חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
מוזיאון הטבע
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה וטבע
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס
חוקרים.ות את החדשות

מחקר

06.03.2022
זה כתוב בכוכבים

ד"ר אשבל רצון משלבת כלים דיגטליים לחקר העולם העתיק ועובדת על מהדורות דיגיטליות חדשות של כל המגילות האסטרונומיות ומגילות הלוח מקומראן

  • רוח

אנחנו רגילים להתייחס ללוח השנה ככלי עזר לסימון אירועים ומועדים חשובים, אבל חשבתם פעם על הערך התיעודי האדיר שהוא טומן בחובו? לוח השנה היה ועודנו כלי למדידת זמן בעל השלכות פוליטיות חברתיות ודתיות חשובות, ובמחקר ארכיאולוגי והיסטורי הוא משמש כר נרחב למידע יקר ערך. בתקופת הבית השני, למשל, לפי התפיסה המקובלת במחקר, לוח השנה היווה אבן פינה במחלוקות בתוך החברה היהודית, בתקופה מרובת שסעים, שהובילו אף למלחמות אחים. 

 

ד"ר אשבל רצון ממכון כהן להיסטוריה ולפילוסופיה של המדע ומהחוג לפילוסופיה יהודית ותלמוד חוקרת מדע יהודי עתיק והבנתו בהקבלה למדע של התרבויות הסובבות, בעיקר למדע הבבלי. בנוסף, היא חוקרת את המדע היהודי בהקשרו ההיסטורי, התיאולוגי והתרבותי. כחלק מעיסוקה בטקסטים עתיקים, היא עוסקת בשחזור ופענוח מגילות מדבר יהודה ובתרגום של כתבי יד מהעת העתיקה ומימי הביניים בשפות עברית, ארמית, יוונית וגעז, ומרבה לשלב כלים דיגיטליים לחקר העולם העתיק, תוך התמקדות בלוח השנה ובתפיסות האסטרונומיות בתקופת הבית השני.

 

להדביק את קרעי המגילה בקופי-פייסט

מגילות מדבר יהודה הוא שם כולל לכ-25,000 קטעי קלף ופפירוס שהתגלו החל משנת 1947, רובם במערות קומראן ומקצתם באתרים נוספים במדבר יהודה. בין היתר, הקטעים מכילים את העותקים הקדומים ביותר של ספרי המקרא. כיום מטופלות המגילות במעבדות רשות העתיקות בירושלים, שם הן מנוטרות בשיטות מדעיות מתקדמות, ונשמרות בתנאים המדמים את התנאים שבהם שרדו במערות במשך 2,000 שנה. מאז התגלית ההיסטורית, ניצבו החוקרים בפני האתגר העצום של מיון השרידים וצירופם מחדש לכמעט 1,000 מגילות, שרובן הוסתרו במערות קומראן, ערב חורבן בית שני בשנת 70 לספירה. אתגר מרכזי נוסף הוא לנסות ולהבין עד כמה הספרייה של מערות קומראן משקפת את כלל העולם הרוחני בימי סוף בית שני, או שמא מדובר באוסף בלתי-מייצג של קבוצה אחת, בני כת יוצאת דופן (שרוב החוקרים מזהים עם האיסיים), שבמקרה הגיע לידינו. 

 

לדברי ד"ר רצון, "הקבוצה שחיה בקומראן פרשה מהמרכז בירושלים והייתה בעימות מתמיד עם מרבית העם. המגילות חוברו במחצית השנייה של האלף הראשון לפנה"ס, ונאספו לקומראן במאות האחרונות של תקופת הבית השני. היישוב שלהם נחרב על ידי הרומאים במהלך המרד הגדול, וכנראה שהם החביאו אותן בגלל המצב הפוליטי הקשה בארץ. המגילות שנמצאו מכילות גם טקסטים שהיו מקובלים על כלל העם, וגם טקסטים כתתיים פנימיים. אפשר לראות שחלק מהטקסטים המדעיים שנכללו במגילות מוקדמים להקמה של הכת, אבל הם ייחסו להם חשיבות גדולה וייצרו מתוכם לוח שנה ייחודי משלהם, שלא איפשר להם לחגוג את המועדים עם היתר בבית המקדש. הם היו קבוצה מאוד לוחמנית. ככל שהכת הלכה והסתגרה, היא כבר לא הסתמכה על הגישות המדעיות הרווחות, אלא המשיכה לכתוב על זה בתיווך פרשנויות והיכרות עם הטקסטים הפנימיים שלה." 

