שתפו‬        

בן ישי דניאלי

אוקיינוס מתחת למיקרוסקופ

הכירו את BUM, מיקרוסקופ תת-מימי חדש שתיעד לראשונה תמונות נדירות של קרבות אלמוגים, אלמוגים ש"מתנשקים" ואצות שגורמות להלבנת האלמוגים
12 ביולי 2016



 

השאיפה להרחיב את הידע האנושי ולהעמיק את ההיכרות שלנו עם העולם שבו אנו חיים הביאה את האדם למעמקי הים ולקצה מערכת השמש. אבל בזמן שעדשות טלסקופיות מביאות לנו תמונות של כוכבים רחוקים, יש תהליכים נסתרים שנמצאים קרוב הרבה יותר אלינו, והם קטנים מדי מכדי לראות אותם בעין בלתי מזוינת. BUM (ראשי תיבות של Benthic Underwater Microscope) הוא מיקרוסקופ תת-ימי חדש, שפותח בשיתוף מדענית ישראלית ומאפשר לראשונה לצלם באיכות גבוהה תהליכים מיקרוסקופיים שמתרחשים בקרקעית הים וחושף סדרה של סרטים מסקרנים ושל תמונות מרהיבות.

להביא את המעבדה לים

תהליכים רבים שקורים מתחת למים מתרחשים בקנה מידה מיקרוסקופי. "אלמוגים, אצות וספוגים הם דברים שלא נהוג אולי לחשוב עליהם בתור משהו 'קטן', אבל הם מורכבים מחלקים זעירים", מסבירה ד"ר טלי טרייביץ, ראש המעבדה לדימות תת-ימי בבית הספר למדעי הים באוניברסיטת חיפה, שהייתה שותפה לפיתוח המיקרוסקופ BUM. "אלמוגים הן מושבות הבנויות מיחידות זעירות המכונות פוליפים. הפוליפים יכולים להגיע לגודל של מילימטר ואף פחות מכך. אם רוצים להסתכל עליהם ולראות מה הם אוכלים או כיצד הם טורפים, צריך מיקרוסקופ. הבעיה היא שאלמוג הוא יצור מפונק מאוד שקשה לגדל במעבדה. צריך ליצור לו מערכת מבוקרת של טמפרטורה ושל אור, וגם אז קשה לחקות את המורכבויות של התנאים הסביבתיים של הים. המיקרוסקופ החדש מאפשר לחוקרים לחקור את האלמוגים בלי להוציא אותם מהסביבה הטבעית שלהם".

המיקרוסקופ הוא פרי פיתוח של צוות מדענים ממכון סקריפס לחקר האוקיינוסים באוניברסיטת קליפורניה, שבו הייתה שותפה טרייביץ. המיקרוסקופ פותח במשך שנה, ונבנה כך שצולל יוכל לתפעל אותו בנוחות מרבית. הוא מורכב משני חלקים: יחידת צילום, שכוללת מצלמה עם עדשה מיקרוסקופית וטבעת של נורות לד, ויחידת שליטה שהיא בעצם מחשב קטן במארז עמיד למים. אפשר למצוא בו אפילו מסך LCD וכפתורי שליטה שבאמצעותם הצולל יכול לראות את התמונה בשידור חי ולכוון את זמן החשיפה ואת חדות התמונה.

צולל מצלם באמצעות המיקרוסקופ. צילום: Scripps Institution of Oceanography
צולל מצלם באמצעות המיקרוסקופ. צילום: Scripps Institution of Oceanography

אלמוגים רבים, אלמוגים מתנשקים

המיקרוסקופ הוא המכשיר הראשון שמאפשר לתעד תהליכים בקרקעית הים ברמת התא הבודד – בגודל של עד חמישה מיקרון (מיקרון, או מיקרומטר, היא יחידת מידה באורך של מיליונית המטר, או אלפית המילימטר). "אפשר לצלם באמצעותו אלמוגים, ספוגים ואצות בצורה שלא התאפשרה עד עכשיו", מספרת טרייביץ. המיקרוסקופ צילם בינתיים תמונות ייחודיות ממפרץ אילת ומהאי מאווי שבהוואי.

