בו חוקרים ממכון ויצמן, משווייץ, מגרמניה, מארה"ב ומדנמרק.
"ההבנה של תגובת הצמחים לסביבתם המשתנה חשובה מאוד בעידן של שינויי אקלים מהירים, ויש לה משמעות רבה עבור גידולים חקלאיים המזינים את האנושות", אומר פרופ' שני. "כבר זמן רב ידוע כי אחת מתגובות הצמח למחסור במים היא סגירת הפיוניות – פתחים קטנים בעלים שמאפשרים מגע עם הסביבה. כשהפיוניות פתוחות גוברת הכניסה והיציאה של גזים, תהליך הפוטוסינתזה מואץ, והצמח מייצר אנרגיה, גדל ומניב פירות. אך כשהצמח מבקש לשמור על מעט המים העומדים לרשותו, הוא סוגר את הפיוניות ומקטין את תהליך אידוי המים דרך העלים. מדובר במנגנון רגיש ומהיר במיוחד, שבאמצעותו שומר הצמח על האיזון הנכון בכל רגע: הוא פותח או סוגר פיוניות תוך שניות עד דקות בתגובה לכל שינוי קטן בזמינות המים, בטמפרטורה, ובכמות האור".
לדברי החוקרים, כבר בשנות ה-60 של המאה הקודמת התברר כי אחד החומרים העיקריים במנגנון השליטה בפיוניות הוא הורמון צמחי הקרוי ABA - מולקולת סיגנל קטנה שמאותתת לפיוניות כי עליהן להיסגר. בנוכחות רמה גבוהה של ABA הפיוניות נסגרות, ולהפך: בהיעדרו הן נפתחות.
הסברה הרווחת במשך שנים הייתה שה-ABA נוצר בשורשים בתגובה ליובש באדמה, ואז מטפס במעלה הגבעול אל העלים כדי לסגור את הפיוניות. במחקר הנוכחי בחנו החוקרים את ההשערה הזאת, ומצאו כי המציאות מורכבת הרבה יותר. המאמר פורסם בכתב העת Science Advances.
"לצורך המחקר נעזרנו בצמח המודל ארבידופסיס (תודרנית לבנה), והשתמשנו במגוון רחב של טכניקות מתקדמות מתחום הגנטיקה המולקולרית: יצירת מוטציות בעריכה גנטית, הפעלה והשתקה של גנים המעורבים בתהליך בתאים ספציפיים, אפיונים פיזיולוגיים עם מכשור מתקדם ואף מבחני הובלה של ABA בביציות של צפרדעים. כמו כן נעזרנו בשילוב של מיקרוסקופים משוכללים עם שיטות כימיות וגנטיות שונות לסימון פלואורסנטי כדי לאתר בצמח את מיקומם המדויק של מולקולת ABA והחלבונים המעורבים", מסביר פרופ' שני.
הממצאים הפתיעו את החוקרים. הם גילו כי מולקולת הסיגנל ABA נאגרת במצב 'רדום' בעלים עצמם, בתאים הקרויים תאי מזופיל, שממלאים תפקיד מרכזי בתהליך הפוטוסינתזה. אגירה זו מתבצעת באופן אקטיבי על ידי שני חלבונים נשאים (טרנספורטרים), שלא היו מוכרים עד כה, ABCG17 ו-ABCG18, האחראים על העברת ה-ABA שמחוץ לתא, דרך ממברנת התא, אל תוך תאי המזופיל. כאן עובר ה-ABA למצב לא פעיל על ידי קשירה למולקולת סוכר, ונאגר לאורך זמן.
כדי לבחון את תפקידם של שני החלבונים החדשים יצרו החוקרים מוטציות שונות בגנים שמייצרים אותם, וביצעו מגוון ניסויים נוספים שהשפיעו על פעילות החלבונים בזמן ובמרחב. הם מצאו כי שינויים בייצור החלבונים ובפעילותם גורמים לתנודות בהעברת ובאגירת מולקולות ה-ABA בצמח, וכי בהיעדר החלבונים נותר ה-ABA חופשי, מגיע בריכוזים גבוהים לפיוניות ומעודד את סגירתן. לדברי החוקרים, מנגנון זה מאפשר לצמחים להגיב במהירות לתנאי הסביבה המשתנים. באופן ספציפי, כאשר הצמח חש עקת יובש יורדות הכמות והפעילות של שני החלבונים, ה-ABA 'מתעורר מתרדמתו', והפיוניות נסגרות בתוך זמן קצר.
