דגימת מים בשפך נחל דליה, נובמבר 2022. תמונות באדיבות ד"ר ניר שטרן
כבר שנים ארוכות שחוקרים מנסים להבין טוב יותר מה מסתתר בנהרות ובנחלים ברחבי העולם: אילו מינים חיים שם מתחת למים? עד היום, הם עשו זאת בעיקר באמצעות שיטות מסורתיות כמו לכידה ברשתות ודיג באמצעות זרם חשמלי. מצד אחד יש צורך בחקר הזה כדי לאמוד את המצב האקולוגי באזור, לזהות מינים פולשים ולעזור לטבע להשתקם; אך מצד שני, השימוש בשיטות הללו יוצר פגיעה נקודתית בטבע ובבעלי החיים באזור. שיטת מחקר חדשה ומעניינת, שעשויה לצמצם את הנזקים הללו, מבוססת על דנ"א (DNA) סביבתי – כלומר, חתימות גנטיות שנשארות במים – והיא מצליחה לחשוף הרבה יותר ממה שציפו החוקרים למצוא.
חדש בישראל: דנ"א סביבתי
בישראל נערך לראשונה מחקר מקיף שבחן את האפשרות לנטר נהרות ונחלים באמצעות שיטה הנקראת דנ"א סביבתי (eDNA). זוהי שיטה חדשנית, המספקת הצצה למגוון הביולוגי בלי ללכוד אף דג. החוקרים אוספים מים מהנחל, מסננים אותם ובודקים במעבדה את מקטעי הדנ"א שנאספו – וכך מזהים אילו מינים השאירו בהם את 'חתימת הדנ"א' שלהם. את המחקר הובילו ד"ר ניר שטרן – ראש המעבדה לחקר הדגים במכון לחקר ימים ואגמים, ד"ר דנה מילשטיין – אקולוגית בתי גידול לחים ברשות הטבע והגנים, ד"ר ארסני מורוב – מנהל המעבדה לחקר הדגים במכון לחקר ימים ואגמים, ומרווה בולוס – עוזרת מחקר במכון.
בעוד שבעולם נעשה שימוש גובר בטכנולוגיה הזו בעשור האחרון, בין היתר בניו זילנד, שהייתה המדינה הראשונה לאמץ אותה לתוכניות ניטור רשמיות, בישראל מדובר בצעד ראשון. "כל בעלי החיים, וגם צמחים, משאירים שאריות דנ"א בסביבה שלהם", מסביר שטרן. "זה יכול להיות מקשקשים, משיערות, או מתאים שהתפרקו. בשיטה הזו אנחנו מנצלים את התופעה הזאת, ובאמצעות הדגימה הסביבתית יכולים לדעת אילו מינים חיים במקום, בלי להפריע לסביבה וברמת דיוק גבוהה מאוד".
לדבריו, היתרון המרכזי הוא שהשיטה אינה פולשנית. "עד עכשיו הסקרים בנחלים נעשו בעזרת אלקטרו־פישינג, כלומר מתן הלם חשמלי שגורם לדגים לצוף כדי שנוכל למדוד ולזהות אותם. על הדרך חלק מהדגים מתים, ויש גם הפרעה לבית הגידול. כשדוגמים דנ"א סביבתי, לא מפריעים לאף אחד." הוא מסביר שלשיטה יש עוד יתרונות רבים: "אפשר להשתמש בה לכל מיני מטרות, למשל איתור מינים בסכנת הכחדה, זיהוי של מינים פולשים חדשים, או תנועה של מינים במרחב".
במסגרת המחקר, גילו החוקרים עוד ממצא לא צפוי. "בנוסף לדגים, גילינו בדגימות גם דנ"א של חזיר בר, של קורמורן, של פרה ושל חיות נוספות שנמצאות באזור", מספר שטרן. לדבריו, המשמעות היא שהשיטה יכולה לספק מידע לא רק על דגים, אלא על כל בעלי החיים שמגיעים למקורות המים. שימוש כזה עשוי לסייע בעתיד גם בפיקוח: למשל, זיהוי נוכחות של פרות באזורים שבהם אסור לרעות, כיוון שהן עלולות לזהם את הנחלים.
פילטר המים של דנ"א סביבתי, נחל פרת. תמונה באדיבות ד"ר ניר שטרן
מינים פולשים חדשים בנחלים
אחד הממצאים המפתיעים במחקר היה גילוי של שני מינים פולשים חדשים במים. בשפך נחל נעמן נמצא דג קטן ממשפחת הגוביים (קברנוניים), שמקורו במערב האוקיינוס האטלנטי. "נורא הפתיע אותי לראות שעל אף שזאת הייתה דגימה קטנה, מצאנו בה דנ"א מ-10 מיני דגים, וכמובן שהפתיע אותי לראות שהיה שם מין פולש שדווח על ההימצאות שלו בטורקיה חודשיים קודם לכן", מספר שטרן. הוא מסביר כי המין הספציפי כבר נצפה גם בשפכי נחלים באיטליה ובטורקיה, ועכשיו גם בישראל. עם זאת, שטרן מעריך כי "לא סביר שתהיה לו השפעה דרמטית בישראל. ההשערה שלי היא שהוא לא יעשה נזק רציני, אבל מוקדם לדעת".
