360 מעלות

מאיה פלח

איך באים אלמוגים לעולם?

מנגנון חדש ומתוחכם של אלמוגים שהתגלה על ידי חוקרים ישראלים שופך אור על אופן הרבייה שלהם

7 ביוני 2017

זה לא סוד ששוניות האלמוגים ברחבי העולם נמצאות בצרות בשנים האחרונות. שינוי האקלים, בשילוב עם גורמים נוספים, הביא בשנת 2016 למותם של אחוזים ניכרים מאלמוגי שונית המחסום הגדולה באוסטרליה, וגם השנה הושפעה השונית קשות מאירוע הלבנה המוני שפגע באוכלוסייתה. חוקרים מובילים בתחום – כמו גם חובבי צלילה מרחבי העולם – מודאגים מאוד מעתיד השוניות, וכיום ברור שאם מי הים ימשיכו להתחמם ולהחמיץ בקצב הנוכחי, בעוד מספר עשורים כל מה שיישאר מהשוניות המפוארות האלו הם בתי קברות לאלמוגים.

תחת הענן השחור של התחזיות הקודרות האלה מוסיפים חוקרי אלמוגים ברחבי העולם לחקור ולנסות ולהבין את המנגנונים שאחראיים להישרדות של היצורים היפהפיים האלה, בין היתר בתקווה לנסות ולהציל את השוניות מהגורל המר שחזוי להן. במחקר חדש שפירסמו לאחרונה חוקרים ישראלים, הם הצליחו לראשונה לחשוף מנגנון שבו משתמשים האלמוגים לרבייה, השופך אור על יכולת ההישרדות שלהם.

תצלום: אורן לוי

״הרבייה של האלמוגים מסונכרנת בדרך כלל בהתאם למיקום הגיאוגרפי שלהם״, אומר פרופ׳ אורן לוי, מהמחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בר אילן. למעשה, רביית האלמוגים מתרחשת באופן כמעט פלאי: היא מתוזמנת למועד אחד בשנה, שבו כל האלמוגים הנמצאים באזור מסוים משחררים אל פני המים תאי מין זכריים ונקביים (הנקראים גמטות) בו-זמנית, ואלה מנסים למצוא האחד את השני, להתיישב בהצלחה על השונית ולהפוך לאלמוג חדש. ״הרבייה מתוזמנת לפי מצב הירח, ומתרחשת לרוב כמה ימים לאחר הירח המלא, וכמעט תמיד בלילה״, מוסיף לוי. בשונית המחסום הגדולה באוסטרליה, למשל, הסנכרון המופלא הזה מגיע לשיא בלילה אחד שבו משחררים כ-130 סוגים של אלמוגים את תאי המין שלהם בו-זמנית לגוף המים במאמץ רבייה משותף – אורגיה המונית בים.

נערכים לרבייה

היכולת של האלמוגים – יצורים חסרי עיניים, אוזניים או כל איבר תקשורת גלוי אחר – לסנכרן את הרבייה בדיוק כזה סקרנה מאוד חוקרים ברחבי העולם. ״במאמר שלנו מ-2015, במסגרתו ביצענו מחקר בשונית המחסום הגדולה באוסטרליה, ניסינו לבדוק כיצד האלמוגים – יצורים מאוד לא מפותחים מבחינה אבולוציונית – יכולים לסנכרן את עצמם בדיוק כזה מבחינת השעון הביולוגי שלהם והסביבה לפי מצב הירח ולפעם אחת בשנה״, אומר לוי. ״שם הצלחנו לגלות את קבוצות הגנים שאחראיים למנגנון הזה – כאלה שמשמשים את האלמוגים כקולטני אור, וגם כאלה שמתפקדים כשעון הביולוגי שלהם. במאמר הנוכחי, שהובילו הדוקטורנטית חגית פורת ופרופ׳ ארז לבנון מאוניברסיטת בר-אילן, ופרופ׳ אלי אייזנברג מאוניברסיטת תל-אביב, לקחנו את הממצאים שחשפנו אז וניסינו לברר לעומק כיצד המנגנונים האלה עוזרים לאלמוגים לשרוד כלומר, להתרבות בהצלחה״.

לחוקרים ציפתה הפתעה: כשהם חקרו את הנתונים שאספו באוסטרליה הם גילו שבזמן הרבייה, האלמוגים משתמשים באופן נרחב בתהליך שנקרא עריכת רנ״א (RNA Editing), תהליך  שהחוקרים העריכו עד היום שמאפיין לרוב יצורים מתקדמים הרבה יותר אבולוציונית. רנ״א היא מולקולה שמשמשת יצורים חיים לייצור החלבונים שלהם. המשמעות של עריכת רנ״א היא שהיצור יכול לשנות את מרכיבי החלבונים שלו בחלקם, מבלי לערוך שינוי בדנ״א עצמו; הדבר מאפשר לו לפתח גמישות גבוהה יותר בזמן אקוטי – כמו בזמן רבייה למשל – בלי לשנות את ההרכב הגנטי שלו באופן קבוע. ״המשמעות היא שמאותו גן יכולים להיווצר מספר שונה של חלבונים שאינם דומים אחד לשני״, מסביר לוי. ״בסביבה נתונה, העמידות של יצור חי תהיה טובה יותר אם יהיה לו עושר חלבונים רחב יותר, דבר שיאפשר לו להתמודד עם תנאים מסוימים; אז ברגע שיש לו מגוון גדול יותר של חלבונים, זה בעצם מגדיל את מאגר הסיכויים שלו להתמודד עם שינויים שקורים בסביבה שלו". עד לאחרונה, ההנחה הייתה שתהליך זה מוגבל בעיקר לגנים במערכות העצבים של יצורים מתקדמים.

