הזואופלנקטון, בעלי חיים ימיים זעירים מצליחים לשחות נגד הזרם

שוחים נגד הזרם: חוקרים פיתחו מערכת הדמיה אקוסטית תלת-ממדית Fish TV למעקב אחר התנהגותם המפתיעה של יצורי ים זעירים * המחקר יתפרסם ביום ו' בכתב העת Science

צוות בין-לאומי של מדענים מישראל, מארה”ב ומגרמניה – בראשות פרופ' אמציה גנין מהמחלקה לאבולוציה סיסטמטיקה ואקולוגיה באוניברסיטה העברית בירושלים ומהמכון הבין-אוניברסיטאי למדעי הים באילת – גילה לראשונה את הדינמיקה יוצאת הדופן האחראית ליצירת מצבורי ענק של יצורי ים זעירים באוקיינוס. מאמר על מחקרם מתפרסם השבוע בכתב העת המדעי היוקרתי Science .

מתחת לפני השטח נסחפים בזרמי האוקיינוס ונערמים אין-ספור יצורים זעירים, שקופים למחצה הקרויים “זואופלנקטון”. הממצאים החדשים מראים כי זואופלנקטון נסחפים פסיבית בזרם כפי שמעיד שמם (פלנקטוס ביוונית: נסחף) אך רק בכיוון האופקי. כנגד הזרמים האנכיים מגלים יצורים אלו יכולת מפתיעה לשחות נגד הזרם. על אף שמדענים יודעים זה מכבר כי זואופלנקטון חיים בסביבה הזורמת בהתמדה, תגובותיהם לזרמי האוקיינוס היו עד כה תעלומה בעיקר בשל מגבלות טכנולוגיות במעקב אחר תנועותיהם של יצורים כה זעירים ושקופים.

מערכת הדמיה אקוסטית תלת-ממדית שפותחה באחרונה במעבדתו של ד”ר ג'ולס יפה במכון סקריפס לאוקיינוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה, סן-דייגו, אפשרה לצוות החוקרים לעקוב אחר תנועתם של מאות אלפי זואופלנקטון בודדים בחופי אילת וראס בורקה בסיני. המערכת, המכונה Fish TV ושעקרון פעולתה דומה לזה של אולטרה-סאונד רפואי, עושה שימוש בסוֹנָר למעקב אחר תנועתם של בעלי חיים מתחת למים במרחק של עד 3 מטרים.

המחקר מראה כי יצורים זעירים אלו שומרים ביעילות על עומק קבוע באמצעות שחייה אקטיבית כנגד זרמים עולים או יורדים במהירויות המגיעות עד פי עשרות מאורך גופם לשנייה. מֵי האוקיינוס הזורמים כלפי מטה מלווים בזרימה אופקית המסיעה כל הזמן עוד ועוד יצורים לאזור הזרימה היורדת. כאשר זואופלנקטון שוחים כלפי מעלה נגד הזרם היורד, נוצר אזור התלכדות שבו הולכים ומצטברים היצורים השומרים על עומקם.

“תגליתנו מראה שזו אחת התכונות השכיחות של זואופלנקטון החי ברחבי האוקיינוס”, אומר גנין, חוקר ראשי במאמר. “מצבורים (של בעלי חיים זעירים) נוצרים בתהליך זה בכל קנה מידה אפשרי, ממילימטרים בודדים ועד למאות קילומטרים. הבנת המנגנונים המייצרים צברים שכאלה היא מטרה מרכזית בחקר הביולוגיה הימית”.
תוצאותיו של פרויקט המחקר הרב לאומי הושגו באמצעות שלושה ניסויים שארכו שבועות מספר בשני אתרים בים סוף, סמוך לשונית האלמוגים באילת ובחוף ראס בורקה בסיני. צוללנים הצמידו את מכשיר ה-Fish TV לחצובה גדולה תת-קרקעית המתנשאת לגובה של 6 מ' מעל קרקעית הים. ראש הסונר נקשר ליחידת בקרה ואיסוף נתונים המורכבת ממחשב ומחומרה אלקטרונית נוספת.

“יכולתם של זואופלנקטון להישאר בעומק קבוע בדיוק של סנטימטרים, לעתים אל מול זרמים אנכיים חזקים, מראה כי ליצורים זעירים אלו חיישני עומק רגישים ביותר שלא נודעו עד היום. שמירה על עומק בדיוק כה רב ובתנאי זרימה שכאלו הִנה מפתיעה ביותר עבור יצורים כה זעירים. להתנהגות זו השלכות אקולוגיות חשובות על קצבי הגידול של דגים רבים הניזונים על הזואופלנקטון ועל שללם של דייגים הצדים את אותם טורפים” אומר גנין. “העובדה ששמירת עומק התפתחה בכל כך הרבה מינים מעידה על כך שלהתנהגות מאומצת זו יתרונות של ממש עבור היצורים הזעירים, יתרונות אשר עד כה אינם מובנים כל צרכם. גילויים של אותם יתרונות והבנת האופן שבו מצליחים הזואופלנקטון הזעירים לחוש בעומקם בדיוק כה רב יהוו אתגר חשוב ומלהיב של המחקר העתידי באקולוגיה ימית”.
המחקר המתפרסם ב-Science התבצע במסגרת “תכנית הים האדום” במימון משרד המדע והטכנולוגיה הגרמני ובמימון הקרן הדו-לאומית ארה”ב-ישראל. עם צוות החוקרים נמנים, נוסף על פרופ' אמציה גנין מהאוניברסיטה העברית, תלמידתו רות מוטרו-ריף, ד”ר ג'ולס יפה ופרופ' פיטר פרנקס מארה”ב וד”ר קלאודיו ריכטר מגרמניה.