היבטים אקולוגיים ומיקרוביאליים בצדפה הפולשת Spondylus spinosus ובצדפה המקומית הים תיכונית Lithophaga lithophaga

צילום: יהלה רינה רוטרמן

יהלה רינה רוטרמן, המחלקה לזואולוגיה
עבודה לשם קבלת תואר מוסמך
מנחים: פרופ' הודי בניהו ופרופ' אורי גופנא


מינים פולשים הם מינים, אשר היגרו לבית גידול חדש, הקימו בו אוכלוסייה מבוססת, ובעקבות כך הפרו את האיזון האקולוגי שבו. מינים אלו נחשבים כגורם השני בחשיבותו המאיים על המגוון הביולוגי, אחרי הרס בתי גידול. קצב כניסת מינים לא-מקומיים בסביבות ימיות עלה בצורה אקספוננציאלית מאז המאה ה-18, ובכל רגע נתון נישאים 3,000 -4,500 מינים במאגרי מים של ספינות מסביב לעולם. תעלת סואץ, שנפתחה ב-1869 ומחברת את הים התיכון לים האדום, אפשרה הגירה מסיבית של אורגניזמים אל הים התיכון, הגירה המכונה הגירה לספסית. מתוך 986 מינים מהגרים שנצפו בים התיכון עד שנת 2012, רוב של 775 מינים נצפה באגן המזרחי של הים התיכון. בין שלל מינים אלו נמצאת הצדפה (Spondylus spinosus (Schreibers, 1793 הצדפה נצפתה לראשונה בחופי הים התיכון בשנת 1988, ומאוחר יותר אף פלשה לחופי לבנון, קפריסין וטורקיה.S. spinosus , יחד עם צדפה מהגרת לספסית נוספת בשם Chama pacifica, נכללת ברשימת המינים הפולשים המזיקים ביותר בים התיכון, משום ששני המינים הללו נחשבים למינים מהנדסי סביבה. מינים אלו גדלים ונצמדים למצע קשה, יוצרים מקבצים צפופים, משנים את תוואי הקרקע ומפרים את האיזון האקולוגי. למרות הצפיפות הגבוהה של S. spinosus בחופי הים התיכון, רק פרטים בודדים של המין נצפים בחופי מפרץ אילת. 
הצדפה Lithophaga lithophaga הנה מין מקומי ים תיכוני, הנחשב בחלק ממדינות אירופה למין מוגן. צדפה זו היא צדפה קודחת ובית גידולה הטבעי הוא סלע גירני דוגמת סלעי הכורכר. לאחרונה נמצא, כי היא קודחת גם בקשוות של S. spinosus בחופי הים התיכון של ישראל, וכי קדיחות אלו גורמות לירידה משמעותית בחוזק הקשוות של S. spinosus. במחקר זה נמצא כי אחוז הנגיעות בפרטים חיים של S. spinosus נמוך (>6%) מזה שתועד בשנת 2011 (23%). באופן מעניין, אחוז הנגיעות בקשוות ריקות של S. spinosus עמד על >23% במחקר הנוכחי, ומשום כך אנחנו מציעים, כיL. lithophaga עלולה לגרום לנזק בקשוות של S. spinosus ועקב כך אף למוות של הצדפה המאחסנת.
מחקר זה הראה כי במזרח הים התיכון L. lithophaga היא נפרדת זוויגים (פרטים שונים נושאים תאי מין נקביים וזיכריים), עם יחס זוויגים של 1:2.1 לטובת הזכרים. מחזור הרבייה הנו חד-שנתי והתפתחות הגמטות נמצאה חופפת לעלייה בטמפרטורות מי הים, המתחילה בחודש מאי, ושחרור הגמטות למים מתחיל עם הירידה בטמפרטורות בחודש ספטמבר.
ההנחה הרווחת היא שהרכב מתאים של אוכלוסיות חיידקים מסוגל לסייע לשגשוג של אורגניזמים ימיים. מיקרוביוטה יכולה לסייע בהספקת נוטריינטים והגנה אנטימיקרוביאלית במניעת זיהומים. רקמת הזימים בדו-קשוותיים מכילה חיידקים סימביונטים בעלי פעילות מטאבולית גבוהה. במחקר הנוכחי בחנו את הרכב אוכלוסיות החיידקים ואת השינויים העונתיים שלהם ברקמת הזימים של הצדפה הפולשת S. spinosus בים התיכון ובאילת; של הצדפה הקודחת L. lithophaga; ושל שלושה מינים מאילת, S. spinosus,
S. avramsingeri ו-S. pickeringae. הרכב אוכלוסיות החיידקים נקבע בעזרת 16s rRNA gene amplicon pyrosequencing.
Ɣ- proteobacteria נמצא כמחלקה הדומיננטית בכל המינים שנלמדו, פרט מאשר במין S. pickeringae, בו אוכלוסיות החיידקים נשלטת על ידי המערכה Spirochaetes. אוכלוסיות החיידקים של S. spinosus מהים התיכון היו שונות באופן מובהק מאלו של המינים בני אותו סוג באילת. אוכלוסיות החיידקים של המין הים תיכוני L. lithophaga היו שונות באופן מובהק מאוד מאלו של המין הפולש, עובדה המצביעה על ספציפיות גבוהה בין החיידקים למאכסן. לא נצפתה השפעה בין האינטראקציה הפיזית בין שתי הצדפות האחרונות על הרכב אוכלוסיות החיידיקם של השתיים. בשני המינים, שנבדקו בים התיכון, נמצאו הבדלים מובהקים באוכלוסיות החיידקים בעונת הקיץ ביחס ליתר עונות השנה, הבדל שיכול להיגרם כתוצאה משינויי טמפרטורות קיצוניים בעונת הקיץ.
אנחנו מציעים, כי לחיידק ממשפחת ה-Hahellaceae קיים קשר סימביונטי עם צדפות מסוג Spondylus, הן בחופי הים התיכון והן בחופי מפרץ אילת, וזאת משום שנמצא קשר בין הדומיננטיות של חיידק זה באוכלוסיות החיידקים בזימי הצדפות לבין השכיחות של הצדפות בריף. Hahellaceaeהיווה מרכיב דומיננטי באוכלוסיות חיידקי הזימים במין S. spinosus בים התיכון ובמין S. avramsingeri במפרץ אילת, ולעומת זאת היווה מרכיב שולי ביותר במינים S. spinosus  ו- S. pickeringae במפרץ אילת.

לשם הבנה עמוקה יותר של היחסים הסימביונטים בין החיידקים ממשפחת Hahellaceae וצדפות מסוג Spondylus, נחוץ מחקר מעמיק וארוך טווח, שיכלול בין היתר גידול צדפות בתנאים מבוקרים השונים מאלה שבטבע ובבידוד חיידק זה.

תכנים