עוד מצאו החוקרים כי התנועה ארוכת הטווח של הורמון ה-ABA בצמח הפוכה מכפי שסברו עד כה: באמצעות מערכת צרורות ההובלה, המקבילה למערכת הדם שלנו, נע ה-ABA מרחק גדול - דווקא מהעלים לשורשים, ולא להפך. תנועה זו מבוקרת אף היא על ידי אותם חלבונים נשאים, ABCG17 ו-ABCG18: ירידה בפעילותם של שני החלבונים בעלה גורמת לירידה באגירת ABA בתאי המזופיל במצב 'רדום', וה-ABA החופשי נע בכיוון השורש. הצטברות ABA בשורש מבקרת התפתחות של שורשים צדדיים, שקולטים עוד מים מהאדמה.
"במחקר זה הוספנו נדבך חשוב להבנת המנגנון שבאמצעותו מתמודד הצמח עם תנאים משתנים כמו מחסור במים. לראשונה גילינו מנגנון בקרה שבאמצעותו אוגר הצמח מולקולות סיגנל ב'מחסן', ומשחרר אותן בתנאים הרצויים. תגלית זו עשויה לתרום תרומה משמעותית לחקלאות בעידן של שינויי אקלים מהירים, ובכך לשפר את ביטחון המזון בעולם. במחקרי המשך אנו בוחנים כעת מנגנונים דומים בשני גידולים חקלאיים חשובים: עגבנייה ואורז", מסכם פרופ' שני.
מחקר
מחקר שנערך על צרצרים מגלה כי זיהום האור מוציא אותם מסנכרון, פוגע ביכולת הרבייה שלהן ומאיים על המשך קיומם
מי שמטייל בשעות הערב בחוץ בוודאי שמע לא פעם מסבך השיחים או מחלקת הדשא הקרובה את קולות הצרצור שמשמיע הצרצר הזכר לנקבות, כדי שיבואו ולהזדווג אתו. אם תהיתם למה לפעמים הצרצר שוכח "לכבות את המתג" ולהמשיך לעשות זאת גם בשעות היום - יש לכך הסבר. מחקר משותף של אוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה הפתוחה גילה כי חשיפת צרצרים זכרים לתאורה בשעות החשיכה עלולה לשבש את מחזור הפעילות שלהם. לדברי החוקרים, השיבוש עלול לפגוע ברבייה ואף לסכן את קיומו של המין כולו.
המחקר נערך בהובלת פרופ' אמיר אילי וקרן לוי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, ופרופ' ענת ברנע מהמחלקה למדעי הטבע והחיים באוניברסיטה הפתוחה. כמו כן במחקר השתתפו במחקר יואב ויגרצין ממעבדתו של פרופ' אילי ורוני עפרוני מאוניברסיטת תל אביב.
"בפרק א' של ספר בראשית כתוב: ' וַיֹּאמֶר אֱלֹהִים, יְהִי אוֹר; וַיְהִי-אוֹר... וַיַּבְדֵּל אֱלֹהִים, בֵּין הָאוֹר וּבֵין הַחֹשֶׁךְ. וַיִּקְרָא אֱלֹהִים לָאוֹר יוֹם, וְלַחֹשֶׁךְ קָרָא לָיְלָה...'. ואכן, ההבחנה בין יום ללילה, בין אור לחושך, היא אחד מיסודות החיים על פני כדור הארץ. אך האדם, שהוא חיית יום בדרך כלל, משבש את הסדר הטבעי: הוא מייצר תאורת לילה מלאכותית, שמגרשת את החושך ומאפשרת לו להמשיך בפעילות גם בלילה. נכון להיום, יותר מ-80% מבני האדם חיים תחת זיהום אור, והיקף התאורה המלאכותית בלילה עולה בכ-5% מדי שנה", מסבירה קרן לוי.
"לצערנו, לעתים קרובות התאורה הזאת משפיעה לרעה על הסביבה, ומשבשת התנהגויות טבעיות שהתפתחו לאורך מיליוני שנות אבולוציה. מחזורי השינה של יצורים רבים משתבשים, תוחלת החיים שלהם מתקצרת, והפעילות של בעלי חיים ליליים נפגעת. כך לדוגמה חיפושית הזבל שמנווטת על פי שביל החלב ברקיע, מאבדת את דרכה כשזיהום האור גובר, צבי ים הבוקעים מהביצה בחוף עושים דרכם אל המקום הבהיר ביותר בסביבה (שאמור להיות הים), ומגיעים לטיילת הסמוכה ועוד ועוד", היא מוסיפה.
במחקר הנוכחי בחנו החוקרים את השפעת זיהום האור על צרצר השדה, חרק לילי שצרצורו נשמע היטב בעונה זו ברחבי הארץ, כאשר זכרים בוגרים קוראים לנקבות לבוא ולהזדווג עמם. במסגרת המחקר החוקרים עקבו אחרי עשרות צרצרים משלב הביצה ועד בגרות בארבע קבוצות שנחשפו לתנאי תאורה שונים.