 

"למעשה הטקסטים היהודיים האסטרונומיים הראשונים שאנחנו מוצאים הם במגילות קומראן," מסבירה ד"ר רצון. "במקרא אין כמעט התייחסות לנושאים האלה, למעט משפטים פה ושם, כמו בבריאת העולם. במחקר שלי אני מנתחת איך הם תפסו בתקופת הבית השני את הזמן והמרחב, ואני עושה את זה באמצעות הכלים הדיגיטליים של שחזור מגילות. בשביל לבדוק את הנושא הזה עד הסוף, צריך לדעת טוב יותר מה כתוב במגילות. המגילות התפוררו לחלקים רבים, והדרך לדעת מה כתוב שם היא לא רק לקרוא כל קטע בנפרד, אלא לחבר, לעשות את הפאזל, לשחזר מה היה כתוב ולא נשמר. וכאן אנחנו משתמשים בכלים דיגיטליים."

 

משוואה עם נעלמים עתיקים במיוחד

"רשות העתיקות צילמה את הפרגמנטים של המגילות בטכנולוגיה מיוחדת של אינפרא-אדום. אנחנו עובדים על המחשב עם התמונות, ומשתמשים בכלים של גרפיקה ממוחשבת. אנחנו מחברים את הקטעים, מייצרים פונט מכתב היד של הסופר, ומנסים להוסיף את הקטעים החסרים. הרבה טקסטים מדעיים חוזרים על עצמם, ולכן הם טקסטים שמבחינת השפה קל יותר להשלים למשפטים. אם חסרה הנוסחה למשל, נוכל להשלים, כי כבר מצאנו אותה בחלק אחר. יש לי תואר ראשון בפיזיקה, אז אני משתמשת במשוואות מתמטיות. למשל כשיש רק כמה נתונים, ואנחנו מכירים את צורת החשיבה ואת המבנים, ויש לנו נתונים מכמה ימים בשנה, אפשר לשחזר לפי זה מה הייתה המשוואה שמובילה אותם. אני עושה את החישוב ומוצאת את הקבועים החסרים."

 

"אני קוראת את כל המגילות האסטרונומיות, משחזרת אותן ואת התיאוריה המדעית שבהן, ובונה מזה את הראייה הכוללת יותר שלהם של זמן, מרחב ואסטרונומיה. שני המרכזים המדעיים הגדולים באותה תקופה נמצאים בבבל ובמצריים. המרכז ההלניסטי כבר לא יושב באתונה אלא באלכסנדריה. האסטרונומים היהודים לא ישבו במרכז המדעי של העולם באותה תקופה, וניתן לראות שבמגילות קומראן יש פחות השפעה יוונית, אבל כן יש השפעה בבלית, שחוקרים ראו כבר לפניי. ההשפעה הבבלית מלמדת שהם אנשים, לפחות חלקם או בתקופות שונות, מעורבים ומכירים מדע שקיים. מצד שני – הם מייצרים תיאוריות עצמאיות והשיקולים שלהם בבחירה של תיאוריה הם לא רק הדיוק המדעי. הם מכירים את התופעות הכלליות, אבל הם לא בוחרים בתיאוריה הכי מדויקת, בגלל שיקולים דתיים, כדי להתאים לתפיסות עולם מסורתיות. בתחום האסטרונומיה, בעיקר עניינו אותם זמני הזריחה והשקיעה של השמש והירח והמיקום על האופק, ששימשו גם לענייני לוח השנה, שהיה, כאמור, נושא מאוד מרכזי בתקופת הבית השני." 

 

"אפשר לראות שהם גם שואפים שהתיאוריות המדעיות יהיו סימטריות יותר, ולכן יעשו את התוצאות יותר סכמתיות, מעוגלות, כדי שיהיו יפות יותר," מוסיפה ד"ר רצון. "גם לזה יש רקע תיאולוגי, כי אלוהים ברא את העולם והוא צריך להיות יפה, לא מורכב ממספרים מבולגנים. יש כאן תפיסה אפילו מיסטית ביחס למספרים - שצריכים להיות יחסים יפים ביניהם. ניתן לסכם ולהסיק שהתיאוריות שלהם לא היו תמיד הכי מדויקות, אך הן בעלות ערכים אסתטיים."

