חפרית מצויה. צילום: עוז ריטנר

יעל בלון, המחלקה לזואולוגיה
עבודה לשם קבלת תואר מוסמך
מנחים: פרופ' נוגה קרונפלד שור, המחלקה לזואולוגיה, אוניברסיטת תל אביב ושריג גפני, בית הספר למדעי הים במרכז האקדמי רופין

רוב רובם של בתי הגידול בטבע מאופיינים בשינויים מחזוריים רבים בתנאי הסביבה; ביוטים וא-ביוטים. תיזמון תהליכים פיזיולוגיים והתנהגותיים לשינויים אלו על ידי ניבויים מראש, ולא רק על ידי תגובה להם, יכול להשפיע על כשירותם של אורגניזמים. ניבוי כזה מסתמך על מנגנון פנימי הקוצב את הזמן. מחזור האור והחושך הוא הגורם העיקרי המכתיב את ריתמוס הפעילות של יצורים יומיים וליליים כאחד, ומחזור זה הינו האות הסביבתי החשוב והאמין ביותר האחראי על סנכרון השעון הפנימי בעזרתו יכולים אורגניזמים לצפות ולהתכונן לשינויים המחזוריים בסביבתם. מחזורי פעילות והשעון הביולוגי היו ועודם מושא מחקר נרחב בעשרות השנים האחרונות בתחום הכרונוביולוגיה וכוללים בתוכם מחקרים במגוון רב של אורגניזמים, על ידי שימוש בכלים התנהגותיים, פיזיולוגים וגנטיים. למרות זאת, במחלקת הדו-חיים קיימות מעט מאוד עבודות בתחום זה והמידע לגבי ריתמוסי הפעילות והמנגנונים המעצבים אותם בבעלי חיים אלו אינו שלם. בבתי גידול רבים בעת המודרנית תאורה מלאכותית הופכת את האור לסיגנל בלתי מהימן לפאזה ביממה או לעונת השנה, ולכן לזיהום אור יש פוטנציאל גדול להשפיע על השעון הביולוגי ועקב כך על ההתנהגות, הפיזיולוגיה והאקולוגיה של בעלי חיים. על מנת להבין את ההשלכות האפשריות של זיהום אור על דו-חיים, יש להבין את ריתמוסי הפעילות והמנגנונים המעצבים אותם בקבוצה זו.

במחקר זה בחנתי את ההשפעות של משטרי תאורה שונים על ריתמוס הפעילות של החפרית המצויה (Pelobates syriacus). חלקו הראשון של המחקר התמקד בהקמת מערכת למדידת פעילות יומית ועונתית, שתעבוד לאורך זמן ותוכל להכיל מספר רב של פרטים, זאת מכיוון שהמערכות המקובלות למדידות שכאלו אינן מתאימות למדידת בעלי חיים אשר טמפרטורת גופם דומה לטמפרטורת הסביבה. הדרישות ממערכת מדידה זו היו תיעוד תנועה רגיש ומהימן ברזולוציה גבוהה ולאורך זמן, אספקת פלט מתאים להמשך עיבוד וניתוח הנתונים וכן עלות נוחה. על ידי מדידות ארוכות טווח בתנאי טמפרטורה קבועה, תיעדתי את הפעילות היומית והעונתית של החפריות בשתי קבוצות ניסוי המדמות תנאי אורך יום קבועים של קיץ או חורף (יום ארוך או יום קצר) למשך מעל חצי שנה. נוסף על כך, מדדתי את החפריות בתנאים קבועים של חושך על מנת לראות את הביטוי של השעון הביולוגי הפנימי היומי וחשפתי אותן לפולס של אור בזמן החשיכה על מנת לבדוק את נוכחותו של אפקט המיסוך השלילי וכך ללמוד את ההשפעות וההשלכות האפשריות של תאורה מלאכותית על מין זה.

המערכת שהוקמה לטובת מחקר זה תשמש במחקרי המשך במין זה וכן בעלת פוטנציאל גבוה לשימוש במחקרים רבים ושונים בהם צורך במדידת פעילות, ובמיוחד בבעלי חיים פויקילותרמיים אשר לא ניתן למדוד בשיטות המקובלות. תוצאות המחקר מציגות את ריתמוס הפעילות היומי תחת שני סוגי אורכי יום ומבססות דפוס פעילות לילי ומקוטע לכל חפריות הניסוי לאורך כל עונת הפעילות. הבדל בין קבוצות הטיפול נרשם בשעת סיום מחזור הפעילות היומי- הבדל המצביע על סיום פעילות מוקדם של החפריות בקבוצה שנחשפה למשטר תאורה המדמה יום קצר. תוצאות מחקר זה מתייחסות גם לריתמוס העונתי בהקשר למועדי ומשך תרדמת הקיץ- החפריות ביצעו אסטיבציה בתקופת הקיץ (חודשים אפריל- ספטמבר) למרות ששהו תחת תנאי אורך יום המדמים חורף. נוסף על כך, הן לא נכנסו לתרדמת בתנאי אורך יום המדמים קיץ, כלומר- התרדמת התרחשה במקביל למועד האמיתי בטבע ותנאי אורך היום הקבוע לא מיסכו על התופעה, דבר המרמז על קיומו של שעון פנימי עונתי. עוד עולה מהתוצאות כי חשיפה לתאורה מלאכותית בניגוד לריתמוס הפעילות השוטף מתבטאת בצורה מאוד חזקה בתגובת החפריות- הפסקת פעילות מוחלטת באופן מידי כתגובה לאור, היכולה להמשך גם על פני מספר יממות. לכן, תוצאות מחקר זה מצביעות על כך שלזיהום אור עלולה להיות השפעה על שרידות החפריות והתאוששות מין זה הנמצא בסכנת הכחדה בישראל ומספקות בסיס למחקר נוסף שיתרום להבנה מלאה יותר של ריתמוסי הפעילות במין זה של דו-חיים ובמינים אחרים ובכך יוכל גם להוות כלי עזר בקבלת החלטות בתחום הבנייה והעיור בקרבת בתי גידול, שיקום ובניה של בתי גידול ושלוליות חורף.

תכנים