החוקרים מצאו שצרצרים שחוו 12 שעות חשיכה ו-12 שעות אור התנהגו בצורה מחזורית מסודרת: 87% מהם החלו לצרצר עם כיבוי האור, וכשעלה 'הבוקר' חדלו לצרצר ו-100% מהם החלו בפעילות יומית רגילה. לעומתם, צרצרים שחוו תאורה חלקית בשעות החשיכה, איבדו את הסנכרון הטבעי: 80% מהם פיתחו מקצב פנימי פרטי משלהם ו-5% איבדו את המקצב לגמרי. לבסוף, אף אחד מהצרצרים שחיו באור 24/7 לא פיתח מקצב טבעי של פעילות: 71% מהם פיתחו מחזור פנימי משובש, ו-29% איבדו לחלוטין את המקצב וצרצרו ו/או שוטטו לסירוגין ללא כל סדר וארגון. בנוסף, הסנכרון בין שתי ההתנהגויות, הצרצור והתנועה, של כל פרט בפני עצמו, השתבש אף הוא. רמת הסנכרון של הצרצור עם הסביבה נפלה מיידית, בעוד שסנכרון התנועה עם תנאי הסביבה ירד באופן הדרגתי. המאמר פורסם בכתב העת-Proceedings of the Royal Society: B וזכה לאזכור גם ב-Nature.
כבו את האור ותנו לצרצר לחיות
"בטבע יש לצרצרים מחזור פעילות קבוע ומסודר. התנהגות של צרצור, כלומר תקשורת עם נקבות, מתקיימת במשך הלילה ונפסקת בשעות היום. אנחנו חשפנו את הצרצרים לתנאים מגוונים של תאורה וחשיכה, ובדקנו את ההשפעה על שתי התנהגויות - צרצור ותנועה בשטח. עבור כל צרצר וכל התנהגות חישבנו את מקצבי הפעילות", מסביר פרופ' אילי.
"המחקר שלנו הראה כי צרצרים שמחזור האור והחושך שלהם מופר מתנהגים כמו בני נוער בחופשה: פעילים או ישנים על פי שעון פנימי משלהם, או ללא כל סדר. למעשה, בהשפעת זיהום האור שיוצר האדם, מאבדים הצרצרים את הקשר שלהם לסביבה הטבעית. שיבוש זמני הצרצור, שמהווה תקשורת בין הזכר לנקבה לצורך רבייה, עלול במצבים קיצוניים לסכן את קיומה של האוכלוסייה ואפילו של המין כולו", אומרת קרן לוי בדאגה ומסכמת "הממצאים שלנו מתווספים למחקרים רבים מכל העולם שמוכיחים את הנזק החמור שגורם זיהום האור לבעלי החיים ולצמחים בטבע. אנו קוראים לכל אחת ואחד מכם להתחשב בסביבה, לכבות או לפחות להחליש אורות שאינם חיוניים ברחוב, בעבודה, ברכב, בבית ובגינה הפרטית, ולאפשר דו-קיום לילי עם היצורים שחיים סביבנו."
מחקר
מעקב אחר מאות ציפורים באמצעות GPS שופך אור על תהליכים טבעיים ומאפשר התערבות חכמה לטובת האקולוגיה
ציפורים הן בעלי חיים מרתקים, שיכולים לספק לנו מידע רב אודות הטבע והסביבה והשינויים שחלים בו. אבל הן גם ביישניות מאוד, וכל חוקר ציפורים מנוסה יודע שתצפיות בשטח מספקות מידע חלקי בלבד. איך אפשר להתגבר על המשימה המורכבת? בפרויקט ייחודי מסוגו שמתקיים בישראל, בהובלת ד"ר אור שפיגל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ופרופ' אסף שוורץ מהטכניון, עוקבים החוקרים במקביל אחר מאות עופות ממינים שונים באמצעות GPS - התקן מעקב זעיר שמוצמד לגב העוף. מערכת המעקב החדשה, ATLAS, שמותקנת בעמק חרוד ועמק המעיינות, מספקת לחוקרים כמות עצומה של נתונים, שאותם הם מנתחים בעזרת טכנולוגיות בינה מלאכותית, בלמידת מכונה ובשיטות חדישות של ביג דאטה. ומה הם גילו עד כה? שבולבולים לא אוהבים לעוף בשדות, שיש שחרורים שחומקים בלילות לממלכת ירדן, שאפשר לעזור לחקלאות במזרח התיכון ואפילו לקרב בין עמים בזכות עידוד התרבות התנשמות ויש עוד כמה סודות שייחשפו בהמשך.
מערכת אטלס היא פיתוח ייחודי של פרופ' סיון טולדו מבית הספר למדעי המחשב ע"ש בלווטניק, ושל פרופ' רן נתן מהאוניברסיטה העברית וראש מרכז מינרווה לחקר התנועה. המערכת עובדת על ידי הצמדת משדר זעיר לגב העוף. אורך החיים של סוללת המשדר נע בין שבועיים למינים הקטנים ועד יותר משנה למינים גדולים כמו תנשמת. אחד היתרונות הטכנולוגיים החשובים של מערכת אטלס היא האפשרות להצמיד משדרים קטנים וזולים במיוחד לעופות ובעלי חיים אחרים.
"המערכת החדשנית מאפשרת למעשה לעקוב אחר בעלי חיים קטנים ברזולוציות חסרות תקדים. פתאום רואים את הפרטים, זה כמו להרכיב משקפיים בפעם הראשונה", מספר בהתרגשות ד"ר שפיגל. "זו חוויה אדירה, אנחנו עוקבים במקביל אחר מינים מגוונים כמו תנשמות, סיקסקים, בזים, נקרים, בולבולים, עורבנים, שלדגים ועוד". המחקר הוצג לאחרונה במסגרת הכנס הראשון של יוזמת AI4Good המשותפת לאוניברסיטת תל אביב ולגוגל, שהוקדש לתרומה האפשרית של בינה מלאכותית לחקר ולשימור הסביבה.
לדבריו של ד"ר שפיגל, ככלל, ניתן להצמיד משדר של עד 4% ממשקל הציפור, כדי שלא להכביד על מעופה. כלומר, אם הציפור שוקלת 100 גרם – המשדר שלה שוקל ארבעה גרם בלבד. "היתרון של ה-GPS הוא אדיר. אם פעם היה אפשר להוציא מעט נקודות למשדר של ארבעה גרם - במערכת GPS אפשר להוציא מאות נקודות, ומערכת אטלס מאפשרת לנו להוציא מאות אלפי נקודות תנועה ממשדר של ארבעה גרם. כמובן שמאות אלפי נקודות כפול 150 פרטים זה המון מידע מאוד רלוונטי", הוא אומר.
במערכת אטלס משתמשים מדעניות ומדענים רבים, החוקרים היבטים זואולוגיים ואקולוגיים שונים כדי לאפיין את המסדרון האקולוגי של עמק חרוד. "המסדרון האקולוגי מאפשר לאוכלוסייה לשמור על רציפות, אחרת תהיינה שתי אוכלוסיות המופרדות זו מזו על ידי מחסומים כגון ישובים ותשתיות, והן יהיו פגיעות יותר להכחדה", מסביר ד"ר שפיגל. "עד כה השתמשו במצלמות כדי לראות אם הצבי למשל משתמש במסדרון או לא. מערכת אטלס מעניקה לנו רזולוציה גבוהה הרבה יותר. אנחנו מניחים שכל בעלי החיים יכולים לעבור דרך המסדרון, אבל הנה לדוגמא, גילינו עכשיו שבולבולים נמנעים משדות. ברמת התכנון הנופי, צריך רק להוסיף שישה מטרים של צמחייה טבעית בשולי השדות, וכך נאפשר גם לציפורים כמו הבולבול להשתמש בפרוזדור ביעילות, מבלי לחצות את השדות. הטבע ירוויח והחקלאי לא יפסיד הרבה שטח ויקבל פיצוי מהרשויות. כל ציפור והדרישות שלה".
לא אוהב לעבור בשדות. בולבול צהוב שת
אחד הפרויקטים המעניינים ביותר שמשתמשים במערכת אטלס הוא פרויקט התנשמות של הדוקטורנט שלמה קאין, בהנחיית ד"ר שפיגל ופרופ' אמירטוס יוסי לשם, מהמחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב ומייסד המרכז הבינלאומי לחקר נדידות הציפורים. תנשמת היא ציפור גדולה יחסית, במשקל כ-400 גרם, שניזונה בעיקר מנברנים (מין עכבר המזיק לשדות חקלאיים), וממכרסמים אחרים. הרעיון מאחורי הפרויקט הוא לעודד את שגשוג אוכלוסיית התנשמות כתחליף טבעי לחומרי הדברה כימיים שנועדו להרחיק נברנים, שעולים לחקלאים הרבה מאוד כסף ושבסופו של דבר מחלחלים גם לקרקע ולמי השתייה של כולנו, ופוגעים בחיות הבר, בציפורים נודדות ובאדם.