 

 

 
מימין: פרופ' עדי אריה, פרופ' וולפגאנג שלייך והדוקטורנט גאורגי גרי רוזנמן (צילום: פרופ' רם זמיר)

מחקר

27.02.2022
חושך, תתרכז רגע

חוקרים הוכיחו כי ניתן למקד חושך בדיוק כפי שניתן למקד אור

  • מדעים מדויקים

מה קורה לנו כשאנחנו נכנסים למקום חשוך מאוד? התחושה היא שהחושך עוטף אותנו ואנו מתקשות ומתקשים למקד את מבטנו בנקודה אחת. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם אוניברסיטאות בארצות הברית ובגרמניה וכן מכון החלל הגרמני (DLR), מראה לראשונה כי ניתן "למקד חושך", כלומר לרכז גלים לנקודה אחת במרחב שבה תתקבל עוצמת אור מינימלית. זאת בצורה אנלוגית למיקוד המוכר (למשל על ידי עדשות או מראות כדוריות), שבסופו מתקבלת נקודת אור בוהקת.

 

החושך שבקצה המנהרה

גלים אלקטרומגנטיים, גלי חומר וגלי כבידה משטחיים יכולים להתרכז לאזור קטן וממוקד במרחב, תופעה שמוכרת בתור מיקוד בהיר. זהו העיקרון על בסיסו פועלים שלל התקנים אופטיים ובהם עדשות, טלסקופים, מצלמות, מיקרוסקופים, זכוכית מגדלת וגם העין האנושית. עבודה קודמת שנעשתה במעבדתו של פרופ' עדי אריה, ממובילי המחקר החדש, ביחד עם חלק משותפיו למחקר זה, כללה את פיתוחו של מוליך גלים מסוג חדש, שמראה כי ניתן לבצע מיקוד גם ללא עדשה, כאשר אור או כל גל אחר עובר דרך חריץ צר ומתרכז לאזור בהיר במרחב.

 

המחקר נערך על ידי פרופ' עדי אריה ופרופ' לב שמר מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן והדוקטורנט גאורגי גרי רוזנמן מהפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר. השתתפו בו גם חוקרים מאוניברסיטת אולם וממכון החלל הגרמני - ד״ר מנואל רודריגז גונקאלבס, ד״ר מתיאס צימרמן, פרופ׳ מקסים איפראימוב ופרופ׳ וולפגאנג שלייך, והחוקר פרופ׳ וויליאם קייס מארה"ב. פרופ' עדי אריה מופקד על הקתדרה לננו-פוטוניקה ע"ש מרקו ולוסי שאול. המחקר פורסם בעיתון היוקרתי Applied Physics B.

 

"מיקוד בדרך כלל מקושר לעלייה בעוצמת האור באזור מצומצם במרחב, כפי שניתן לצפות באור שעובר דרך עדשה. אנחנו ניסינו לבצע את הפעולה ההפוכה, כלומר להוריד כמעט לאפס את כמות האור בנקודה מסוימת במרחב", מסביר הדוקטורנט גאורגי גרי רוזנמן ומרחיב "התופעה שגילינו בניסוי, ושאותה חקרנו גם באמצעות תאוריה נלווית, מכונה מיקוד עקיפתי אפל. במסגרת התופעה הזו, גלים מתרכזים לנקודה אחת במרחב, אבל שלא כמו במיקוד בהיר מתקבלת מינימום של עוצמה, בעוד שבכל שאר המרחב ישנם גלים בעוצמה גבוהה."

 

התאום האפל של המיקוד הבהיר

במאמר מפרטים החוקרים את הניתוח התאורטי של הבעיה באמצעות כלים ממכניקת הגלים וממכניקת הקוונטים. החוקרים מציינים כי על פי התחזית התאורטית, תופעה זו יכולה להתרחש גם בהיעדר עדשה המרכזת את האור, בנוכחות סדק בלבד.

