עצי האורן מתים מצמא

תקופות היובש הקיצוני וגלי החום הקשים הצפויים להתגבר בעקבות השפעות שינוי האקלים העולמי כבר מתחילים לפגוע בעצים בישראל. מחקר חדש של האוניברסיטה העברית וקק"ל ניסה לבדוק אילו עצי אורן יהיו עמידים יותר למציאות החדשה

בתחילת חודש ספטמבר חווינו בישראל גל חום קיצוני וחריג, שבמהלכו נמדדו באזורים מסוימים טמפרטורות שיא: לפי השירות המטאורולוגי, בירושלים נמדדו 42.3 מעלות צלזיוס, באיילת השחר 46.6 מעלות, ובכפר בלום 47 (!) מעלות. חוקרים סבורים כי בעקבות משבר האקלים וההתחממות הגלובלית, גלי החום ואירועי מזג אוויר קיצוניים וחריגים שכאלה יהפכו להיות  שכיחים  יותר בעתיד.

לבני האדם יש דרכים ואמצעים שונים להתמודדות עם חום ויובש קיצוני – כמו הפעלת מזגנים להורדת הטמפרטורה ונגישות מיידית למים – אבל דרכי ההתמודדות של צמחים עם שינוי כזה הן מוגבלות מאוד. למעשה, למשבר האקלים צפויות להיות השפעות שליליות על צמיחתם, יצרנותם ושרידותם של מיני צמחים שונים בעולם ובישראל.

"חלק מהשפעות שינוי האקלים שאנחנו צופים הם ירידה בכמות המשקעים בעונות החורף והסתיו וכן מרווח זמן גדול יותר בין אירוע גשם אחד למשנהו", אומר פרופ' מרסלו שטרנברג, ראש המעבדה לאקולוגיה של צמחים בבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב. "לרצף של אירועי גשם יש חשיבות גדולה בכל מה שקשור לתהליך הנביטה של הצמחים: אחרי הגשם הראשון של הסתיו, יש גל נביטה במהלכו חלק מהזרעים שהיו בקרקע במשך כל הקיץ נובטים. אם לא מגיע עוד אירוע גשם לאחר פרק זמן סביר, כל אותם צמחים שנבטו ימותו. לכן, יש חשיבות לשינוי בפרקי הזמנים בין אירועי הגשם, שבעקבות שינוי האקלים רק שהולכים ומתארכים".

לבודד ייחורים עמידים

גם על עצי אורן ירושלים שכל כך מוכרים לנו בנוף הישראלי, ושמהווים חלק ניכר מכיסוי שטחי היערות בישראל, כבר ניכרת השפעת שינוי האקלים. בשנים האחרונות תועדה תמותה של עצים מחטניים מסוג זה, שנגרמה, ככל הנראה, בעקבות בצורות. במחקר שנעשה בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית, בשיתוף הקרן הקיימת לישראל, ניסו החוקרים לבודד ייחורי אורן ירושלמים (חלק המנותק מצמח האם המצמיח שורשים ענפים ועלים) שיהיו עמידים לתנאי הסביבה המשתנים, זאת על מנת למזער את התמותה בקרב האורנים שיישתלו ביערות בעתיד.

"בסקר גדול שעשו בקק"ל, ראו שכ-30 אחוז מאורן ירושלים מתו ביערות השונים", מסביר פרופ' מנחם מושליון, החוקר האחראי במכון למדעי הצמח וגנטיקה בחקלאות שבפקולטה לחקלאות. "בגלל שהתמותה הגיעה בהתאמה גבוהה עם הבצורות, הנחת העבודה שלנו היתה ששינוי האקלים והיובש שהולך וגדל הם שהגדילו את התמותה של העצים. רצינו לבדוק איך אפשר להתמודד עם זה ואיך ניתן להפחית את הנזק".

במחקר של מושליון ותלמידי המחקר הדס רגב ורוני בורנשטיין נבחן בשלב הראשון הקשר שבין מקורות הזרעים השונים לבין עמידותם ליובש. לשם המחקר נבחרו 12 מקורות זרעים שונים, רובם מיוון וישראל. את הזרעים האלו שתלו בחממה. הצמחים שגדלו חוברו למערכת ממוחשבת, Plant Ditech, שמאפשרת שליטה על תנאי הסביבה של כל צמח וצמח – כמות חומרי הזנה, מים, מליחות ועוד – ובנוסף גם מספקת נתונים בזמן אמת על פרמטרים שונים של הצמח. "בעזרת המערכת אנחנו יכולים למדוד מה השינויים בסביבה ואיך הצמח מגיב אליהם", מספר מושליון. "באמצעותה בדקנו, בין השאר, כמה מים כל צמח מאדה (כאשר הפיוניות בעלים פתוחות נקלט פחמן דו-חמצני מהאוויר אך גם מתאדים דרכן מים, י.מ). זה פרמטר חשוב, כי ככל שצמח מאדה יותר כך הוא גם צומח מהר יותר – כלומר, הוא יהיה רגיש ליובש כי יסיים במהירות את מאגר המים שלו ויחכה יותר זמן עד הגשם הבא.

"גילינו שלא משנה עם איזו אוכלוסיית זרעים עבדנו, השונות בתוך אותה אוכלוסייה הייתה אדירה והגיעה עד ל-150 אחוז: היו צמחים שאידו 100 מ"ל ביום והיו צמחים שאידו 1,500 מ"ל ביום. הגענו למסקנה שבגלל רמת השונות  כנראה לא יעזור לבחור מקור מסוים לשתילה ביערות".

צמחים בזבזנים וצמחים שמרנים

בשלב הבא, יצרו החוקרים ייחורים מהצמחים שגדלו בחממה, שהם בעצם שיבוטים של הצמחים. "למעשה, לקחנו חלק מצמח אחד ויצרנו ממנו עוד צמחים שהם שכפול גנטי זהה לחלוטין לצמח האם. ההבדל הוא שהפעם עשינו את זה מצמחים שכבר ידענו מה הפרופיל הפיזיולוגי שלהם. ידענו מי מהם מאבדים הרבה מים ומי מהם מאבדים מעט וחילקנו אותם לקבוצות של בזבזנים ושמרנים. את הצמחים האלה הוצאנו לשטח: שתלנו צמחים משתי הקבוצות במספר אזורים בארץ, להם תנאי סביבה שונים, זאת כדי לנטרל את האפקט הגנטי ולהסתכל רק על האפקט הסביבתי".

לפי מושליון, בשנה הראשונה כל הצמחים שגדלו מהר ואידו הרבה מים בתנאי החממה המבוקרים, הראו גדילה יפה גם בשטח (שנמדדה לפי גובה ועובי הגזע) וצמחים שאידו מעט-גדלו לאט. "בשנה השנייה המתאם ירד, ובשלישית ירד עוד יותר", הוא אומר. "כלומר, גילינו שתנאי הסביבה גורמים כנראה לסטרס מהיר יותר באותם צמחים שמאדים הרבה (שהם גם אלו שצומחים מהר) וחלק מהם גם מתו, זאת משום שהם סיימו מהר מאוד את המים שלהם. לעומת זאת, אלו שגדלו לאט ואידו מים לאט המשיכו לגדול לאורך הזמן. כל ההבדלים שראינו במכשירים בחממה, צומצמו בשטח, מה שחיזק את המסקנה שלנו- בקרה טובה של משטר המים תשפר את יכולת הצמח לשרוד".