במהלך הניסוי במפרץ אילת, תיעד המיקרוסקופ כיצד אלמוגים נלחמים זה בזה על טריטוריה. "ידוע שיש מיני אלמוגים שמתקשים לחיות בשכנות, כי הם רבים על מקום אחד עם השני", מסבירה טרייביץ. "בתמונות שצילמנו אפשר ממש לראות את שלבי ההתפתחות של הקרב בין האלמוגים: זה מתחיל בגישושים, כאילו הם בודקים אחד את השני, ולאט לאט הקרב מתפתח ונהיה יותר ויותר אלים, עד שאחד מהם תוקף את השני בעזרת זרועות ציד כדי להרוג אותו. זו הפעם הראשונה שתהליך כזה מצולם בכזאת רזולוציה גבוהה ובמשך כל כך הרבה זמן – לילה שלם. בסרטים רואים גם שאלמוגים מאותו מין לא נוגעים זה בזה, כי יש להם מנגנון כימי שאומר להם שמדובר בחבר ולא באויב".

לצד המלחמה התת-ימית, המיקרוסקופ גם תיעד תופעה שזכתה לכינוי "נשיקת אלמוגים": פוליפים של אלמוגים במושבת האלמוגים נוגעים זה בזה, במה שנראה כמו נשיקה עדינה. מדובר בתהליך שמתרחש לרוב בשעות הערב או עם שקיעה, בגלל כניסה של מים לרקמת האלמוג, מה שגורם להתנפחותה.

במאווי, המיקרוסקופ סיפק הצצה מקרוב לאחד התהליכים ההרסניים שעוברות שוניות האלמוגים בעולם: הלבנת האלמוגים (תהליך שמכונה באנגלית Bleaching). בגלל התחממות מי האוקיינוסים, האצה השיתופית שמעניקה חומרי מזון לאלמוגים עוזבת את גוף האלמוג, מה שהופך אותו ללבן. "המיקרוסקופ אפשר לנו לעקוב אחרי האלמוגים לאורך זמן, וכך לראות כיצד האצות שמעניקות את הצבע לאלמוג מתחילות לעזוב, וכיצד אצות אחרות מתחילות להשתלט עליו", מספרת טרייביץ, שמסבירה גם שהשתלטות האצות החדשות על האלמוג מסכלת את אפשרות השיקום שלו מההלבנה, ומותירה חלקים שלמים בשונית כשהם לבנים לחלוטין.

תמונה של האלמוג פוסיליפורה. הצבע האדום מגיע מהאצות השיתופיות שחיות עם האלמוג. צילום: Scripps Institution of Oceanography
תמונה של האלמוג פוסיליפורה. הצבע האדום מגיע מהאצות השיתופיות שחיות עם האלמוג. צילום: Scripps Institution of Oceanography
שני אלמוגים רבים: סטילופורה ופלטיגירה. האלמוג פלטיגירה הוציא את סיבי העיכול שלו. צילום: Scripps Institution of Oceanography
שני אלמוגים רבים: סטילופורה ופלטיגירה.
האלמוג פלטיגירה הוציא את סיבי העיכול שלו. צילום: Scripps Institution of Oceanography

מיקרו-זיהום

כרגע קיימים שני אבי-טיפוס של המיקרוסקופ, אחד במעבדה בסן דייגו ואחד בישראל, במעבדה של טרייביץ באוניברסיטת חיפה. במעבדה ממשיכים לעבוד על שיפור היכולות של המיקרוסקופ כדי שיוכל לצלם תופעות בדרך חדשה, ועובדים בשיתוף ביולוגים ימיים כדי להמשיך ולחקור את התהליכים המיקרוסקופיים שמתרחשים בקרקעית הים.

בעתיד מקווים החוקרים שאפשר יהיה לחבר את המיקרוסקופ BUM לכלים תת-ימיים בלתי מאוישים שמופעלים מרחוק, כך אפשר יהיה לצלם מקרוב תהליכים זעירים בעומקים שלא ניתן לצלול אליהם. ייתכן גם שהמיקרוסקופ יוכל לשמש בעתיד למטרה אחרת לגמרי: גילוי זיהומים של מי הים, כמו פסולת פלסטיק זעירה.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-ynet

שתפו‬