 

"הבסיס לעקרון הפעולה החדש שפענחנו, הוא שבמחצית מהסדק תתבצע השהיה של הגל, לעומת החצי השני שבו הגל יעבור לא השהיה. עבור גלים אופטיים למשל, ניתן לממש השהיה כזו על ידי הוספת לוחית דקה של זכוכית שתכסה את מחציתו של הסדק. הניסוי שבוצע השתמש ברעיון דומה, אבל עבור גלי מים", מוסיף רוזנמן.

 

רוזנמן מפרט לגבי השלב השני של המחקר, בו חזו בתופעה המרתקת גם בגלי כבידה משטחיים של מים: "יצרנו במעבדתו של פרופ' לב שמר מערך של גלי כבידה משטחיים בבריכת גלים שאורכה כ-5 מטרים. על בסיס התחזית התיאורטית הנדסנו את מבנה הסדק המיוחד במרחב הזמן, וצפינו לראשונה בתופעה של מיקוד עקיפתי אפל באופן ניסיוני. למעשה הבנו כי מיקוד עקיפתי אפל איננו רק התאום המנוגד למיקוד הבהיר, אלא שיש לו גם הרבה תכונות מעניינות בפני עצמו. למשל, ראינו כי המיקומים של מוקדי החושך שונים מאלה של מוקדי האור, וכי הוצאת המערכת מפוקוס עשויה לגרום להיווצרותם של פסי חושך רחבים".

 

החוקרים טוענים כי לתופעה החדשה שגילו יש השלכות מעניינות בהבנה של תופעות גליות, וכי ייתכנו יישומים שלה גם בגלים אקוסטיים ואלקטרומגנטיים. "בעזרת המסקנות מהניסויים שערכנו ומהתאוריה שבנינו, אנו מעריכים כי ניתן יהיה להעלים רעשים באופן ממוקד או ללכוד ולהזיז חלקיקים בצורה יעילה יותר. אמנם התופעה עוסקת בחושך, אך היא כנראה תביא הרבה אור מדעי לחיינו, שכן זהו פתח לתופעות פיזיקליות חדשות", מסכם רוזנמן.

 

חושך, תתרכז רגע. מתוך המחקר

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

מחקר

16.02.2022
סודו של הארבה: איך הופכים חגבים בודדים ובלתי מזיקים לנחיל דורסני המכלה כל צמח

חוקרים באוניברסיטת תל אביב מצאו קשר בין חיידק במעי של החגב לבין התופעה ההרסנית של התלהקות ונדידה

  • רפואה ומדעי החיים

"נחילי ארבה המכלים את היבולים וגורמים לרעב קשה הם תופעה מוכרת מימי קדם ועד ימינו אלה. בשלוש השנים האחרונות פגעה מכת הארבה באזורים נרחבים באפריקה, בהודו ובפקיסטן, וקיימות הערכות כי התופעה צפויה להתגבר בעקבות שינויי האקלים." מסביר מסביר פרופ' אמיר אילי מבית הספר לזואולוגיה. "נחיל ארבה נוצר כאשר חגבים, שעל פי רוב חיים בטבע כבודדים, מתקבצים יחד ומתחילים לנדוד, אך הסיבות להתנהגות זו עדיין אינן מובנות במידה מספקת, והאדם עדיין חסר אונים מולה. מחקרים בשנים האחרונות הראו שהמיקרוביום עשוי להשפיע על ההתנהגות בכלל וההתנהגות החברתית בפרט של בעל החיים הפונדקאי, בין היתר בקרב חרקים. אנחנו חוקרים אפשרות שלמיקרוביום, כלומר לאוכלוסיית החיידקים במעי של החגב, יש תפקיד בהתלהקות שיוצרת את נחיל הארבה, ואף פרסמנו מספר מאמרים בנושא. במחקר הנוכחי לקחנו את הבדיקה צעד נוסף קדימה."

 

צוות המחקר בהובלת פרופ' אמיר אילי והדוקטורנט עומר לביא גילה שאוכלוסיית חיידקי המעיים (המיקרוביום) של חגב שחי לבדו משתנה באופן משמעותי כשהוא מצטרף ללהקה. הממצא העיקרי הוא חיידק המכונה Weissella שכמעט ואינו נצפה במעי של חגב בודד אך הופך לדומיננטי במיקרוביום עם ההצטרפות ללהקה. בנוסף בנו החוקרים מודל מתמטי המוכיח כי ההתלהקות 'כדאית' לחיידק מבחינה אבולוציונית, שכן היא מאפשרת לו להתפשט ולהדביק מספר רב של חגבים נוספים. לדברי החוקרים, "הממצאים שלנו אינם מוכיחים כי החיידק הוא האחראי לתופעת ההתלהקות והנדידה – כלומר ליצירת הארבה, אך סביר להניח שיש לו תפקיד בתופעה, וזוהי השערה חדשה שמעולם לא הועלתה עד היום. אנחנו מקווים שהתובנה החדשה תהווה בסיס לפיתוח אמצעים למניעת או להפחתת תופעת הארבה שפוגעת בהמוני בני אדם, בעלי חיים וצמחים בעולם."

