יום שני, 23 במרץ 2015

'דגל' המרווה הדגולה - הזמנה או דחייה?

בין בעלי חיים וצמחים מתקיים מגוון רחב של יחסי גומלין – חלקם חיוביים, כגון מתן שירותי האבקה והפצת זרעים, וחלקם שליליים, כגון אכילת הצמחים. במהלך האבולוציה התפתחו בצמחים סמנים שונים, חזותיים ואחרים, שמשפיעים על יחסי הגומלין הללו. לדוגמה, פרחים המושכים מאביקים, לעומת קוצים המרחיקים בעלי חיים אוכלי צמחים.

תפרחת המרווה הדגולה, ובראשה ציצית הדגל

במחקר נמצא שצמח המרווה הדגולה, שגדל פעמים רבות ב'כתמים' צפופים שקוטרם 30-20 ס"מ, מנצל את ציצת העלים הסגולה ("דגל") הבולטת בראש כל עמודי התפרחת, לקיום אינטראקציה כפולה עם בעלי חיים - משיכת מאביקים מחד ודחיית אוכלי צמחים מאידך. במסגרת המחקר נבחנה ההשפעה של הסרת הדגל על ביקורי דבורים. עוד נבדקה השפעת הדגל על העדפת שני אוכלי צמחים הנפוצים באזורנו - עז הבית והארבה המדברי. נבדקו תכולת הצבענים האדומים-סגולים (אנתוציאנינים) בדגל, בהנחה שאנתוציאנינים עשויים לשמש כאות דוחה טורפים. הנחה זו נתמכת על ידי ממצאי החוקרים, שגידול על מזון עשיר באנתוציאנינים האט התפתחות והגביר את המטבוליזם בחרקים. נוסף על כך, נבדק האם מערכת הראייה של אוכלי צמחים מסוגלת להבחין בין הדגל לבין עלי הצמח הירוקים, על ידי מדידת ספקטרום האור החוזר מהדגל והעלים, וניתוחו על סמך הידוע על ראיית הצבע בדבורים (מאביקים), ארבה ועיזים (אוכלי צמחים). נתונים אלו שימשו כדי לדמות כיצד ייראה צמח עם דגל וללא דגל לעיני המאביקים ולעיני אוכלי הצמחים.


נוכחות הדגל תרמה להעלאת מספר הדבורים שהגיעו לכתם הפריחה, אך הדבורים שהגיעו, לא הראו העדפה לתפרחות עם דגל. הדגלים השפיעו גם על העדפת המזון בעזים ובחגבים: פחות צמחים נושאי דגל נאכלו על ידי העזים, ויותר מפרטי הארבה ניזונו מעלים מאשר  מ'דגלים'. ריכוז האנתוציאנינים בדגלים היה גבוה משמעותית מריכוזו בעלים. ניתוח ספקטרום האור החוזר מהדגלים, וניתוח תמונות המרווה בהתייחס לידוע על ראיית הצבע בבעלי החיים שנבדקו, הראו שהדגל מותאם היטב לתפקידו כסמן חזותי, וכי סביר שתהיה הבחנה חזותית ברורה בין הדגל לעלים. תוצאות אלו קוראות לבחינה מחדש של מאפיינים בצמחים אחרים, העשויים אף הם להקנות יתרון משולב במשיכת מאביקים ודחיית אוכלי צמחים, בדומה לדגל המרווה.

מחקר זה נעשה במסגרת פרויקטי גמר בתואר ראשון בחוג לביולוגיה, אוניברסיטת חיפה באורנים, בהנחייתם של ד"ר יורם גרשמן, ד"ר ערן גפן וד"ר תמר קיסר. תוצאות המחקר יוצגו בקיץ בכנס בין-לאומי של החברה האירופית לאבולוציה.