"החל משנת 2002 אנחנו עובדים עם חקלאים פלסטינים וירדנים בפרויקט שנקרא 'ציפורים לא יודעות גבולות', וב-2008 הפרויקט הפך לפרויקט לאומי", אומר פרופ' לשם. "כל תנשמת מגדלת בין 5 ל-12 גוזלים, אבל לשם כך היא צריכה תיבת קינון. אנחנו מספקים לה את התנאים לקנן בשטחים חקלאיים באמצעות הנחת תיבה המתאימה לתנשמת, ובאמת איפה שיש תיבה כזאת החקלאים מפסיקים להשתמש בחומרי הדברה. מערכת אטלס מספקת לנו מידע על תנועת התנשמות, כדי שנדע איפה להניח את התיבות, ובינתיים יש לנו כ-5,000 תיבות בישראל, ברשות הפלסטינית ובירדן. התנשמות האלה מחברות בין העמים, בין מוסלמים ליהודים, כי הן באמת לא יודעות גבולות, ומתוך כ-70 תנשמות שמשדרות - 7 כבר עפו לירדן".
שלא כמו התנשמת, שידוע כי היא מגיעה למרחקים ארוכים, מחוץ לעונת הנדידה שלהן ציפורי שיר משוטטות על פני מרחב מצומצם בהרבה. חידוש מפתיע ומרגש הגיע במסגרת פרויקט של הדוקטורנטית מיכל הנדל, בשיתוף פעולה של אוניברסיטת תל אביב והטכניון והצפר יוחאי וסרלאוף. בתחילת חודש יוני השנה הם הצמידו משדר לציפור שיר ממין שחרור. אחרי מספר שבועות בהן שהה השחרור שהה בפרדס ובמטעי השקד של קיבוץ עין חרוד מאוחד, באישון לילה הוא החליט לעוף לממלכת ירדן, שם המערכת ממשיכה לעקוב אחר תנועתו בציפייה דרוכה. זאת אחת הפעמים הראשונות שציפור שיר יציבה תועדה כשהיא עפה קילומטרים רבים וחוצה גבול בינלאומי בישראל.
מחפש ריגושים בלילות. שחרור זכר
מחקר
חוקרות וחוקרים מכל העולם ממליצים פה אחד: לשלב מזונות מן המים במערכות המזון
דו"ח בינלאומי ראשון מסוגו, שחובר על ידי למעלה מ-100 מדענים מובילים מ-25 אוניברסיטאות ומכוני מחקר כמו אוניברסיטאות סטנפורד, סטוקהולם ותל אביב, בחן את תרומתם הגדולה של מזונות מן המים לתזונה, למחיה ולמערכות אקולוגיות, ושילובם בתוך מערכת המזון העולמית. תוצאות הדו"ח החדש, שהופק ביוזמת הארגון Blue Food Assessment, התפרסמו בחמישה מאמרים שונים בכתב העת היוקרתי Nature. בשני הפרסומים הראשונים מתוך החמישה, ד״ר אלון שפון מבית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב ויו"ר הפורום הישראלי לתזונה בת קיימא, היה בין החוקרים המובילים של המחקר.
"הדו"ח החדש הוא אוסף של מחקרים שהצטברו יחד לתובנות גלובליות ומרחיקות ראות, שיוצגו באירוע ההשקה של ה-Blue Food Assessment", מסביר ד"ר אלון שפון. "עד כה, מזונות מן המים נעדרו כמעט תמיד מהשיח סביב מערכות מזון בנות קיימא. הדו"ח מוצא כי 'מזון כחול', כלומר מזון ממקורות מימיים כגון אצות, פירות ים ודגים, יכול להוביל לתרומה בריאותית חשובה עם מחיר סביבתי מופחת לעומת מזונות אחרים מהחי".
"תזונה לקויה היא אחד הגורמים המובילים לתחלואה ולתמותה בעולם,״ אומר ד"ר שפון. "למזונות מן המים יש הרבה מה לתרום מבחינה בריאותית וסביבתית בקרב מדינות עניות ואוכלוסיות מוחלשות, וגם בקרב מדינות מפותחות כגון ישראל. מזונות מן המים עשירים במגוון גדול של רכיבי תזונה כמו ויטמינים, מינרלים, חומצת שומן אומגה 3 ועוד, בהשוואה למקורות חלבון יבשתיים מן החי. בנוסף המחיר הסביבתי של מזונות מן המים, בעיקר של אצות, צדפות וסרדינים, נמוך יותר אפילו מזה של בשר עוף – ובטח ובטח נמוך יותר מהמחיר הסביבתי של גידול בשר בקר".