לא להסתמך על שיבוטים

בניסוי, הצליחו מושליון וצוותו לברור את הצמחים בעלי יכולת התמודדות טובה לתנאי יובש ומהם יצרו שיבוטים – אותם ייחורים בעלי מטען גנטי זהה, שאיפשר גם להם, כמו לצמח האם, לשרוד את תנאי היובש. אבל האם יצור ייחורים זו גישה פרקטית ליערנות בכלל ובתנאי הארץ בפרט? לדברי מושליון כנראה שלא – כלומר, לא כדאי להסתמך על ייחורים הן מהפן הכלכלי והן מהפן האקולוגי, שכן ייעור שטחים גדולים בצמחים בעלי מקור גנטי זהה עלול להביא לקריסת המערכת: רגישות הייחור למחלה או מזיק חדש שעלול להגיע ולהשמיד את האוכלוסייה כולה שלמעשה רגישה אליו באותה מידה.

"הבעיה בייחורים זה הזהות הגנטית לצמח האם" מסביר מושליון "כך אנחנו מאבדים את השונות הטבעית שראינו שהיא כל כך גדולה בשלב הראשון של הניסוי. למעשה, השונות היא הבסיס האבולוציוני שמגן על ההישרדות של האוכלוסייה ועל התאמתה לתנאים משתנים. היום, מערכות האפיון הכמותי הפיסיולוגיות שלנו עוזרות לנו לאפיין כמות גדולה מאד של צמחים בזמן יחסית קצר. למרות זאת בסיס הניפוי שלנו בסוף הניסוי מתבסס על זיהוי 'החלש', אותו אנחנו מנפים בשלב מוקדם, ולא ניבוי 'המצטיין'. כלומר, אנחנו לא יודעים באמת מי מהצמחים יצליח לשרוד הכי טוב בתנאי השטח אבל אנחנו כן יודעים מי ייכשל ואותו אנחנו מנפים".

"בעבר כבר היה מקרה בהרי היהודה שבו נשתלו אורנים שהיו מאותו מקור גנטי", אומר שטרנברג. "במקרה הזה, באה פטרייה ופשוט תקפה והרגה את כל הצמחים. בעצם, שונות במגוון הגנטי מאפשר לאורנים להתמודד מול מחלה פוטנציאלית, מול עקה או מול תקיפה של חרקים. כשיש מגוון גנטי רחב, ככל הנראה תמיד יהיה צמח אחד שתהיה לו יכולת סבילות גבוהה יותר לתנאי עקה בשטח. אותו צמח ששונה מבחינה גנטית מהצמחים האחרים, יוכל להמשיך לשרוד ולהפיץ את עצמו".

לדברי מושליון, בניגוד למקובל ברוב צמחי היבול, הדרך לטיפוח עצי יער ויצירת זרעים יציבים מבחינה גנטית עוד רחוקה, ומצד שני גם עבודה על שיבוטים של עצים היא מאתגרת וגם שם יש עוד עבודה ומחקר לעשות. יתכן כי הדרך היא מיון מוקדם של השתלים על בסיס פיסיולוגי-גנטי כבר במשתלות קק"ל, במטרה להחליט היכן מתאים יותר לשתול כל שתיל ולמקסם את סיכוי שרידותו בשטח. "למרות שעדיין לא נמצא פתרון אידיאלי, אני צופה עתיד טוב, אך זה ייקח עוד כמה שנים של מחקרים." אומר מושליון.

אם כך, מה הפתרון שיש לנו להציע לעצים שכל-כך חיוניים לנו, בספיחת פחמן דו-חמצני ומיתון קצב שינוי האקלים? "אנחנו לא יודעים מספיק על התנאים האקלימים הייחודיים של האזור שלנו – גם בים וגם ביבשה. קיימים מעט מאוד מחקרים על כך בארץ, בגלל קשיי מימון ורוב המידע שמגיע אלינו היום הוא ברובו ממחקרים בחו"ל. הבעיה החשובה והקריטית הזאת שנקראת שינוי האקלים צריכה להיות בסדר העדיפויות של מקבלי ההחלטות וקובעי המדיניות, כדי נוכל להתחיל לחקור ולהתמודד עם כל אותם השינויים שבדרך, לצערנו הם לא נמצאים היום", מסכם שטרנברג.