יום שלישי, 23 בספטמבר 2014

רימון לחג




המזיק: פרפר כחליל הרימון

פרי הרימון מבוקש מאוד לקראת ראש השנה. גם בשאר עונות השנה, הפרי הטעים והבריא הזה משווק בהצלחה בארץ ובחו"ל ומהווה ענף חקלאי חשוב. אבל, כמו כל גידול חקלאי, גם הרימון נתקף על ידי מזיקים. המזיק העיקרי הוא פרפר כחליל הרימון (בתמונה למעלה) שמטיל ביצים על הפרי (בתמונה למטה).

ביצת הכחליל (מסומנת בחץ) שהוטלה על גבי רימון. צילומים:צוות המחקר.


הזחלים שבוקעים מהביצים נוברים בפירות ופוגעים בהם. בנוסף, חומרי ההדברה ששימשו עד עכשיו להדברת הכחליל יוצאים בהדרגה משימוש, מפני שהם מסוכנים לאדם ולסביבה.     
מחקר שנערך בחוג לביולוגיה וסביבה מחפש פתרון חליפי לבעיית כחליל הרימון. המחקר נערך על ידי בוגרת החוג מרים קישינבסקי, ד"ר אלעד חיל וד"ר תמר קיסר, וממומן על ידי המשרד להגנת הסביבה. מטרת הפרויקט היא למשוך למטעים צרעות טפיליות, שיתקפו את פרפרי הכחליל ויצמצמו את האוכלוסיות שלהם (בתמונה למטה). לשם כך החוקרים שותלים צמחים שיספקו מזון ומחסה חליפי לצרעות בשולי המטעים. מדי חודש הם דוגמים צרעות מהצמחים, ממיינים ומזהים אותן. האתגר הבא הוא לגלות מיהם טפילי הכחלילים, מתוך מאות מיני הצרעות שנאספו.

צרעה טפילית ממשפחת הטריכוגרמה מטילה בתוך ביצה של כחליל הרימון, בצילום מתחת למיקרוסקופ.


רוב הצרעות הטפיליות שנאספות במטעים זעירות מאוד – באורך מילימטר או פחות. מרתק לראות את מגוון הצורות והצבעים של היצורים הזעירים האלה מתחת למיקרוסקופ (כמה תמונות מופיעות למטה). מי מהם הוא ה"פתרון הירוק" לכחליל הרימון?

שנה טובה!





יום שלישי, 16 בספטמבר 2014

כמה פנים של ליל המדענים

ליל המדענים, שיתקיים ב 18.9.14 ברחבי הארץ, מאורגן על ידי משרד המדע הישראלי בשיתוף עם מנהלת המדע של האיחוד האירופי. המנהלת הזו יוזמת ומממנת מחקרים בארצות אירופה השונות וגם בישראל. הכירו את המדענים מאורנים, שזכו במענקי מחקר של האיחוד האירופי, ושישתתפו בהדרכות לקהל הרחב במסגרת ליל המדענים.


ד"ר עירית זהר - הדרכה בנושא דגים





ד"ר שי שפיר - הרצאה בנושא שיקום שוניות אלמוגים




ד"ר יורם גרשמן - הדרכה בנושא משחקי מדע ומים 



ד"ר רותי גרטווגן - הרצאה בנושא היסטוריה לחוף הים

 

יום ראשון, 7 בספטמבר 2014

ליל המדענים 2014 - והשנה גם באורנים






האם אי פעם תהיתם מה עושים מדענים? ב 18 בספטמבר יפתחו אוניברסיטאות, מכללות ומוסדות מחקר ברחבי הארץ את שעריהם לערב שכולו מדע חווייתי, ערב ללא תשלום המיועד לקהילה. אירועי ליל המדענים מאורגנים על ידי משרד המדע בתמיכת האיחוד האירופי והשנה יתמקדו בנושא ים ומים. השנה תתקיים פעילות ליל המדענים לראשונה גם באורנים.  

סטודנטים ומרצים מהחוג לביולוגיה וסביבה בסיור לימודי בחוף החולי...


לא פשוט לחיות בים ולידו. יצורים זעירים במים צריכים להתמודד עם שחיה בזרם, עם הצטברות עודפי מלח בגוף, ועם זיהום הים. בעלי חיים וצמחים על החוף צריכים להתגבר על תנועת החול, רסס המלח וקרינת השמש. באירועי ליל המדענים באורנים תוכלו לצפות ביצורים האלה וללמוד איך הם מתמודדים עם סביבת החיים שלהם, בסדרת הדגמות ופעילויות לכל המשפחה. למעוניינים להעמיק אף יותר, יתקיימו בשעות הערב הרצאות בגובה העיניים לקהל הבוגר. ארבעה מדענים מאורנים יציגו את מחקריהם הקשורים לים ולמים, ושעוסקים בהיבטים שונים של הקשר בין האדם לסביבה המימית: החל בארכיאולוגיה של התיישבות האדם לחופי הים התיכון, דרך שיקום סביבות חיים שניזוקו מפעילות האדם, ועד להיכרות עם האצטלניים – בעלי החיים הימיים הקרובים ביותר לאדם מבין חסרי החוליות.

... ובחוף הסלעי

קמפוס מכללת אורנים הומה אדם ומלא בפעילות בשעות היום, אבל שעות הערב רגועות הרבה יותר. האור רך, המדשאות ריקות, שפני הסלע מתרוצצים בגינות, הציפורים מתארגנות ללינת לילה והגן הבוטני קריר ומוצל. אנו מזמינים אתכם לנצל שעות יפות אלו לחוות וללמוד באירועי ליל המדענים באורנים.

יום רביעי, 18 ביוני 2014

עוד על חיידקים בצוף פרחים



חיידקים נמצאים במקומות הבלתי צפויים ביותר. למשל, צוף של פרחים מאכלס מגוון גדול של מיני חיידקים.  יותר מכך, הרכב מיני החיידקים בצוף  שונה בין מיני צמחים שונים, ורבים מהחיידקים ייחודיים לסביבת החיים של הצוף (כפי שמתואר בפוסט קודם).  מעניין להבין מה קובע את מבנה חברת החיידקים בצוף. האם הרכב המינים נקבע באקראי? האם הוא מושפע מהרכב הצוף? או מתנאי הסביבה שבהם גדלים הצמחים?
צוות חוקרים מהחוג לביולוגיה וסביבה (מיכל סמוני-בלנק, פרופ' עדו יצחקי, סיון לביאד, ד"ר אבי בר-מסדה, ד"ר יורם גרשמן וד"ר מלכה הלפרן) בדקו את השאלה הזו עבור צמחים ממין אחד – העירית הגדולה. החוקרים אספו דגימות צוף מצמחי עירית מארבעה אתרים בארץ, מהגולן ועד צפון הנגב, גידלו את החיידקים מהצוף במעבדה וזיהו כ 70 מינים בשיטות גנטיות.   


דיגום חיידקים בצוף של פרחי עירית. התמונות מתוך המאמר: http://www.plosone.org/article/fetchObject.action?uri=info:doi/10.1371/journal.pone.0099107&representation=PDF


אחרי שקבעו את הרכב מיני החיידקים בכל אחת מדגימות הצוף, מצאו החוקרים שדגימות שנאספו מאותו אתר הכילו לרוב גם חברות חיידקים דומות. לעומת זאת, דגימות מאתרים קרובים גאוגרפית, אבל שונים בתנאי הסביבה (למשל הבשן מול צפון הגולן) הראו הבדלים גדולים במבנה חברת החיידקים בצוף.

נראה, אם כך, שהחיידקים בצוף רגישים לתנאי סביבה כמו משקעים, טמפרטורה או רום. הבדלים בתנאי הסביבה בין אתרים יכולים להשפיע על יכולתם של החיידקים לשרוד ולהתרבות בצוף של פרחי העירית. ייתכן גם, שחיידקי הצוף עוברים בין צמחי עירית הגדלים באותו האתר, מה שיכול להסביר את הדמיון במבנה החברה בין צמחים בתוך כל אחד מהאתרים. רמז לכך נמצא במחקר: על גופו של הפשפש רכנף העירית, מזיק הניזון מהתפרחות, נמצא הרכב חיידקים דומה לזה שבצוף.  הפשפש יכול להעביר את החיידקים בין תפרחות של צמחי עירית שונים בזמן שהוא מוצץ את נוזלי הצמח.

פשפשי רכנף העירית מחדירים את גפי הפה למציצה מתוך פרחי עירית המכוסים בכילה


המחקר התפרסם לאחרונה כמאמר בכתב העת PLOSOne.  

יום רביעי, 11 ביוני 2014

מאיטים באדום



צמחים מייצרים חומרים רעילים כהגנה מפני טורפים, אבל חרקים רבים מסוגלים לפרק את חומרי הרעל בצמחים שעליהם הם מתפתחים. למשל, צמחים ממשפחת המצליבים , כמו כרוב וצנון, מייצרים רעלים מקבוצת הגלוקוזינולטים. זחלים של הפרפר לבנין מנטרלים ביעילות את חומרי ההגנה האלה, מה שמאפשר להם לגדול על צמחי המצליבים ולעשות בהם שמות.  
למרות זאת, הלבנינים מעדיפים מצליבים מסוימים על פני אחרים. למשל, נקבות הפרפר מעדיפות להטיל ביצים על עלים של כרוב ירוק מאשר על עלי כרוב אדום. ייתכן שצבעם האדום של העלים, שמקורו בצבען אנתוציאנין, מסמן לנקבות שהכרוב האדום פחות מתאים להתפתחות הצאצאים מאשר כרוב ירוק.





ימית מסקטו וסתו טלל, בהנחייתם של ד"ר ערן גפן וד"ר תמר קיסר מהחוג לביולוגיה וסביבה, בדקו את ההשערה הזו, במאמר שהתפרסם לאחרונה, בשתי דרכים . ראשית, הם השוו את ההתפתחות של זחלי לבנין שאכלו עלי כרוב ירוק מול זחלים שאכלו כרוב אדום. לזחלים משני טיפולי ההאכלה היתה הישרדות דומה, והם גם הגיעו למשקל סופי דומה. לעומת זאת, הזחלים שאכלו כרוב אדום התפתחו לאט יותר מהזחלים שאכלו כרוב ירוק. ביחס לכמות הכרוב שאכלו, הם גם עלו פחות במשקל מאשר הזחלים שאכלו כרוב ירוק. התארכות שלב הזחל עשויה לפגוע בעקיפין בשרידות בגלל אפשרות חשיפה גבוהה יותר למחלות, רעב  וטורפים.
שנית, החוקרים השוו את הקצב המטבולי (שנמדד כקצב פליטת פחמן דו-חמצני מהגוף) של זחלים שגדלו על כל אחד מסוגי הכרוב. אכילת כרוב אדום הגבירה את הקצב המטבולי של זחלים בכ 10% בכל שלבי ההתפתחות. המטבוליזם וקצב הנשימה המוגבר עשויים להעיד על מאמץ לפירוק חומרים רעילים שנמצאים בכרוב האדום. ההשקעה בפירוק החומרים  המזיקים באה כנראה גם על חשבון קצב ההתפתחות של הלבנינים. 

שלבי התפתחות בלבנין הכרוב

נראה, אם כך, שהצבע האדום של עלי הכרוב הוא אכן סימן אמין לאיכות נמוכה של העלים כמזון לזחלי לבנינים. התוצאות יכולות להסביר את העדפת נקבות הלבנין לכרוב הירוק.