הדו"ח מוצא כי במדינות עניות ואוכלוסיות מוחלשות, תוספת קטנה של מזונות מן הים, כמו אצות, רכיכות ודגים, יכולה לתרום תרומה משמעותית לביטחון התזונתי ולבריאות האוכלוסייה, ובמדינות מפותחות כגון ישראל, שבה צריכת הבשר (עוף ובקר) היא מהגבוהות בעולם, החלפה של חלבון מהחי במזונות מן המים גם תשפר משמעותית את בריאות האדם, וגם תפחית את ההשפעה הסביבתית. "מצאנו שתוספת גלובלית צנועה של 8% בתצרוכת מזונות מהמים מעבר לבסיס הייצור בשנת 2030, תוביל לצמצום החוסרים התזונתיים של 166 מליוני בני אדם ברחבי העולם – וגם תפחית את המחיר סביבתי של צריכת חלבונים יבשתיים מהחי," מוסיף ד"ר שפון.
"עד כה היו מעט מאוד הערכות, רובן חלקיות, באשר להשפעה הסביבתית של גידול מזון מן הים, ולא היה ניתוח כולל שהשווה בין כל סוגי המזונות הללו בצורה אחידה", מסכם ד"ר שפון. "אנחנו סיפקנו לראשונה תמונה כוללת של ההשפעה הסביבתית של הגידול של כשלושה רבעים מסך כל המזונות הללו, וראינו שהמחיר הסביבתי של גידול אצות וצדפות הוא הנמוך ביותר בקרב כל המזונות מן המים, וזה מצטרף לתובנה כי מזונות מן הצומח – גם ביבשה – הם בעלי ההשפעה הסביבתית הנמוכה ביותר. גם מדינת ישראל צריכה לבנות חזון של מזונות מן המים ולהתבסס על הידע האדיר שקיים פה לטובת האדם והסביבה. כמדינה על ספר המדבר, מקורות המים המתוקים שלנו מצומצמים, ולכן החקלאות הימית צריכה להתמקד בים. צריך למנף את הידע והמחקר האדיר שנעשים פה בתחום של אצות ולפתח חקלאות ימית מבוססת מן הצומח, כי הם מזונות עם האימפקט הסביבתי הנמוך ביותר ועשירות מבחינה תזונתית, ורצוי שיהוו תחליף לצריכה המקומית הגבוהה של מזונות מהחי".
מחקר
מחקר חדש חושף: הסיבות האבולוציוניות לכך שלנשים קר יותר מגברים
חוקרים בבית הספר לזואולוגיה של אוניברסיטת תל אביב מציעים הסבר אבולוציוני חדש לתופעה הידועה שבה נשים מביאות סוודר לעבודה, בעוד שעמיתיהן הגברים חשים בנוח בגופייה בחלל הממוזג. החוקרים קובעים כי התופעה אינה ייחודית לבני אדם, ואם נרחיב את נקודת מבטנו, נמצא כי במינים רבים של עופות ויונקים הזכרים מעדיפים טמפרטורה קרירה יותר מהנקבות. החוקרים גורסים כי "זכרים ונקבות חשים טמפרטורה בצורה שונה. מדובר בהבדל אבולוציוני מובנה בין מערכות חישת החום של שני המינים, שקשור בין השאר לתהליכי הרבייה והטיפול בצאצאים."
המחקר נערך בהובלת ד"ר ערן לוין וד"ר טלי מגורי כהן מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, יוסף קיאט מאוניברסיטת חיפה וד"ר חגי שרון – מומחה לכאב מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב ומבית החולים איכילוב. המאמר פורסם בכתב העת Global Ecology and Biogeography.
המחקר החדש כלל ניתוח סטטיסטי ומרחבי מעמיק על תפוצתם של עשרות מיני ציפורים ועטלפים החיים בישראל, לצד סקירה מקיפה של ספרות המחקר הבינלאומית בנושא. ד"ר לוין, שחוקר בין השאר פיסיולוגיה והתנהגות של עטלפים, הבחין במחקריו הקודמים כי בעונת ההמלטה נוהגים הזכרים והנקבות להיפרד, כאשר הזכרים מאכלסים אזורים קרירים יותר. כך לדוגמה, מושבות שלמות במערות במורדות החרמון מורכבות בעונה זו מזכרים בלבד, בעוד שבאזור הכנרת החם יותר נותרות בעיקר נקבות שממליטות ומגדלות שם את הגורים. התופעה עוררה את סקרנותו.
בנוסף, עיון נרחב בספרות המחקרית העלה כי תופעה דומה נצפתה במינים רבים של עופות ויונקים, ויש לכך דוגמאות רבות: במיני ציפורים נודדות, הזכרים שוהים בחורף באזורים קרים יותר מהנקבות (חשוב לציין כי אצל העופות מתרחשת ההפרדה בין המינים דווקא מחוץ לעונת הרבייה, שכן אצלם הזכרים משתתפים בגידול הגוזלים); ביונקים רבים, גם במינים שחיים בזוגות או בלהקות מעורבות כל חייהם – הזכרים יעדיפו צל בעוד הנקבות מתחממות באור השמש או שהזכרים יעלו לפסגות הרים ואילו הנקבות ישארו בעמקים.
בהמשך לסקירת הספרות, ביצעו החוקרים מחקר משלהם. הם דגמו מידע שנאסף בישראל במשך קרוב ל-40 שנה (2018-1981) על אלפי פרטים של 13 מיני ציפורים נודדות מ-76 אתרים (נתונים של מרכז הטיבוע הישראלי ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט), ו-18 מיני עטלפים מ-53 אתרים (נתונים של החוקרים ושל החברה להגנת הטבע). בסך הכול כלל המחקר למעלה מ-11,000 פרטים, מהחרמון בצפון ועד אילת בדרום.
הסיבה לבחירה בציפורים ובעטלפים היא העובדה שהם מעופפים ולכן ניידים מאוד, והחוקרים שיערו שההפרדה המרחבית בין הזוויגים - לעיתים עד כדי שהייה באזורי אקלים שונים, תהיה ברורה במיוחד בקבוצות אלה. יתרה מכך, המגוון האקלימי הגדול של ישראל איפשר להם לבחון פרטים מאותו מין שחיים בתנאי אקלים שונים מאוד. ממצאי המחקר הראו בבירור כי הזכרים מעדיפים טמפרטורה נמוכה יותר מהנקבות, והעדפה זו יוצרת הפרדה בין המינים בתקופות מסוימות במחזורי הרבייה, כשהזכרים והנקבות אינם זקוקים זה לזה, ואף עלולים להפריע.
"המחקר שלנו הוכיח שהתופעה אינה ייחודית לאדם," אומר ד"ר לוין, "גם בקרב מינים רבים של עופות ויונקים, הנקבות מעדיפות סביבה חמימה יותר מהזכרים, ובתקופות מסוימות העדפות אלה גורמות להפרדה בין שני המינים. לאור הממצאים, והעובדה כי מדובר בתופעה נרחבת, העלינו השערה כי מדובר בשוני בין מנגנוני חישת החום של נקבות וזכרים, שהתפתח במהלך האבולוציה. שוני זה דומה במהותו להבדלים מוכרים בין תחושות הכאב של שני הזוויגים, והוא מושפע מהבדלים במנגנונים עצביים האחראים לתחושה וגם מהבדל הורמונלי בין זכרים לנקבות.
ד"ר מגורי כהן מציינת כי לשוני יש מספר הסברים אבולוציוניים: ראשית, ההפרדה בין זכרים לנקבות מפחיתה את התחרות על המשאבים בסביבה, ומרחיקה מהנקבות זכרים שעלולים להיות תוקפניים ולסכן את הגורים. ובנוסף, נקבות של יונקים רבים נדרשות להגן על הוולדות בשלב שבו הם אינם מסוגלים עדיין לווסת את חום גופם בעצמם, ולכן התפתחה בהן ההעדפה למקום חם יחסית.
ד"ר לוין וד"ר מגורי כהן מסכמים: "בשורה התחתונה, אם נחזור לעולמם של בני האדם, ניתן לומר שההבדל בתחושת הטמפרטורה לא נועד כדי שנריב עם בנות/בני זוגנו על המזגן, אלא להפך: הוא נועד לגרום לבני הזוג לתפוס קצת מרחק זה מזה לפעמים, כך שלשני הצדדים יהיה נעים ושקט יותר. כמו כן ניתן לקשר את התופעה לתופעות סוציולוגית הנצפות בבעלי חיים רבים ואף באדם, בסביבה מעורבת של נקבות וזכרים: הנקבות נוטות ליצור מגע רב ביניהן, ואילו הזכרים מרוחקים יותר ונרתעים ממגע."
מחקר
מי הם התאים שנלחמים בגידול הסרטני ואחר כך מגויסים לתמוך בהתפתחותו?
גליובלסטומה היא הסוג הנפוץ ביותר של סרטן המוח, אחד מהסרטנים האלימים והקטלניים בבני אדם: תוחלת החיים הממוצעת של החולים בה היא כשנה עד כשנה ושלושה חודשים מרגע הגילוי. לרוב, המעקב המדעי אחר התפתחות הגידול הסרטני בקרב חיות מודל נעשה ללא מערכת חיסון פעילה, בכדי לאפשר את קליטת תאי הסרטן בגוף ואת התפתחותם. החיסרון במודל נפוץ זה הוא בכך שמערכת החיסון אינה קיימת או אינה מתפקדת כראוי, מה שמונע מהחוקרים לעקוב אחר האינטראקציה בינה ובין תאי הגידול.
