מדידת האור המוחזר מהאצות מאפשר לחשב את האור המנוצל לפוטוסינתזה
אור חודר לעומק מערת ראש הנקרה בשלושה אופנים, שונים בתכונותיהם. אור שמש ישיר חודר לעומק המערה רק לקראת השקיעה, ובימים שבהם השמש שוקעת בכיוון המערה. בכל עונות השנה ובכל שעות היום, חודר למערה אור המוחזר מפני המים, ועוצמתו עולה ככל שהשמש קרובה יותר לאופק. בנוסף, חודר למערה אור העובר במים הממלאים את חלקה התחתון של המערה. לכן, שדה האור במערה משתנה משעה לשעה, ומיום ליום בעוצמתו ובהרכב צבעיו.
על קירות המערה, ובמי הים שבחלקה המוצף, מתקיימת אוכלוסיית אצות צבעונית, ייחודית ורבגונית מבחינת המינים המרכיבים אותה ומבחינת הפיגמנטים המותאמים לתנאי התאורה המיוחדים במערה.
לצורך מדידה ואיפיון של מקורות אור אלה, נרכש והותאם ציוד ספקטרומטרי ופולרימטרי רגיש. באתרי הדיגום הציבו החוקרים גם חיישני טמפרטורה ולחות אוטומטיים. במעבדתה של פרופ’ סופיה ברינובה שבאוניברסיטת חיפה, יאופיינו מיני האצות המרכיבים את אוכלוסיית האצות, תוך שימוש בשיטות מולקולריות מתקדמות. הדבר מאפשר, לראשונה, לתעד את מיני האצות המרכיבים את חברת הצומח הייחודית למערה. דגימות האצות נאספות לחוד מכל אזור תאורה במטרה לאבחן את התאמת המינים השונים וצבעי הפיגמנטים שלהן לצבעי האור השליטים בנקודה ממנה נאספו. במקומות אלו הציבו החוקרים אריחים מתאימים להתפתחות האצות כדי לקבוע את קצבי התיישבותן ואת מהירות גדילתן. האריחים נאספים לשם כך במרווחי זמן קבועים ומחולקים לשתי המעבדות השותפות במחקר: הטקסונומיה המולקולרית במעבדתה של פרופ’ ברינובה באוניברסיטת חיפה, שם גם יגודלו תרביות נקיות של כל מין לחוד, ויועברו למעבדת הפוטוביולוגיה והאקופיזיולוגיה של הפרופסורים צבי דובינסקי מאוניברסיטת בר אילן, ודוד אילוז מאוניברסיטת בר אילן ומכללת בית ברל, שבהן עובדים וחוקרים גם הפוסט דוקטורנט סעיד אבו גוש והדוקטורנטית אפרת גולדשטיין.
איפיון הפיגמנטים הפוטוסינטטיים של האצות מתבצע באמצעות כרומטוגרפיה מותאמת להפרדה וכימות של הפיגמנטים הללו. באוניברסיטת בר אילן נבחנות – בסיוע מענק מחקר מהקרן הלאומית למדע – התכונות האופטיות והפיזיולוגיות המאפשרות למיני האצות השונים לשגשג באזורי המערה השונים מבחינת משטר האור האופייני לכל אחד מהם.
באמצעות ציוד ייחודי שפותח על ידי צוות המעבדה, נחקרים גבולות היכולת של מיני האצות השונים לעמוד בתנאי התאורה הנמוכים, בזכות ניצולת קוונטית גבוהה בתנאי אור נמוכים, ובהרכבים השונים של ספקטרום הצבעים של שדה האור. ציוד ספקטרופוטומטרי רגיש ביותר מאפשר למדוד בכל אזור במערה את עוצמת והרכב האור הפוגע באצות באזורים השונים. מדידת האור המוחזר מהאצות מאפשר לחשב את האור המנוצל לפוטוסינתזה.
הרכבי שדה האור והמינים השונים מושווים לאלו שנמצאו במערות ים שנחקרו באתרים אחרים בעולם. על בסיס תוצאות המחקר, יגובשו הצעות כיצד לשמר את עולם הצומח של הניקרה וגם דרכים שיאפשרו להימנע מפגיעה בו באמצעי התאורה המותקנים לביטחון המבקרים.
במהלך ביצוע שתי עבודות מוסמך של דניאל מאייר ושל חמזי עספור התברר האופי המיוחד והבלתי מוכר של שדה האור במערת ראש הניקרה. ממצאים אלה שעסקו בשדה האור בלבד, הובילו את החוקרים לגיבוש הצעת המחקר הנוכחית.
החיים עצמם:
פרופ’ דובינסקי, ביולוג ימי, הוא צלם ידוע, ועבודותיו הוצגו בכמה גלריות בישראל. הוא פרסם שערים רבים בכתבי עת מדעיים. “התחלתי לצלם כשקיבלתי את מצלמתי הראשונה כמתנה לבר-המצווה”, הוא אומר. “המצלמה היוותה בשבילי חלק טבעי של העין, ולא כאביזר טכני”.
פעילותו המדעית הביאה אותו לאתרים כמו הרי געש פעילים בהוואי ובסיציליה, נופי אנטארקטיקה הקפואים ושוניות אלמוגים במיקרונזיה, מקסיקו, ברמודה ואוסטרליה. העיסוק במדע, חקר תופעות הטבע וההיכרות עם מבנה החומר, הפכו את עינו של דובינסקי לעין “יודעת” במובן התנכ”י. אין הוא צופה מנגד כי אם חובר לאיתני הטבע, חש אינטימיות אל מול המוטיב המצולם, ומתענג על מבנהו, מרקמו והאור המשחק בו.
- החוקר הפוסט דוקטוריאלי ד”ר אבו גוש הוא אזרח ירדן שהיה דוקטורנט מצטיין במעבדתו של פרופ’ דובינסקי באוניברסיטת בר אילן.
עוד בנושא באתר הידען:
- האצות המועשרות שיסייעו באבטחת מזון למען עתיד האנושות
- חוקרים הצליחו למפות את מאפייני הפוטוסינתזה באצה שגדלה הכי מהר בעולם
- גישה חדשה ליצירת חשמל ודלק באמצעות חיקוי תהליך הפוטוסינתזה
- חוקר טבע וגם צלם: היום נפתחת בירושלים תערוכת צילומי מדבר של פרופ’ צבי דובינסקי מבר-אילן
- שיטה חדשה לאיתור זיהומים במים: באמצעות הקול “שמשמיעות” האצות
