קיפוד מצוי. צילום: בר קאופמן

ברית פלוטניק, המחלקה לזואולוגיה, אוניברסיטת תל אביב.
עבודה לשם קבלת תואר מוסמך.
מנחה: פרופ' נגה קרונפלד-שור.


על מנת לשרוד בעלי חיים צריכים לשמור על משק אנרגיה מאוזן.  במקרים קיצוניים, היכולת להשיג מזון מוגבלת ו/או הוצאת האנרגיה עשויה להיות כה גדולה עד כי נוצר איום על המאזן האנרגטי של בעל החיים, שהינו הכרחי לצורך הישרדות ורביה. בבעלי חיים הומיאותרמים-אנדותרמים תרמורגולציה מהווה אפיק משמעותי בהוצאת אנרגיה, ועל מנת לחסוך בהוצאת האנרגיה הם פיתחו מנגנון המאפשר להם להתמודד עם מצב קיצון מסוג זה ע"י הפחתת הקצב המטבולי- היפומטבוליזם או טורפור.

הספרות מתארת שני סוגים של טורפור: טורפור יומי, שאורכו פחות מ-24 שעות, ובמהלכו טמפרטורת הגוף לרב לא תרד מתחת ל 17°C והקצב המטבולי ירד לכ-33% מהקצב המטבולי הבסיסי. לעומתו, טורפור ממושך, היברנציה, שאורכו יותר מ-24 שעות ולעתים אף לחודשים (מורכב ממחזורי טורפור עם יקיצות ביניהם), ובמהלכו טמפרטורות הגוף תצנח בצורה דרסטית, לעתים בכ 35°C  ואף יותר, והקצב המטבולי ירד בצורה דרסטית לכ- 5% מהקצב המטבולי הבסיסי.

בעלי חיים העושים שימוש בטורפור יומי יעשו זאת, במקרים רבים, כתגובה למצב עקה מידי (עליה או ירידה קיצונית בטמפרטורות, חוסר במזון או איום טריפה). בשל כך, ובשל העובדה שטורפור יומי איננו מצב מתמשך, לא תראה הכנה לטורפור מבעוד מועד (עליה במשקל הגוף, הכנת מקום מסתור), ונמצא כי לעתים דווקא פרטים חלשים יעשו שימוש מוגבר בטורפור מסוג זה. כמו כן, שימוש בטורפור יומי תועד לאורך כל עונות השנה. לעומת טורפור יומי, טורפור ממושך מאופיין בהכנה של בעל החיים על ידי עלייה במסת הגוף ואגירת מזון. פרטים שאינם מותאמים לתקופת ההיברנציה הממושכת, כגון פרטים רזים או חולים, יבחרו, לרב, שלא להכנס כלל לטורפור. בנוסף, טורפור ממושך מתוזמן לתקופה קבועה בשנה ונעשה בצורה מחזורית הנקבעת על ידי שעון ביולוגי פנימי.

אף שמרבית בעלי החיים עושים שימוש בטורפור מסוג אחד בלבד (יומי או ממושך), ישנם גם מינים העושים שימוש בשניהם. במחקר זה נעשה שימוש בקיפודים (Erinaceinae) כחיית מודל היכולה לבצע את שני סוגי הטורפור. בישראל חיים שלושה מיני קיפודים, שניים מהם שימשו במחקר זה- קיפוד מצוי (E.concolor) וקיפוד חולות  (H.auritus). על אף שקיים מחקר בתחום, הבחנה בין שני סוגי הטורפור כמו גם בין הגורמים החשודים כמעודדים שימוש בטורפור (קור והתמעטות במזון נמנים בקרב הגורמים העיקריים) טרם נחקרו לעומק.

מטרת המחקר הינה לאפיין את השימוש בטורפור בשני מיני הקיפודים, כאסטרטגיה להתמודדות עם מצבי עקה. מטרה נוספת הינה לאפיין את העקום התרמוגנטי של שני מיני הקיפודים, דבר שיאפשר הבנה טובה יותר של מאפייני הטורפור והמשמעות האנרגטית של  השימוש בו.

במהלך המחקר נאספו קיפודים מאזור מרכז הארץ, ונחקרו הן במכלאות פתוחות (המדמות תנאים חצי טבעיים) ובחדרי מחקר בהם תנאי טמפרטורה ותאורה קבועים. מעקב אחר פעילות הקיפודים התבצע באמצעות חיישני טמפרטורה שהושתלו בגופם, והפעילות המטבולית נמדדה באמצעות מערכת מטבולית ייעודית. כמו כן, נבדקו השפעותיהן של טמפרטורת סביבה נמוכה (11°C) ומגבלת מזון של 50% על השימוש בטורפור.

נמצא כי במכלאות הפתוחות, תחת תנאי תאורה וטמפרטורה טבעיים, מיעטו הקיפודים להשתמש בטורפור ממושך, אולם שימוש בטורפור יומי היה נפוץ. לעומתם, קיפודים משני המינים בחרו לעשות שימוש בטורפור ממושך כאשר שהו בחדרי המחקר, תחת תנאי טמפרטורה נמוכה. נמצא כי ללא מגבלת מזון רק נקבות (משני מיני הקיפודים) עשו שימוש בטורפור ממושך, ואילו תחת מגבלת מזון וקור במשולב בחרו גם הזכרים בשימוש בטורפור. בעת טורפור ממושך צנחה טמפרטורת הגוף של הקיפודים בכ- 15-20°C ונשארה נמוכה במשך מספר רב של שעות, ואף יומיים ושלושה.  בדומה למחקרים קודמים נמצא כי הכניסה לטורפור נעשית בעיקר בשעות החשכה, וכי היקיצה מתרחשת בעיקר בשעות הצהריים.

בחדרי המחקר נצפתה תגובה מידית כמעט של הקיפודים לשינויים בסביבה- עם תחילת הניסוי ושינוי תנאי הסביבה לתנאים "חורפים", שכללו הורדת טמפרטורה והפחתת שעות התאורה בחדר, החלו הקיפודים לעשות שימוש בטורפור ממושך והפגינו גמישות תרמורגולטורית. נמצא כי כמות השימוש בטורפור ממושך עולה תחת תנאי מגבלת מזון, באופן דומה עבור שני המינים, אולם לקיפודי חולות משכי טורפור בשלושה אורכים טיפוסיים- עד יממה, כיומיים וכשלושה ימים. לעומתם, קיפודים מצויים עושים  שימוש בטורפור ארוך יותר שמשכו עולה על ארבעה ואף חמישה ימי תרדמה.

בבחינת התפלגות טמפרטורות הגוף נמצא כי לשני מיני הקיפודים דגם דו-שיאי דומה, כאשר עיקר השימוש בטמפרטורות גוף גבוהות סביב 31-35°C  או בנמוכות סביב 12-15°C. בנוסף, נמצא קשר בין טמפרטורת הגוף המינימלית אליה הגיע הקיפוד לבין משך הטורפור שבו שהה; טמפרטורת גופם של קיפודים בטורפור יומי הייתה בטווח של 27-32°C ואילו בטורפור ממושך טמפרטורות הגוף היו נמוכות והגיעו ל12-16°C. מגבלת מזון הגבירה את השימוש בטמפרטורות גוף נמוכות ובטורפור ממושך.

נמצא דמיון בעקום התרמוגנטי בין המינים ובין הזוויגים. נמצא כי הטווח התרמו-נייטרלי נע בין טמפרטורות סביבה של27-30°C. צריכת האנרגיה שנמדדה בתא מטבולי ובטמפרטורת סביבה נמוכה (11°C) הייתה נמוכה באופן משמעותי בעת השימוש בטורפור (torpor metabolic rate) בהשוואה למנוחה  (resting metabolic rate), והתקבל חסכון של כ90%.

לסיכום, שני מיני הקיפודים בעלי יכולת לעשות שימוש בטורפור על שני סוגיו- יומי וממושך. תוצאות העבודה מחזקות את הטענה כי השימוש בטורפור מאפשר חסכון אנרגטי בתקופה של מצבי עקה. לטמפרטורת סביבה נמוכה השפעה ישירה על השימוש בטורפור, ולמגבלת מזון השפעה נוספת, שמגבירה את השימוש בטורפור. שרטוט העקום התרמוגנטי אפשר הבנה נוספת של השפעת תנאי הסביבה על הקיפודים, באמצעותו חושב לראשונה החסכון האנרגטי המתקבל בעת השימוש בטורפור.

תכנים