מחקר חושף: שונית האלמוגים באילת עובדת מסביב לשעון

שונית אלמוגים נראית לנו בדרך כלל כמו עולם השייך לאלמוגים ולדגים. אבל ממש באותם מים, בכל רגע נתון, מתנהל גם עולם אחר - מיקרוסקופי - של חיידקים, אצות זעירות ויצורים חד־תאיים. מחקר חדש שנערך במכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת מראה: השונית ממש משנה את מי הים שסביבה ומארגנת את החיים המיקרוסקופיים בקצב יומי ברור.

ההשפעה של השונית לא מסתכמת בזהות היצורים שבמים, אלא גם בתזמון הופעתם. בשעות מסוימות השונית "מסננת" את המים מכמות גדולה של חיידקים ואצות זעירות; בשעות אחרות מופיעים יותר יצורים טורפים מיקרוסקופיים שניזונים מהם. כלומר, סביב השונית יש סוג של "שגרה יומית" - בוקר, צהריים, ערב ולילה - רק בקנה מידה של מיקרובים.

שוניות אלמוגים הן מהמערכות האקולוגיות החשובות בים, אבל גם מהפגיעות ביותר. כדי להבין איך שונית מתפקדת ואיך שינויי אקלים או הפרעות אחרות משפיעים עליה, לא מספיק להסתכל רק על האלמוגים עצמם: צריך להבין גם את מה שקורה במים שסביבם, כי שם נמצאים מזון, טפילים, סימביונטים (שותפים לחיים) והרבה תהליכים בסיסיים שמחזיקים את המערכת.

עד היום, רוב המדידות במים נעשו כמו "צילום": דוגמים פעם אחת, בזמן אחד, ומנסים להסיק מזה על הכל. אבל בשונית, לפי המחקר, הזמן שבו דוגמים יכול לשנות לגמרי את התמונה.

דגימות סביב השעון

החוקרים עשו משהו לא שגרתי: דגימה אינטנסיבית, סביב השעון. הם אספו מים מעל שונית אלמוגים מוגנת בצפון מפרץ אילת, ובמקביל אספו מים מהים הפתוח הסמוך, כדי להשוות. את הדגימות הם לקחו כל שש שעות: בבוקר, אחר הצהריים, בערב ובלילה - במשך כמה ימים, וגם בקיץ וגם בחורף.

כדי לראות מה באמת קורה במים, הם שילבו כמה שיטות: בדיקות גנטיות שמזהות אילו קבוצות של מיקרואורגניזמים נמצאות בכל דגימה; ספירה מדויקת של תאים, שמראה כמה חיידקים וכמה אצות זעירות יש בכל נקודת זמן; ומדידות כימיות של המים, שעוזרות להבין מה "מזין" את המערכת.

התוצאה המרכזית ברורה: מי השונית אינם דומים למי הים הפתוח לידם, וההבדל חוזר שוב ושוב, בשתי העונות.

1. פחות חיידקים ופחות אצות זעירות במי השונית
במי השונית נמצאו בדרך כלל 20-60 אחוז פחות חיידקים ופחות כחוליות (ציאנובקטריות) מסוג Synechococcus לעומת מי הים הפתוח. בחורף, חלק מקבוצות האצות הזעירות היו נמוכות במיוחד - עד 75 אחוז פחות ביחס למים הפתוחים.

במילים פשוטות: השונית "מושכת אליה" ומדללת חלק גדול מהביומסה המיקרוסקופית שזורמת אליה מהים הפתוח - כנראה בגלל סינון ואכילה על ידי יצורים בשונית.

2. בלילה מופיעים יותר טורפים מיקרוסקופיים
קבוצה אחת התנהגה הפוך: יצורים חד־תאיים שניזונים מחיידקים ומאצות זעירות (פרוטיסטים הטרוטרופיים). דווקא הם היו יותר נפוצים במי השונית בלילה, לעיתים 40-80 אחוז יותר מאשר במים הפתוחים. זה כנראה אומר שבלילה הטורפים הזעירים פעילים יותר, מה שמצמצם את כמות החיידקים והאצות.

3. יש "שעות שיא" ו"שעות שפל" - וזה משתנה בין חורף לקיץ
המחקר מצא לא רק הבדל קבוע, אלא גם מחזוריות. בחורף, למשל, הירידה בכמות חיידקים ומיקרואצות במי השונית הייתה לעיתים חזקה במיוחד בשעות אחר הצהריים ובערב. בקיץ התמונה הייתה פחות "נקייה" בגלל זרמים משתנים, אבל עדיין נראו דפוסים יומיים ברורים במי השונית, שלא הופיעו באותו אופן במים הפתוחים.

4. שיא יומי של סימביונטים של אלמוגים
באופן עקבי, בשעות היום - בדרך כלל סביב הצהריים/אחר הצהריים - הופיע שיא בקריאות גנטיות של Symbiodiniaceae, משפחת אצות חד־תאיות הידועה כשותפה (סימביונט) של אלמוגים. החוקרים מציעים שהדפוס הזה עשוי לשקף תהליכים יומיים כמו שחרור/פליטה של סימביונטים מהאלמוגים למים או תהליכים אחרים שמונעים על ידי האור.

המסר של המחקר פשוט: שונית אלמוגים היא לא רק "רקע" שהחיים מתקיימים עליו. היא מערכת פעילה שמשנה את הסביבה שלה לאורך היממה. היא מסננת חלק מהחיידקים והאצות הזעירות שמגיעים אליה, ובמקביל משנה את מאזן הטורפים הזעירים - בעיקר בלילה. לכן, כדי להבין מה באמת קורה בשונית (וגם כדי לנטר את מצבה), אי אפשר להתעלם מהשעה שבה דוגמים: בוקר, ערב ולילה יכולים לספר סיפורים שונים לגמרי.

"מצאנו שהשונית לא מוקפת באופן פסיבי במיקרובים", אמר ד"ר מיגל פרדה. "היא בונה באופן פעיל את החיים המיקרוביאליים בהתאם לזמן, יוצרת דפוסים יומיומיים שחוזרים על עצמם בעונות השנה ומשפיעה על האופן שבו אנרגיה וחומרים מזינים נעים במערכת האקולוגית".

מעבר להבנה המדעית, למחקר יש גם כיוון יישומי: מיקרואורגניזמים מגיבים מהר לשינויים בסביבה. החוקרים מדגישים שמעקב אחר "הדופק היומי" של הקהילות המיקרוביאליות יכול בעתיד לשמש כלי רגיש לניטור תפקוד השונית ובריאותה. לדבריהם, "הדפוסים היומיים של המיקרובים סביב השונית יכולים לשמש מדד רגיש לתפקוד השונית ולמצבה. ככל שניטור מיקרוביאלי נעשה נגיש יותר, אפשר יהיה להשתמש בו כדי לזהות תגובות לעקה ולהעריך תהליכי שיקום".

נקודה שעשויה להיות חשובה במיוחד בתקופה שבה שוניות ברחבי העולם מתמודדות עם התחממות הים, אירועי עקה ושינויים מהירים בסביבה.

המחקר נערך בהובלת ד״ר דריה אקיאנק מאוניברסיטת חיפה, בהשתתפות ד"ר הרדיס ג. ר. סטיינסדוטיר ובשיתוף ד״ר מיגל פרדה מהמחלקה לאקולוגיה, אבולוציה והתנהגות במכון למדעי החיים ע״ש אלכסנדר זילברמן באוניברסיטה העברית. הוא פורסם בכתב העת Science Advances.