 

במחקר השתתפו גם פרופ' לילך הדני אוהד לוין-אפשטיין ויונתן בנדט מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון, פרופ' אורי גופנא מבית הספר סמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר סרטן, וד"ר ערן גפן מאוניברסיטת חיפה-אורנים. המחקר מהווה דוגמה יפה לשיתוף פעולה בינתחומי מוצלח: חוקרי התנהגות ופיזיולגיה של חרקים (אילי, גפן), חוקרי מיקרוביולוגיה וחיידקים (גופנא) ומומחים למודלים אבולוציוניים ממוחשבים (הדני). המאמר פורסם בכתב העת Environmental Microbiology.

 

ההתלהקות כדאית לחגב

במסגרת המחקר גידלו החוקרים חגבים מסוג ארבה מדברי במעבדה, כבודדים ובקבוצה. הם אספו צואה של חגבים שגודלו בבדידות, איפיינו באמצעותה את אוכלוסיית חיידקי המעיים שלהם, ואחר כך צירפו אותם לקבוצה גדולה של כ-200 חגבים. בדגימה חוזרת, כעבור 7 ימים, נמצא שינוי משמעותי במיקרוביום של החגבים שגודלו כבודדים וצורפו לקבוצה. עומר לביא: "השינוי העיקרי שמצאנו היה בתפוצה של חיידק הקרוי weissella. חיידק זה, שנעדר כמעט לחלוטין מהמיקרוביום של החגב הבודד, הפך לדומיננטי במיקרוביום לאחר שהחגב צורף ללהקה."

 

בשלב הבא בנו החוקרים מודל מתמטי שהראה שההתלהקות 'כדאית' לחיידק מבחינה אבולוציונית, מכיוון שהיא מאפשרת לו להתפשט ולהדביק חגבים נוספים. בשל היתרון האבולוציוני שהוכח במודל העלו החוקרים השערה חדשה, כי ייתכן שהחיידק ממלא תפקיד בהתנהגות היוצרת התלהקות בקרב החגבים. במילים אחרות, ייתכן שהחיידק מעודד בדרך כלשהי את החגב הפונדקאי לשנות את התנהגותו ולהתקרב לחגבים אחרים.

 

פרופ' אילי מסכם: "המחקר שלנו תורם תרומה חשובה להבנת התופעה של התלהקות חגבים ויצירת נחילי ארבה – אחד הגורמים המובילים לרעב בעולם, מימי קדם ועד ימינו. במחקר מצאנו שינוי משמעותי בהרכב אוכלוסיית חיידקי המעי אצל חגבים שעוברים ממופע בודד למופע של להקה. השינוי העיקרי הוא התרבות עצומה של חיידק המכונה weissella, שכמעט ולא נצפה במיקרוביום של החגב הבודד, אך משתלט על אוכלוסיית חיידקי המעי כשהחגב מצטרף ללהקה. כמו כן בנינו מודל מתמטי המוכיח כי לחיידק יש 'אינטרס' אבולוציוני שהחגב הפונדקאי יצטרף ללהקה. הממצאים אמנם אינם מוכיחים כי החיידק הוא האחראי לתופעת ההתלהקות והנדידה – כלומר ליצירת הארבה, אך הם מצביעים על היתכנות גבוהה שיש לו תפקיד בתופעה, וזוהי השערה חדשה שמעולם לא הועלתה עד היום. אנחנו מקווים שהתובנה החדשה תהווה בסיס לפיתוח אמצעים למניעת או להפחתת תופעת הארבה שפוגעת בהמוני בני אדם, בעלי חיים וצמחים בעולם."

מחקר

16.02.2022
האם טמפרטורה גבוהה יכולה להאיץ את קצב האבולוציה?

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הדגימו בעזרת תולעים שהורשה אפיגנטית של משיכה מינית יכולה להשפיע על תהליך האבולוציה

  • רפואה ומדעי החיים

מה גרם לתולעת להעדיף רבייה זוויגית עם זכרים, כשהיא יכולה להפרות את עצמה, ואיך זה השפיע על הדורות הבאים? חוקרים מאוניברסיטת תל אביב גילו כי הורשה אפיגנטית (מחוץ לרצף הדנ״א) יכולה להשפיע על הרכב הגנים באוכלוסייה למשך מספר רב של דורות. את המחקר, שמתפרסם היום בכתב העת החשוב Development Cell, הובילו פרופ' עודד רכבי וד״ר איתי טוקר, וד״ר איתמר לב וד״ר יעל מור שעשו דוקטורט בהנחייתו, מהמחלקה לנוירוביולוגיה בפקולטה למדעי החיים ומבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. המחקר נערך בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת רוקפלר בניו יורק.

 

"גידלנו במעבדה תולעים מסוג C. elegans תחת תנאי עקה של חום, כלומר בטמפרטורות מעט גבוהות מהרגיל", מסביר פרופ' רכבי. "התוצאה הייתה שהנקבות הפכו להיות מושכות יותר והזדווגו יותר עם זכרים. זה מעניין, אבל הממצא המרתק באמת הוא שגם אחרי שהתולעים הוחזרו לטמפרטורות רגילות, בדורות הבאים, צאצאיות התולעים הללו המשיכו למשוך יותר זכרים. כשהתולעים מזדווגות עם זכרים במקום להפרות את עצמן הן מעבירות רק חצי מהגנום שלהן לדור הבא. 'דילול' התרומה התורשתית בחצי הוא מחיר כבד לשלם, אבל התועלת היא הגדלת המגוון הגנטי, ובאמת גילינו בעזרת ניסויי אבולוציה במעבדה שזו עשויה להיות אסטרטגיה מועילה, כלומר אדפטיבית".

 

נקבות התולעים מסוג C. elegans מייצרות גם את הביציות וגם את הזרע של עצמן וכך מפרות את עצמן (ולכן הן נחשבות להרמפרודיטיות). התולעים מייצרות את הזרע רק בשלב מסוים בהתפתחותן, ובהמשך הן מייצרות רק ביציות. במקביל, יש באוכלוסייה גם זכרים נדירים שיכולים להזדווג איתן – כך שזו בחירה של הנקבה אם לערבב את הגנים שלה ברבייה זוויגית עם זכר. התנאים הסביבתיים בניסוי דחפו יותר נקבות להזדווג, תכונה שנשמרה גם בצאצאיותיהן שגדלו בסביבות נוחות, ולא חוו את עקת החום.

 

מהפרייה עצמית לרבייה זוויגית

"במעגל החיים של התולעת ההרמפרודיטית, מאגר הזרע העצמי אוזל כשהיא מזדקנת", מספר ד״ר איתי טוקר. "בשלב הזה כדי להמשיך להתרבות אין לה ברירה אלא להפריש פרומון שמושך את הזכרים. תנאי החום שיצרנו שיבשו את ההורשה של מולקולות רנ"א קטנות ששולטות בצורה מורשת על ביטוי של גנים בזרע, כך שהזרע של התולעת לא הצליח להפרות את הביצית ביעילות הרגילה. התולעת חשה שהזרע שהיא מייצרת פגום חלקית ולכן החלה להפריש את הפרומון ולמשוך זכרים מוקדם יותר, כשהיא עדיין צעירה. כך קרה שתולעים רבות התרבו בגיל צעיר עם תולעים זכרים. התכונה הזו הורשה במשך דורות רבים לצאצאיות שלא חוו את תנאי החום."

