צמחים הגדלים בתנאי עקה קיצוניים במדבר מסוגלים לקלוט רמות גבוהות של סטרונציום. צילום: Pixabay
נראה שהאיום הגרעיני מצד איראן הוסר – לפחות לשנים הקרובות. אבל אסון גרעיני – בין אם כתוצאה מתאונה או ממהלך יזום – עדיין מהווה איום מתמשך על שלום כדור הארץ. בצל החשש הזה, מתברר שדווקא הטבע, ובעיקר צמחי בר מהמדבר, עשויים לשמש קו הגנה ראשון לאחר אירוע רדיואקטיבי. מחקר ישראלי חדש מגלה כי צמחים הגדלים בתנאי עקה קיצוניים במדבר מסוגלים לקלוט רמות גבוהות של סטרונציום – יסוד רדיואקטיבי שנפלט בנשורת גרעינית. הממצא עשוי לשמש פריצת דרך בניקוי קרקעות מזוהמות ולתמוך בשיטות טבעיות להתמודדות עם אסונות גרעיניים.
סטרונציום, יסוד כימי מתכתי המסומן בטבלה המחזורית באותיות Sr, דומה בתכונותיו לסידן ובצורתו הטבעית הוא אינו מסוכן. יש אף מספר צורות של סטרונציום שמשמשות בתרופות. בשונה ממנו, הסטרונציום הסינתטי – שהוא תוצר של פיצוץ גרעיני – נחשב לאחד המרכיבים המסוכנים ביותר של נשורת גרעינית. כאשר הוא נספג בגוף, דרך אכילת מזון או מים נגועים למשל, הוא עלול לגרום לנזק ברקמות, לסרטן העצמות ולסוגי סרטן אחרים.
עד לשנים האחרונות לא היה הנושא של נוכחות הסטרונציום בצמחים והשפעותיו השונות על גדילת הצמח נפוץ במיוחד בעולם המחקר, אך לאחרונה התחילו לחקור אותו יותר, לאחר שמצאו אותו באזורי אסונות גרעיניים.
בעשרות השנים האחרונות, זוהו כמויות גבוהות של סטרונציום בקרקעות מזוהמות עקב תאונות גרעיניות או בסביבת מכרות אורניום. צוות חוקרים ישראלים שבחן את ההרכב הכימיקלי של עשרות צמחים באזורים שונים בישראל זיהה נוכחות גבוהה של סטרונציום בעיקר בצמחים שגדלים באזורים מדבריים. המשמעות היא שניתן לטפל באופן יזום באזורים שהתרחשו בהם אסונות גרעיניים באמצעות שתילה של צמחים שקולטים רמות גבוהות של סטרונציום. על פי ממצאי המחקר, צמחי מדבר, ובפרט כאלה שמגודלים בתנאים לא-מיטביים, יכולים לקלוט כמויות גדולות של סטרונציום, ובכך לסייע בניקוי הקרקעות המזוהמות.
מה החתימה הכימית שלך?
אחת ממטרות המחקר, שנערך במו"פ מדבר וים המלח בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת תל אביב ובמימון הקרן הלאומית למדע, הייתה לבדוק האם ואיזה הבדלים יש בהרכבים הכימיים של מספר קבוצות צמחים בהתאם לאזור, מדברי או ים-תיכוני, שבו הם גדלים. במחקר נדגמו 83 מיני צמחים ב-15 אתרים בישראל, ונמצאו הבדלים משמעותיים בחתימה הכימית בין צמחי המדבר לצמחים הים-תיכוניים.
חתימה כימית בצמחים היא מושג שמתאר את הרכב היסודות הכימיים הייחודי של צמח מסוים או של חלק ממנו. הרכב כימי ספציפי כזה או אחר יכול לשקף מגוון השפעות סביבתיות – כמו עקה, זמינות מים וסוג הקרקע – על הצמח ועל אופן גדילתו. "ליסודות השונים יש תפקידים חשובים בצמח", אומר ד"ר אופיר כץ, אקולוג של צמחים, חוקר במו"פ מדבר וים המלח, וחוקר נלווה בקמפוס אילת של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, שהוביל את המחקר בשיתוף פעולה עם פרופ' מרסלו שטרנברג וד"ר מיכל גרונטמן מאוניברסיטת תל אביב.
תוצאות המחקר הצביעו על הבדלים מסוימים בחתימה הכימית בין ארבעת סוגי הצמחים שנסקרו: דגניים, קטניות, עשבוניים ומינים מעוצים (צמחים בעלי רקמה קשה). בקבוצת הקטניות נמצאו שיעורים גבוהים יותר של חנקן, והעדפה קלה לקדמיום – סוג של מתכת רעילה. בקבוצת הדגנים נמצאו שיעורים גבוהים יותר של סיליקון, יסוד כימי שנקרא בעברית צוֹרָן – היסוד השני בשכיחותו בכדור הארץ אחרי חמצן.
