חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון מציעים הסבר חדשני להתנהגות הייחודית הזאת של תופעת עיגולי הפיות: שילוב של הסתגלות פנוטיפית ברמת הצמח הבודד, על ידי העמקת שורשי הצמחים לשכבות קרקע לחות יותר, ושל ארגון עצמי במרחב ברמת האוכלוסיה
שינויי אקלים והתפתחות של תנאי אקלים יבש מאיימים על המערכות האקולוגיות ועל השירותים שהן מספקות לבני אדם. מחקר בהובלת פרופ’ אהוד מירון מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב מנתח את דפוסי הצומח המסתוריים המכונים “עיגולי פיות” ומגלה את המפתח לעמידות מערכות אקולוגיות בתנאי יובש. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
צמחים מתאפיינים ביכולת הסתגלות גבוהה לסביבות משתנות על ידי שינוי תכונותיהם. תופעה זו המכונה ‘הסתגלות פנוטיפית’ מאפשרת לצמח בודד להתמודד עם לחץ סביבתי כמו מחסור חמור במים. לאוכלוסיה גדולה של צמחים מנגנון נוסף להתמודדות עם עקת מים – ארגון עצמי במרחב על ידי תמותה חלקית של האוכלוסיה. ‘עיגולי פיות’ הן דוגמא מרתקת לארגון מסוג זה שבו תמותת הצומח מוגבלת למערך מסודר של עיגולי קרקע חשופה. עיגולים אלו משמשים כמקור מים נוסף עבור הצמחים השכנים ובכך משפרים את עמידות המערכת בעקת המים.
התורה של דפוסי צומח עד כה חוזה הופעה של עיגולי קרקע חשופה במשטחי צומח עם התפתחותם של תנאי יובש (דפוס חורים), ובכך מסבירה את היווצרותם של עיגולי הפיות. על פי תורה זאת, החמרת תנאי היובש מובילה להתמזגות עיגולי הקרקע החשופה לכדי דפוס של פסי צומח ופסי קרקע חשופה לחילופין (דפוס פסים), ובהמשך לשבירת פסי הצומח ויצירת דפוס של עיגולי צומח בקרקע חשופה (דפוס נקודות). דפוסי פסים ונקודות אכן נצפו במקומות שונים בעולם אך לא בעיגולי פיות. כשכמות המשקעים קטֵנה, דפוס החורים של עיגולי פיות נשמר אך לצדו מופיע דפוס נוסף; כיסוי הצומח שבין העיגולים חדל להיות מלא ובמקומו מופיע דפוס נקודות של עיגולי צומח שגודלם קטן מאד בהשוואה לעיגולי הפיות. התוצאה היא דפוס “רב-סקלות” המאופיין על ידי שתי סקלות אורך שונות.
פרופ’ אהוד מירון מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, יחד עם עמיתיו הפוסט-דוקטורנטים, ג’יימי בנט, בידש ברה ומישל פרה, ועמיתיו, פרופ’ חזי יצחק וד”ר סטפן גצין מציעים הסבר חדשני להתנהגות הייחודית הזאת של תופעת עיגולי הפיות: שילוב של הסתגלות פנוטיפית ברמת הצמח הבודד, על ידי העמקת שורשי הצמחים לשכבות קרקע לחות יותר, ושל ארגון עצמי במרחב ברמת האוכלוסיה. בעזרת מודל מתמטי המשלב לראשונה את שני סוגי התגובה הללו, פרופ’ מירון ועמיתיו פותרים את חידת העדר דפוסי פסים ונקודות לאורך מפל הגשם והופעת דפוס רב-סקלות. חקר עיגולי הפיות ממחיש את הצורך בהרחבת התורה הקיימת של דפוסי צומח על ידי הבאה בחשבון של שינויים אפשריים של תכונות הצמח.
יתרה מזאת, בעזרת המודל החוקרים מצאו שהשילוב של הסתגלות פנוטיפית ושל יצירת דפוסים מרחביים משפר במידה ניכרת את עמידות המערכת בתנאי יובש קיצוניים, בהשוואה לעמידות שכל סוג תגובה מספק בנפרד. עיגולי הפיות בנמיביה מבטאים תרחיש אחד של שילוב סוגי תגובה אלו, אך המודל חושף את התכנותם של מסלולי תגובה נוספים המובילים לדפוסים רבי-סקלות אחרים אשר גם הם מתאפיינים בעמידות גבוהה. ממצאים אלו מציעים שלמערכות אקולוגיות מגוון מסלולי תגובה אלטרנטיביים המתאפיינים בעמידות שונה ללחצים סביבתיים.
“הבנת התגובה המורכבת של מערכות אקולוגיות לאקלים יבש עשויה לספק רמזים כיצד לשפר את חוסנן על ידי זיהוי מסלולי התגובה המתאפיינים בעמידות גבוהה והסטת מערכות אקולוגיות בסיכון למסלולי חוסן אלו”, הסביר פרופ’ מירון, שזכה לאחרונה במענק סינרגיה של ה- ERCלחקר מסלולי חוסן באזורים יובשניים, סוואנות וטונדרות.
מחקר זה (מענקים מס’ 1053/17 ו-2167/21) נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע.
עוד בנושא באתר הידען:
