ניסויים בנבטי חמנייה ומודל מתמטי מראים כיצד צמחים משלבים אור מכמה כיוונים. העיבוד המקומי של האותות עשוי ליצור סטייה בין כיוון התאורה המרבי לבין כיוון הצמיחה; הסטייה הקטנה שחזה המודל לא נמדדה ישירות בניסוי.
האם ייתכנו אשליות אופטיות בצמחים? צמחים אינם זקוקים לעיניים או למוח כדי להגיב לכיוון שממנו מגיע האור. אבל כאשר האור מגיע מכמה כיוונים בו־זמנית, כיצד המידע שנאסף בחלקים שונים של הגבעול מתורגם לתגובה משותפת? מחקר מאוניברסיטת תל אביב מציע תשובה פיזיקלית וגאומטרית, ומראה כי אופן עיבוד המידע יכול להוביל לתופעה שהחוקרים מכנים מעין „אשליה אופטית”.
המחקר נערך בידי אהרון קמפינסקי, ד״ר אמיר פורת, ד״ר מתייה ריבייר ופרופ׳ יסמין מרוז, ופורסם בכתב העת PNAS. לפי הודעת האוניברסיטה, המחקר משלב ניסויים בנבטי חמנייה עם מסגרת מתמטית המתארת כיצד מידע מקומי על אור הופך לכיוון צמיחה.
תחילה מעבדים, ורק אחר כך מחברים
בעלי חיים רבים קולטים מידע בעזרת איברי חישה ייעודיים ומעבדים אותו באמצעות מערכת עצבים מרכזית. בצמח, לעומת זאת, החישה מבוזרת: קולטני אור המצויים בעיקר בשכבת התאים החיצונית של הגבעול מגיבים לאור המגיע לאזורים שונים שלו.
ההבחנה המרכזית במחקר היא בין חיבור פיזיקלי פשוט של מקורות האור לבין חיבור של אותות ביולוגיים שכבר עברו עיבוד. לפי המנגנון המתואר, כל אזור קולט אור באופן מקומי וממיר את העוצמה לאות ביולוגי. רק לאחר העיבוד המקומי משתלבים האותות בתגובה הכוללת.
ההמרה הזאת אינה ליניארית: מקור אור שעוצמתו כפולה אינו יוצר בהכרח אות ביולוגי חזק פי שניים. לכן סכימת האותות המעובדים אינה חייבת להניב את אותה תוצאה שהייתה מתקבלת מסכימה ישירה של עוצמות האור.
יותר מ־20 שעות של מעקב אחר נבטים
בניסויים חשפו החוקרים נבטי חמנייה לאור כחול בעוצמות שונות ומכיוונים שונים, ותיעדו את תנועתם במשך יותר מ־20 שעות. תחילה השתמשו במקור אור יחיד, ולאחר מכן בשני מקורות מנוגדים.
הנבטים צמחו לעבר הצד המואר יותר, אך מידת הכיפוף לא הייתה ביחס ישר להפרש בין עוצמות האור. לפי הודעת האוניברסיטה, המודל המתמטי הצליח לנבא את כיוון הצמיחה ואת מידת הכיפוף שנמדדו. התוצאה תומכת ברעיון שהתגובה נוצרת משילוב אותות שכבר עברו עיבוד מקומי.
בניסוי נוסף הוצבו שני מקורות אור חזקים ושווים זה מול זה, ומקור שלישי חלש יותר בכיוון ניצב. השפעותיהם הכיווניות של שני המקורות החזקים ביטלו זו את זו, והנבטים צמחו לעבר המקור החלש. החוקרים רואים בכך תמיכה במנגנון שילוב האותות.
מה פירוש „אשליה אופטית” בצמח?
המונח אינו אומר שהצמח רואה תמונה או חווה חוויה חזותית כמו אדם. הכוונה היא לפער אפשרי בין מפת האור הפיזיקלית לבין האופן שבו היא מיוצגת בתגובת הצמיחה. כאשר האור מגיע מכמה כיוונים, סכימת האותות הלא־ליניאריים יכולה, לפי המודל, לכוון את הצמיחה מעט אחרת מכיוון התאורה המרבי.
כאן חשובה הסתייגות מפורשת: המודל חזה פערים קטנים, אך בשל התנודות הטבעיות בתנועת הצמחים לא ניתן היה למדוד את הסטייה ישירות בניסוי הנוכחי. לכן יש להבחין בין התמיכה הניסויית במנגנון שילוב האותות לבין התחזית המסוימת של „האשליה”.
„הצמח אינו מודד את סביבתו מנקודת חישה מרכזית, כמו העין האנושית”, מסבירה מרוז בהודעת האוניברסיטה. „המידע נאסף באזורים שונים של הגבעול, וכל אות עובר עיבוד מקומי לפני שהוא משתלב בתגובה הכוללת”.
לדבריה, העיקרון עשוי להיות רלוונטי גם לתאים, לחיידקים ולמערכות ביולוגיות נוספות המבוססות על חישה מבוזרת ללא מרכז בקרה. זו אפשרות להרחבת המסגרת המחקרית; הניסויים המתוארים בהודעה נעשו בנבטי חמנייה.
שאלות ותשובות
האם לצמחים יש ראייה כמו שלנו?
המחקר עוסק בחישה של אור ובתגובה אליו, ולא בראייה מודעת או בעיבוד תמונה באמצעות מוח.
מה הודגם בניסוי?
תגובת נבטי חמנייה למקורות אור שונים, התואמת מודל המשלב אותות מקומיים לאחר עיבוד לא־ליניארי.
האם „האשליה האופטית” נמדדה ישירות?
לא. הסטייה הקטנה שחזה המודל לא ניתנה למדידה ישירה בניסוי המתואר, בגלל התנודות הטבעיות של הנבטים.
מקור: דוברות אוניברסיטת תל אביב, הודעה שנמסרה ב־19.10.2026. המאמר ב־PNAS: Nonlinear distributed sensing of light patterns leads to perceptual distortions in plants.
עוד בנושא באתר הידען
האם בעלי חיים חשופים לאשליות אופטיות?
מדוע בעלי חיים תופסים זמן אחרת?
מסיבת הריקודים של החמניות
מה משפר את תהליך הייחור של צמחים שנחשב קריטי בחקלאות?