ההבדל המשמעותי שנצפה במחקר הצביע דווקא על השפעת אזור הגידול, ללא קשר לסוג הצמח. כל הצמחים שנדגמו במחקר הכילו ריכוזים גבוהים יחסית של אשלגן, של סידן ושל כלור, אך צמחי האזור הים-תיכוני נמצאו עשירים יותר בזרחן ובסידן, בעוד צמחי המדבר הכילו שיעורים גבוהים בהרבה של סטרונציום. "אף על פי שמדובר בחומרים די זהים מבחינה כימית, ראינו פיצול מעניין מאוד בין הסידן לסטרונציום", אומר כץ. "זה אומר שבמדבר הצמחים ממש מחפשים את הסטרונציום באופן מכוון, וזו לא רק תוצאה של מקריות או של 'בלבול' של הצמח".
המשמעות היא שניתן להשתמש בידע הזה כדי לשתול צמחים כאלה באזורים שבהם יש פוטנציאל לקרינה רדיואקטיבית. שלט של קרינה רדיואקטיבית בצ'רנוביל. צילום: Unsplash
צמחי מדבר אוהבים אתגרים
תנאי הגידול במדבר כוללים מגוון של מצבי עקה כמו מחסור במים, חום קיצוני וקרקע מלוחה. העובדה שישנו ריכוז גבוה של סטרונציום בצמחי המדבר, משתלבת עם מחקרים אחרים שהראו שסטרונציום מעורב בתגובות של צמחים לתנאי עקה. מובן שיש סוגים נוספים של מצבי עקה וייתכן שלהם יהיו השפעות שונות. "יהיה מעניין להשוות את החתימות הכימיות של צמחים שגדלו בתנאים קשים אחרים", אומר כץ. "למשל, לבדוק במדינה כמו נורבגיה את האזורים שאין בהם אור והם קרים יותר בהשוואה לאזורים הדרומיים יותר. ייתכן שהעקה הקיימת בהשפעת הקור מובילה גם היא לקליטה גבוהה יותר של סטרונציום".
ההשפעה הסביבתית על כמות החומרים שהצמח קולט אינה מקרית, והחוקרים מעריכים שתנאי העקה "מעודדים" את קליטת הסטרונציום. "הגילוי המשמעותי הוא שיש קשר בין גדילה של הצמח במצבי עקה לכמות הסטרונציום, שכנראה מועיל לצמח להתמודד עם המצב הקשה", אומר כץ. "למעשה, עד לפני עשור בכלל לא היה ברור אם לסטרונציום יש איזשהו תפקיד בצמח, והגישה המקובלת הייתה שהוא ׳סתם׳ שם ולא עושה כלום. זה השתנה קצת בשנים האחרונות, כשכמה מחקרים הראו שדישון בסטרונציום מסייע לצמחים מסוימים לצמוח טוב יותר תחת תנאי עקה. המחקר שלנו הוא הראשון שהצביע על מספר גדול של מינים שבהם יש קשר בין סטרונציום להתמודדות עם מצבי עקה".
המשמעות היא שניתן להשתמש בידע הזה כדי לשתול צמחים כאלה באזורים שבהם יש פוטנציאל לקרינה רדיואקטיבית, כמו לצד תשתיות ומתקני גרעין, או באזורים שהזדהמו עקב תאונות גרעיניות. "אם יש צמח שקולט הרבה סטרונציום, אז עדיף לגדל אותו באזור הבעייתי שאנחנו רוצים לנקות", טוען כץ. "לאחר מכן, אפשר להטמין את הצמחים במטמנה רדיואקטיבית, ממנה החומרים האלה לא ידלפו לאזורים אחרים״.
מערכת היחסים בין הצמח לסטרונציום עוד לא ברורה עד הסוף, אבל לדברי כץ בעולם כבר משתמשים בגידול צמחים לניקוי אזורים שהתרחשו בהם אסונות גרעיניים. "למזלנו אין היום הרבה מקומות שהם ממש בעייתיים במובן הזה, אבל זו שיטה שבהחלט עובדת. עדיין לא ברור עד כמה תנאי השטח משפיעים על היעילות של פעולה כזאת, אבל לפחות כרגע על פי המידע שיש לנו, אפשר גם לשער שאם מתרחש אירוע גרעיני באזור מדברי – צמחים מקומיים יועילו יותר בניקוי הקרקע", הוא מסכם.