תצלום: אורן לוי

״במאמר שלנו מצאנו באלמוגים מספר גנים כאלה, שקשורים בחלקם לדפוס הרבייה שלהם ולהתמודדות עם שינויים סביבתיים – כמו שינויי אור וטמפרטורה, למשל", אומר לוי. "מה שראינו במחקר הוא שיש עלייה חדה בעריכת הרנ״א שמתרחשת באלמוג בזמן הרבייה עצמה, כשהאלמוגים משחררים את תאי המין שלהם. ומה שאולי מפתיע אפילו יותר הוא שמצאנו שבתאי המין עצמם עריכת הרנ״א שמתרחשת עוד משמעותית יותר מאשר באלמוגים עצמם״.

תא המין של האלמוג – הגמטה – היא מין צבר (קבוצה) שמכיל בפנים תאי ביצה ותאי זרע, שהאלמוג משחרר אל גוף המים. לאחר השחרור, הצבר צף על פני המים ושם הוא מתפרק, ובשלב הזה נעשית הרבייה כשהתאים נפגשים ומנסים להתפתח לאלמוג חדש על פני השונית. ״מה שראינו הוא שלתאי המין יש יכולת טובה יותר מאשר לאלמוג עצמו לבצע עריכת רנ״א״, מסביר לוי, ״והמשמעות היא שהגמישות הגנטית שלהם בשלב הקריטי של הרבייה היא רחבה יותר מאשר בזמנים אחרים. ההשערה שלנו היא שזה כנראה מנגנון שנועד להתמודד עם מה שעתיד לקרות בסביבה שלהם – שעלולה להיות משתנה או בלתי מוכרת – בשלב שבו הם מנסים להפוך לאלמוג חדש ולהתבסס בשונית, כדי ששיעור ההצלחה והשרידות יהיה גדול יותר. במצב כזה של רבייה מאוד מסונכרנת, באופן טבעי מגיעים לאזור הרבה טורפים; להגיע עם מאגר יכולות גדול יותר עשוי להעניק לאלמוג יכולת שרידות במגוון גדול יותר של תרחישים וסביבות, מה שיכול לתת הזדמנות טובה יותר להתחדשות של השונית״.

זה רק אור הירח

לא רק שינוי האקלים מסכן את הישרדות השוניות; אחד הגורמים שמאיימים על שוניות האלמוגים ברחבי העולם – ועל הרבייה המוצלחת שלהם – הוא נושא זיהום האור. במסגרת המחקר שניהלו החוקרים באוסטרליה ושבו הם מצאו את הגנים האחראיים לתזמון הרבייה באלמוג, הם גילו שאלמוגים שהיו חשופים לתאורה מתמדת לא שחררו את הגמטות שלהם למים, והפסידו את חלון ההזדמנויות הקצר לרבייה. בימים אלה בוחן לוי יחד עם תלמידת המחקר יעלי רוזנברג וחוקרים נוספים את דפוסי הרבייה של האלמוגים במפרץ אילת, שבו קיים זיהום אור משמעותי. ״אנחנו יודעים שהפרעות של אור זה משהו שיכול בהחלט להשפיע על הצלחת הרבייה של האלמוג, וכרגע אנחנו בודקים את זה גם באילת – שזה מקום שהוא חשוף מאוד לזיהום אור״, אומר לוי. ״אנחנו עושים הרבה מחקרים באזור, לבדוק אם זיהום האור במפרץ אילת אכן משפיע על הרבייה של מינים שונים של אלמוגים״.

אז האם הבנה של המנגנונים האלה יכולה לעזור לנו לעזור לאלמוגים לשרוד? ״אם מחקים באקווריומים בצורה מאוד מדויקת ומאוד יפה את התנאים הסביבתיים את העלייה המדורגת בטמפרטורה של מי הים, את שינויי התאורה היומיים, החודשיים והשנתיים ואם דואגים לתנאים טובים מבחינת איכות המים – אפשר לגרום לכך שאלמוגים ישריצו באקווריום, ואז לאסוף ולגדל את אותם אלמוגים ראשוניים ולהחזיר אותם לים״, מסכם לוי. ״זה כבר נעשה בהצלחה, יתכן שזה יכול להיות חלק מהפתרון לשיקום השוניות, כיוון שככל שהאלמוג גדול ומפותח יותר, הסיכוי שלו לשרוד גדול יותר; בשלב הראשוני שלו הסיכון שהוא לא יצליח לשרוד – למשל יאכל על ידי דגים – הוא גדול בהרבה. אבל זה דורש הרבה משאבים וחיקוי מוצלח של כל הפרמטרים, וככל שנבין טוב יותר את האלמוגים ואת המנגנונים שאחראיים על ההישרדות שלהם, יש לנו סיכוי יותר טוב״.

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

חפשו מומחים נוספים בתחום