השתלת אלמוג

במחקר חדש מוצע פתרון יצירתי להלבנת האלמוגים בשוניות ברחבי העולם: חשיפת אלמוגים רגישים לחום לחיידקים מרקמות של אלמוגים עמידים יותר

הקיץ כבר ממש כאן, וכמו בכל שנה, גם הפעם רבים ידרימו לאילת כדי לחזות באטרקציה ישראלית אהובה במיוחד: שוניות האלמוגים. עם זאת, צלילה בשוניות ברחבי העולם גם מזמנת לנו מפגש עם אחד מהמראות העצובים ביותר שיצר לנו משבר האקלים: הלבנת אלמוגים. על רקע העלייה המתמשכת בטמפרטורות האוקיינוסים, חוקרים מגרמניה ומתאילנד מציעים במחקר חדש פתרון אפשרי יוצא דופן לתופעה: יצירת חסינות אצל אלמוגים שרגישים לעליה בטמפרטורה על ידי חשיפה לרקמת גופם של אלמוגים עמידים יותר, ולאוכלוסיית החיידקים ששוכנת בה.

על אף ששוניות האלמוגים תופסות רק כ-0.1 אחוז משטח קרקעית האוקיינוסים, כ-25 אחוז מהמינים הימיים המוכרים לנו מבלים בהן לפחות חלק ממחזור החיים שלהם, לצורך רבייה, הטלה, התפתחות צאצאים או חיפוש אחר מזון. השוניות ברחבי העולם מספקות תועלת כלכלית רבה לבני האדם, כמקור לדגה, כמחסום למיתון גלים או סחף, כמקור לחומרי טבע שמשמשים לפיתוח תרופות וכמובן כאתרים אטרקטיביים ביותר לתיירות, נופש, ספורט ופנאי.

כדור הארץ איבד בשלושת העשורים האחרונים אחוז נרחב משוניות האלמוגים שבו בשל מגוון השפעות אנושיות, שכוללות הרס פיזי כתוצאה מהקמת תשתיות חופיות וימיות, כיסוי השוניות במשקעים כתוצאה מהגברת סחף הקרקעות ודיג באמצעות דינמיט, זיהום ודיג יתר (בעיקר של מיני דגים צמחונים שניזונים מאצות רב-תאיות, שמתחרות באלמוגים). כל אלה מצטרפים לאיום החמור ביותר כיום על שוניות האלמוגים: משבר האקלים והעלייה המתמשכת בטמפרטורת האוקיינוסים שהוא מביא עימו, אשר גורמת לאירועי הלבנת אלמוגים המוניים להתרחש בתדירות גבוהה משמעותית מבעבר (מדי 6 שנים, במקום פעם ב-30-25 שנה), מה שמקשה מאוד על השוניות להתאושש. ב-2016, גל חום של 9 חודשים גרם לאובדן של 29 אחוז מכיסוי האלמוגים בשונית המחסום הגדולה (Great Barrier Reef) שבאוסטרליה, שונית האלמוגים הגדולה בעולם. יש לציין שבהיבט החיובי, האלמוגים שבצפון מפרץ אילת מראים עמידות משמעותית גדולה יותר לתופעת ההלבנה ההמונית בהשוואה למצב בעולם. 

כשהקשר בין האצה לאלמוג נשבר

"ההלבנה קשורה למערכת היחסים שבין האלמוג לבין האצות השיתופיות שנמצאות ברקמת האלמוג", מסביר פרופ' מעוז פיין מהפקולטה למדעי הים באוניברסיטת בר אילן והמכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת. "האצה מבצעת פוטוסינתזה, כלומר משתמשת באור ובפחמן דו-חמצני ליצירת פחמימה, שמהווה מזון עבור האלמוג – שבונה בעזרתה את שלדו הגירני הלבן. האצה היא גם זו שנותנת לאלמוג את צבעיו". 

עם זאת, האצות השיתופיות רגישות לחום. "כשהטמפרטורה עולה אל מעבר לסף מסוים, הדבר גורם לשבירת הקשר שבין האלמוג לאצות", מסביר פיין. גל החום מכניס את האצה למצב של עקה, שבו היא מפסיקה לייצר פחמימות. במקרה כזה, האצה עלולה להיפלט אל הים – תופעה שמותירה את האלמוג כמעט ללא מקורות מזון, כששלדו הלבן נראה דרך רקמת האלמוג השקופה, ושעלולה להוביל לאחר זמן מה גם למותו בחלק מהמקרים.

חיזוק חיידקי

במחקר החדש, שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Microbiome, השפיעו החוקרים על המיקרוביום של האלמוגים: מיליארדי החיידקים והמיקרואורגניזמים האחרים שחיים בתוך גופם (בדומה למיקרוביום האנושי, שכולל את המיקרואורגניזמים שחיים במעיים ובחלקים אחרים בגוף). החוקרים ניסו לשנות את הרכב המיקרוביום של האלמוגים כך שיכיל חיידקים שתורמים לעמידות לעקה עקב טמפרטורות גבוהות. 

החוקרים בחנו שני מיני אלמוגים: שיחית ( Pocillopora sp.) וחרירן (Porites sp.), שמצויים גם במפרץ אילת. החוקרים חיפשו מושבות אלמוגים שמצויות בתנאי סביבה )כמו עומק וחום) שונים, ושפיתחו עקב כך הרכב חיידקי מעט שונה. חלק מהמושבות היו עמידות יותר בפני החום, בעוד שאחרות היו רגישות יותר.

במהלך המחקר ביצעו החוקרים "הדבקה" (Inoculation): הם השתמשו ברקמת אלמוגים עמידים  לחום שהוסרה מהשלד ושעברה תהליך שהפך אותה לנוזל אחיד, ופיזרו אותה סביב מושבות אלמוגים שנמצאו כרגישות להתחממות המים – זאת במטרה שתאי האלמוגים והחיידקים שהם מכילים ייצמדו אל האלמוגים הרגישים, וכך חיידקים מסוימים מהמיקרוביום של האלמוגים העמידים ימצאו את דרכם אל המיקרוביום של האלמוגים הרגישים.

פעולה דומה באופייה שמתבצעת אצל בני אדם ושממנה הושפעו החוקרים היא השתלת צואה: החדרת דגימה מצואת אדם בריא לגופו של אדם שסובל מחוסר איזון בהרכב החברה החיידקית במעי, כך שהמיקרוביום של האדם החולה ייבנה מחדש בזכות המיקרוביום שבצואה שהושתלה. שיטה זו, שהתפתחה מאוד בעשור האחרון, נמצאה כמועילה בטיפול במחלות מעי דלקתיות. 

לאחר הדבקת האלמוגים, הטמפרטורה במים הועלתה באופן מלאכותי ל-34 מעלות – מצב שמדמה גל חום שמוביל לעקה אצל האצה ולהלבנה של האלמוגים. האלמוגים ש"הודבקו" הושוו לקבוצת ביקורת של אלמוגים שסביבתם הכילה מים רגילים בלי רקמות.

תוצאות הניסוי היו מעודדות: בשני מיני האלמוגים, הקבוצה הרגישה שקיבלה את הטיפול ברקמה של אלמוגים עמידים גילתה עמידות טובה יותר בפני "גל החום", וכמעט שלא הלבינה. בקבוצות הביקורת, לעומת זאת, העלאת הטמפרטורה ל-34 מעלות גרמה כמעט לכל המושבות להלבין. 

החוקרים מצאו שינויים בהרכב המיקרוביום אצל האלמוגים הרגישים שנחשפו לרקמה של אלמוג עמיד, שהתאימו לעלייה בעמידות להלבנה. עם זאת, מינים רבים של חיידקים הושפעו מהטיפול – לא פחות מ-112 אצל אלמוגי השיחית ו-16 אצל אלמוגי החרירן, ולכן בשלב זה אי אפשר לדעת אילו מהם אחראים לעמידות הטובה יותר שהתפתחה במושבות הרגישות. בנוסף, מכיוון שהחוקרים המשיכו לעקוב אחר האלמוגים רק למשך כמה שבועות לאחר ההדבקה, אי אפשר לדעת כמה זמן העמידות שהם הפגינו תחזיק מעמד והאם אוכלוסיית החיידקים שלהם לא תחזור להרכבה הקודם. החוקרים קוראים לבצע מחקרים נוספים, שיאפשרו לבחון טוב יותר את התשובה לשאלות אלה.

לטפל בסיבה לחום

פרופ' פיין מדגיש שלניסויים כמו אלה חשיבות מדעית רבה, אך מגלה סקפטיות לגבי האפשרות שהם יהוו פתרון לבעיית הלבנת האלמוגים. "בדרך כלל, האוכלוסיות החיידקיות הן ספציפיות לכל מין ולסביבה המסוימת שבה הוא נמצא, כך שגם אם מהלך כזה יכול להועיל לשני המינים שנחקרו, אין בזה משום פתרון גורף", הוא אומר. "מעבר לכך, ההדבקה אולי עובדת בקנה מידה קטן, אבל צריך לזכור ששונית גדולה שעוברת הלבנה יכולה להשתרע גם על מאות קילומטרים. אין ספק שהפתרון הטוב ביותר לבעיית הלבנת האלמוגים הוא לטפל בסיבה לחום – פליטת גזי החממה, ולא 'לשים פלסטר' על הפצעים הקטנים והספציפיים", הוא מסכם.