 

"בעבר גילינו מנגנון ייעודי שמוריש את מולקולות הרנ״א הקטנות לדורות הבאים, במקביל ובצורה אחרת מהמנגנון הרגיל שמוריש דנ״א לדורות הבאים, ומאפשר הורשה של תכונות נרכשות מסוימות. על ידי עיכוב של מנגנון הורשת הרנ״א הקטנים הוכחנו שההורשה של המשיכה המוגברת תלויה בהעברה בין דורית של רנ״א קטנים אשר שולטים על פעילות הזרע. בהמשך ערכנו ניסוי באבולוציה: עקבנו אחרי הצאצאיות של אימהות שמורישות משיכה לזכרים בעזרת רנ״א קטנים ונתנו להן להתחרות על זכרים, במשך דורות רבים, מול צאצאיות רגילות משושלת ביקורת. ראינו שהורשה של משיכה מינית הובילה ליותר הזדווגות בתנאים התחרותיים האלה, ושכתוצאה מכך הצאצאיות המושכות הצליחו להפיץ את הגנים שלהן באוכלוסייה בהצלחה רבה יותר".

 

הסביבה משפיעה על המגוון

ככלל, יצורים חיים מגיבים לסביבתם על ידי שינויים בביטוי הגנים שלהם – וזאת מבלי לשנות את הגנים עצמם. אחד מאותם מנגנוני פיקוח הוא מולקולות רנ"א קטנות (small RNA) שהורסות מולקולות בשם רנ״א שליח (mRNA) האחראיות על העברת המידע הגנטי מהדנ"א לחלבונים – ובכך משתיקות גנים שאין בהם צורך בסביבה הנתונה. ההבנה לפיה חלק מהמידע האפיגנטי שמקודד במולקולת רנ"א קטנות עובר מדור לדור מחוללת מהפכה בהבנה שלנו של תורשה, ומאתגרת את הדוגמה ששלטה באבולוציה במשך מאה שנים ויותר. עם זאת, עד היום לא הצליחו חוקרים למצוא דרך בה הורשה אפיגנטית תוכל להשפיע על הרצף הגנטי עצמו (הדנ״א).

 

"אפגנטיקה בכלל, והורשה של תכונות נרכשות שמתווכת על ידי רנ״א קטנים בפרט, היא תחום חדש ומרעיש", אומר ד"ר לב. "כעת הוכחנו לראשונה שהסביבה יכולה לשנות לא רק את ביטוי הגנים – אלא, בצורה עקיפה, גם את התורשה הגנטית עצמה, ולאורך דורות. לרוב, הורשה אפיגנטית של מולקולות רנ"א קטנות היא עניין חולף: האורגניזם נחשף לסביבה מסוימת, ומשמר את השונות האפיגנטית במשך 3-5 דורות. לעומת זאת, שינוי אבולוציוני אורך מאות ואלפי דורות. אנחנו חיפשנו קשר בין אפיגנטיקה לגנטיקה ומצאנו ששינוי בסביבה שרלוונטי להתחממות גלובלית משרה הורשת הפרשת פרומון למשיכת זכרים וכך משפיע על אבולוציית הגנום של התולעים״.

 

ד״ר מור מוסיפה: ״זאת למעשה דרך של הסביבה לכוונן את השונות הגנטית. הרי אבולוציה מצריכה מגוון וברירה. התיאוריה הקלאסית היא שהסביבה יכולה להשפיע על הברירה, הסלקציה, אבל לא יכולה להשפיע על המגוון – שנוצר באקראי כתוצאה ממוטציות. אנחנו הראינו שהסביבה דווקא כן יכולה להשפיע על המגוון בתנאים מסוימים".

מחקר

16.02.2022
המיקרופלסטיק מגביר פי 10 את רעילותם של מזהמים אורגניים בסביבה

מחקר חדש חושף שהרעילות המוגברת עשויה לגרום לפגיעה קשה במערכת העיכול ובבריאות האדם

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • סביבה וטבע

כולנו מודעים לנזק העצום שיש לחלקיקי הפלסטיק על הסביבה ועל חיינו. מיקרופלסטיק הוא שם כללי לחומרי פלסטיק שמופיעים בתצורה של חלקיקים וסיבים זעירים בגודל של עשרות מיקרונים עד מילימטרים אחדים. הם נמצאים כמעט בכל מקום: במקווי מים, בקרקעות, במוצרי מזון, בבקבוקי מים, ואפילו בקרחונים בקוטב הצפוני. החוקרים מסבירים שכיוון שהפלסטיק אינו חומר טבעי, הוא מתפרק לאט מאד בטבע בתהליך שנמשך לעתים אלפי שנים, ובמסגרת תהליך זה נוצרים אותם מיקרופלסטיקים. לאורך התהליך, חלקיקי המיקרופלסטיק פוגשים מזהמים סביבתיים שנספחים על פני השטח של חלקיקי המיקרופלסטיק, וכצמד, הם עשויים להוות איום עבור בריאות הסביבה והאדם. מחקר חדש שנערך באוניברסיטת תל אביב חושף כעת ממצא נוסף מבהיל לא פחות: בסביבה ימית, המיקרופלסטיק סופח ומרכז אליו חומרים אורגניים רעילים ובכך מגביר את הרעילות שלהם פי 10. דבר זה עשוי להביא לפגיעה קשה בבריאותנו.

