מדע בדקה: טפילים עמידים בפארק ילוסטון

1. טפילים קטנים בתנאים משונים

חוקרים מהמעבדה הלאומית האמריקאית באוק רידג' הצליחו בפעם הראשונה לגדל בתנאי מעבדה ארכאונים ממעיין בגן הלאומי ילוסטון, שמימיו כמעט רותחים (82 מעלות צלזיוס), חומציים מאוד ועניים בחמצן. ארכאונים הם יצורים חד תאיים זעירים, המזכירים באופן שטחי חיידקים. עד כה היה ידוע מעט מאוד על מינים אלה, אך כשהחוקרים הצליחו לחקות במעבדה את סביבתם ולגדל אותם, התברר כי אחד המינים, Nanopusillus acidilobi, זעיר ביותר, וגודלו פחות מ-300 ננומטר (מיליונית המילימטר). במאמר בכתב העת Nature Communications החוקרים מדווחים כי הוא חי על גבי ארכאון אחר, ככל הנראה כטפיל. חסרים אצלו גנים רבים הקשורים לתהליכי חיים כמו נשימה וייצור אנרגיה, והוא תלוי לחלוטין במאכסן שלו. חקר הקשר בין שני הארכאונים יאפשר ללמוד עוד על האבולוציה של קשרים כאלה, גם במערכות מורכבות יותר. כמו כן שיטות הגידול שפיתחו החוקרים יאפשרו למדענים ברחבי העולם לבודד אורגניזמים ולפענח את סודותיהם.

נעם לויתן

2. חיזוי מזג האוויר לצמצום זיהום האוויר

צוות של חזאים, מדענים ומהנדסים מגרמניה מנסה לפתח מערכת לחיזוי צריכת החשמל באמצעות למידת מכונה. כמעט שליש מהחשמל לצריכה ביתית בגרמניה מיוצר ממקורות אנרגיה מתחדשים, בעיקר בלוחות סולריים ובטחנות רוח.  השימוש באמצעים נקיים אלה מפחית במידה ניכרת את שריפת הדלקים לייצור חשמל, ותורם להפחתת הזיהום. אולם ייצור החשמל ממקורות מתחדשים תלוי במזג האוויר: בימים שאין בהם רוח, או שעננים מסתירים את השמש, התפוקה יורדת. לעומת זאת, בימים של רוחות חזקות או של שמש קופחת, עלול להיווצר עומס על רשת החשמל, ואז המדינה מבקשת מתחנות הכוח להפחית את הזרמת החשמל שלהן לרשת, אך הן אינן מפסיקות את הייצור וממשיכות לזהם את האוויר. צוות המדענים מנסה לפתח מודלים מדויקים לחיזוי העננות ומשטר הרוחות ברמה המקומית, על סמך נתונים מטאורולוגיים שנאספו במשך תקופה ארוכה בתחנות הכוח. אם יצליחו לספק אפילו התרעה קצרה על עלייה או ירידה בכמות החשמל ממקורות מתחדשים, יוכלו הרשויות לנהל את ייצור החשמל ביעילות רבה יותר ולשפר את ההגנה על הסביבה.

פבלו סקלי

3. שוחים נגד הזרם

חיידקים הם יצורים חד-תאיים ויכולתם לתקשר זה עם זה מוגבלת מאוד, אך בתנאים מסוימים הם מתנהגים באופן קבוצתי להפליא. חוקרים באוניברסיטת קיימברידג' גילו כיצד חיידקים מצליחים לנוע יחד בתנועה משותפת. החוקרים הראו שכאשר חיידקים שוחים בתעלה מעגלית רחבה התנועה שלהם אקראית ואינה מתואמת. אולם כשהתעלה צרה, נוצרת תנועה משותפת שלהם בכיוון אחד. בעזרת הדמיות מחשב הבינו החוקרים שהתנועה המשותפת נגרמת מהתנגשויות החיידקים זה עם זה, ומזרימת הנוזל שהם מזיזים כשהם שוחים. החיידקים הקרובים לדפנות התעלה נעים בכיוון מנוגד לזרם המרכזי, ומשפיעים גם הם על כיוון הזרימה. המחקר עוזר להבין כיצד מתנהגים חיידקים בסביבה טבעית. בנוסף, הוא מדגים כיצד יכולה להיווצר התנהגות קבוצתית גם מבלי שהפרטים בקבוצה מתכוונים לכך.

יעל כורם

4. לחקלאות יש אבות רבים

מי היו החקלאים הראשונים? לפי כל העדויות, הם חיו לפני כ-10,000 שנה באזור הסהר הפורה, האזור שהיום כולל את איראן, עיראק, סוריה וחלק מטורקיה. הם בייתו כמה מינים של צמחים ובעלי חיים, שאפשרו להם לעבור מחיי נדודים להתיישבות קבע. משם התפשטה החקלאות לאירופה דרך טורקיה, וכן לדרום אסיה ולצפון אפריקה. מחקר בין לאומי בדק את הגנום של כמה חקלאים קדומים על פי דגימות DNA  מעצמות בנות כ-9000 שנה שנמצאו באיראן. החוקרים, שהם פרופ' דני נדל מאוניברסיטת חיפה, גילו כי אנשים אלה לא היו קרובים גנטית לחקלאים מוקדמים מאזור טורקיה, שצאצאיהם התיישבו בדרום אירופה, אלא השתייכו לקהילה נפרדת, קרובה יותר גנטית לפקיסטנים ולאיראנים בני ימינו. מסקנתם היא שהיו לפחות שתי אוכלוסיות נפרדות  גנטית, וככל הנראה גם בעלות שפה ותרבות שונות, שאימצו את אורח החיים החקלאי. שתי האוכלוסיות חיו באזור הסהר הפורה, לא רחוק זו מזו. אחת התפשטה מערבה והביאה את החקלאות לאירופה, והאחרת, שאליה השתייכו הנבדקים במחקר, פנתה מזרחה.

ד"ר יונת אשחר

5. לא לפחד מהחושך

חוקרים מהולנד מדווחים כי חשיפה ממושכת לאור פלואורסנטי בהיר, בלי מחזורי אור-חושך, עלולה להאיץ הזדקנות ואף לגרום לסרטן.

מחזורי אור-חושך והשפעותיהם נחקרים במשך שנים. ניסויים רבים בבעלי חיים מצאו מתאם בין חשיפה ממושכת לאור מלאכותי לבין נזקים בריאותיים שונים. אולם הממצאים היו נסיבתיים בלבד ומבוססים על מתאם סטטיסטי, והחשיפה לא הייתה ממושכת די הצורך לראות נזקים לטווח ארוך.

החוקרים ניסו לדמות בניסוי את התנאים של עובדי משמרות, וחשפו עכברי מעבדה לאור מלאכותי בהיר בלי הפוגות חושך למשך 24 שבועות. העכברים פיתחו בעיות שרירים, ירידה בצפיפות העצם ודלקות. מדידת הפעילות העצבית באזור במוח שאחראי על השעון הביולוגי של העכברים, מצאה פעילות לא מסונכרנת, המאפיינת מוחות מזדקנים. באופן מפתיע, חזרה לשגרת אור-חושך נורמלית החזירה את העכברים לקו הבריאות. הממצאים מחזקים מחקרים קודמים שבדקו את הקשר בין חשיפה לאור מלאכותי ובעיות בריאות, אך ספק אם הם תקפים לגבי בני אדם, שכן הניסוי נערך בתנאים קיצוניים שאנו לא נחשפים אליהם בדרך כלל.

ד"ר יעל גרופר