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב בחן לראשונה את התפתחות הגידול הסרטני גליובלסטומה בקרב חיות מודל בעלי מערכת חיסונית תקינה, במטרה לדמות בצורה הטובה ביותר את התפתחות הגידול בבני אדם. בצורה כזו הסרטן מתפתח בצורה מדורגת עד להתפתחות גידול מאסיבי, מה שמאפשר מעקב צמוד אחר התפתחותו ולכל אורך הדרך ניתן לעקוב אחר האינטראקציה של תאי הסרטן עם תאים שונים של מערכת החיסון. ממצאי המחקר הראו שישנם תאים במערכת החיסון שעל אף שתפקידם המקורי הוא לתקוף את התאים הסרטניים ולחסלם, הם פועלים "כסוכנים כפולים" שמגבירים ומעצימים את האגרסיביות והמסוכנות של הגידול.
המחקר נערך בהובלתה של ד״ר דינורה פרידמן-מורבינסקי ופררנה מגוד מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז. לצדם, ד״ר ליאת רוסו-נורי ואיגנסיו מסטנדריאה, אף הם מהפקולטה למדעי החיים, וכן חוקרים נוספים מהפקולטה לרפואה ע״ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב וממכון ויצמן למדע. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Cell Reports.
במסגרת המחקר, גילו החוקרים כי לתאים הנקראים נויטרופילים תפקיד קריטי באינטראקציה עם הגידול הסרטני. נויטרופילים הם תאים במערכת החיסון, שמקורם במוח העצם, ומטרתם לבלוע או לחסל חיידקים ופטריות ולטהר את הזיהומים שנגרמו מהם. "הנויטרופילים הם החיילים הראשונים במערך הקרב של מערכת החיסון", אומרת ד"ר פרידמן-מורבינסקי. "כאשר הגידול מתחיל להתפתח, הנויטרופילים הם בין הראשונים שמגויסים לכיוונו ותוקפים אותו על מנת לחסלו״.
יתר על כן, לחוקרים התברר כי הנויטרופילים נמצאים בקרבת הגידול לכל אורך ההתפתחות שלו, וישנו גיוס מתמשך ועקבי שלהם ממוח העצם. הדבר המפתיע שהתגלה במהלך מחקר זה, הוא כי הנויטרופילים משנים את תפקידם: אם בתחילת הדרך, בעת הופעת הגידול הראשוני, הנויטרופילים הגיעו על מנת להילחם בגידול, הרי שעם הזמן הנויטרופילים המגויסים לאזור הסרטני מגיעים על מנת לתמוך בהתפתחותו. לדברי ד"ר פרידמן-מורבינסקי: "הנויטרופילים מגויסים תחילה ע"י הגידול עצמו והופכים מאנטי-סרטניים לפרו-סרטניים, וכתוצאה מכך הם מחמירים את הנזק שהגידול עצמו יוצר". בנוסף החוקרים גילו כי תהליך השינוי בתכונות של הנויטרופילים יכול להתבצע ב"שלט רחוק", עוד לפני שהם בכלל מתקדמים לכיוון הגידול עצמו.
"המחקר הראה כי השינוי בתכונות של הנויטרופילים מתרחש עוד במוח העצם עצמו – בו כלל אין גידול: הגידול הסרטני ממוקם רק במוח ומשם מצליח לשנות את תכונות התאים אותם הוא מגייס", מוסיפה ד"ר פרידמן-מורבינסקי. "הגילויים החדשים במחקר זה עשויים לשפוך אור גם על דרכי הטיפול האימונותרפיות, אשר צוברות תאוצה רבה בשנים האחרונות. באחד מסוגי הטיפול האימונותרפי, מוציאים מגוף החולה תאי T, מעבדים אותם ומחזירים אותם לגוף החולה כך שהחדירו להם יכולות ריפוי מוגברות. אחת הבעיות המרכזיות היום הוא העובדה שגם תאים אלו שנשלחו לריפוי עוברים דיכויי ופעולתם מושתקת. אם נדע כיצד לשנות את יחסי הגומלין בין הנויטרופילים לתאי ה-T כך שהדיכוי שלהם יופחת, לדבר יהיו השלכות על יעילות הטיפול האימונותרפי".
לא מן הנמנע כי גילויים אלה הם הצעד הראשון לקראת פיצוח מנגנון ההשפעה ההדדית בין מערכת החיסון ובין גידולים סרטניים אלימים שגובים, כאמור, את חייהם של רבים כל כך.