מין פולש נוסף שאותר היה דג אקווריום נפוץ (המכונה בעברית על ידי מגדלים פלקוסטומוס נפוץ), שהתגלה לראשונה בנחל הירקון. מינים כאלה משתחררים לעיתים ממכלי דגים ביתיים, ובחלק מהמקרים מצליחים לשרוד ולהתבסס במערכות מים טבעיות. עצם הגילוי המוקדם שלהם הוא משמעותי. ככל שמזהים מין פולש בשלב מוקדם יותר, כך קל יותר להבין את התפוצה שלו ולצמצם את ההשפעה על המינים המקומיים.
על אף יתרונותיה הרבים, לשיטת הדנ"א הסביבתי עדיין יש מגבלות משמעותיות. בעוד שהיא מאפשרת לזהות מינים בדיוק גבוה ובאופן לא פולשני, היא לא מספקת מידע כמותי. "אם אני מוצא דנ"א ממין מסוים, אני לא יודע אם היה שם פרט אחד או אלף, ואפילו לא אם הוא היה בחיים כשהדגימה נאספה", מסביר שטרן. כלומר, לא ניתן להסיק ממנה כמה דגים יש בנחל, מה מצבם הבריאותי או מה גודל האוכלוסייה. כאן חוזרות לתמונה השיטות המסורתיות, כמו לכידה ברשתות, כלובים או אלקטרו־פישינג, שמאפשרות למדוד משקל, גיל ומבנה אוכלוסייה. שילוב בין שתי הגישות נחשב כיום ליעיל ביותר: דנ"א סביבתי מספק "צילום בזק" רחב של המגוון הביולוגי, והשיטות הקלאסיות משלימות את הפערים. מה שכן, שיטת הדנ"א הסביבתי תוכל להפחית משמעותית את השימוש בשיטות המסורתיות: "למשל, אם פעם היו עושים ניטור מסורתי כל שנה, זה יאפשר לעשות ניטור מסורתי פעם בשנתיים", אומר שטרן.
דיגום ירוק לעתיד ורוד
המחקר בנחלים בישראל מסמן רק את תחילת הדרך. שיטת הדנ"א הסביבתי כבר מתחילה לצבור תאוצה בישראל. שטרן מציין כי על אף שכבר הכיר את השיטה מזמן לרשות הטבע והגנים, הוא סבור כי המחקר הנוכחי שכנע אותם לאמץ את השיטה. הצלחת הפיילוט מבשרת על סיכוי ממשי ששיטת הדנ"א הסביבתי תיכנס בהדרגה כחלק מתוכניות ניטור רשמיות בישראל – לא רק במקווי מים, אלא גם במערכות אקולוגיות נוספות – ותפחית את השימוש בשיטות אחרות.
לצד השימוש בה בנחלים, השיטה של בדיקת דנ"א סביבתי מיושמת יותר ויותר גם בסביבות ימיות. בים, האתגר גדול עוד יותר: שיטות מסורתיות – כמו גרירת רשתות דיג, למשל – אוספות בעלי חיים מהקרקעית, אך מפספסות דגים חמקמקים או כאלה שנמצאים מחוץ לטווח הלכידה, וגם עלולות לגרום לנזק לקרקעית ולבתי הגידול. גם כאן נכנסת שיטת הדיגום של דנ"א סביבתי, שמאפשרת לזהות נוכחות של דגים גם אם לא נלכדו בפועל. "אני יכול להגיד שזה עובד יופי בים. מצאנו דנ"א של מינים נוספים, לא רק כאלה שנתפסו ברשת", מציין שטרן. זו עדות ברורה ליתרון של השיטה בזיהוי רחב ומקיף יותר של המתרחש מתחת לפני המים.
והמשמעות הרחבה יותר: נראה שיש כאן כלי שיכול לגלות מינים פולשים עוד בתחילת דרכם, לאתר מינים נדירים או כאלה שנמצאים בסכנת הכחדה, ולעקוב אחרי השינויים במערכות האקולוגיות – כל זאת בלי לפגוע בסביבה. בעידן של משבר מגוון ביולוגי, כשמערכות טבעיות נמצאות תחת לחצים אנושיים אינטנסיביים, הצורך בשיטות מחקר ירוקות הוא חיוני מתמיד. שיטת הדנ"א הסביבתי מציעה בדיוק את זה: טכנולוגיה ירוקה, שמביאה לנו תמונה ברורה יותר של הסביבות האקולוגיות, ומאפשרת לשמור עליהן טוב יותר – גם עבורנו וגם עבור הדורות הבאים.