 

מגנט למזהמים סביבתיים

המחקר נערך בהובלת ד"ר אינס צוקר מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, ומביה"ס לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, ביחד עם הדוקטורנט אנדריי איתן רובין. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Chemosphere.

 

במסגרת המחקר, בחנו החוקרים את כל התהליך שעובר המיקרופלסטיק, החל מהאינטראקציות שהוא מקיים עם מזהמים סביבתיים ועד לשחרור המזהמים ויצירת רעילות מוגברת. הם מצאו כי הספיחה של אותם מזהמים אורגניים על גבי המיקרופלסטיק מגבירה את הרעילות פי 10 וכן עשויה להביא לפגיעה קשה בבני האדם שיחשפו למזון ושתייה מזוהמים.

 

"במחקר זה הראינו שאפילו ריכוזים מאוד נמוכים של מזהמים סביבתיים, שאינם רעילים לאדם, הופכים לכאלה כאשר הם ספוחים על המיקרופלסטיק. הסיבה לכך היא שהמיקרופלסטיק מהווה מעין מגנט למזהמים סביבתיים, מרכז אותם על גבו, 'מסיע' אותם דרך מערכת העיכול שלנו, ומשחרר אותם בצורה מרוכזת באזורים מסוימים, ובכך גורם לרעילות מוגברת", מסבירה ד"ר צוקר.

 

"הצלחנו להראות לראשונה 'מסלול חיים' שלם של המיקרופלסטיק, מרגע השחרור שלו לסביבה, דרך ספיחה של מזהמים סביבתיים ועד לרעילות מוגברת באדם", מוסיף הדוקטורנט אנדריי איתן רובין. "כמויות הפסולת המושלכות לאוקיינוס מדי שנה הן עצומות. הדוגמה המוכרת ביותר היא 'אי הפלסטיק' באוקיינוס השקט, ששטחו גדול פי 80 משטחה של מדינת ישראל. אבל לא מדובר רק בבעיה מרוחקת. נתונים מראים כי חופי ישראל הם בין המזוהמים ביותר בפסולת מיקרופלסטיק. לכל אחד מחלקיקי המיקרופלסטיק שמופרשים באזורים הללו יש פוטנציאל נזק אדיר, שכן הם משמשים כפלטפורמה יעילה ויציבה לכל מזהם שיזדמן בדרכן להגיע אל החי והצומח שנמצא אי שם ביבשה".

 

מימין לשמאל: ד"ר עמית קומאר-סארקאר, ד"ר אינס צוקר והדוקטורנט אנדריי איתן רובין

 

סכנה מוחשית ומיידית

"גילינו כי באופן מפתיע למדי, שיכולת הספיחה של חלקיק מיקרופלסטיק מחומצן (התצורה של המיקרופלסטיק לאחר שעבר בלייה סביבתית), גבוהה משמעותית מחלקיק שאינו מחומצן. לאחר הטעינה של המיקרופלסטיק במזהמים הסביבתיים באמצעות מזון ומים מזוהמים, החלקיק הטעון עשוי להגיע למערכת העיכול. שם הוא משחרר את הרעלים בסמיכות לתאים של מערכת העיכול, ובכך מגביר את הרעילות של חומרים אלו. זוהי תזכורת כואבת נוספת להשלכות החמורות של זיהום הסביבה הימית והיבשתית בפסולת תעשייתית מסוכנת, שלצערנו רוויה בפלסטיק בעשרות השנים האחרונות. הסכנות אינן תאורטיות אלא מוחשיות מאי-פעם. אמנם יש לכך מודעות רבה, אך הצעדים המניעתיים בשטח עוד רחוקים מלהטביע חותם משמעותי".

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>