מחקרים

מאחורי התגלית עומדת שורה מכובדת של חוקרות חוקרים מהארץ ומהעולם, בהובלת הדוקטורנטית גל פינקלשטיין-זוטא, ד"ר זוהר ארנון ופרופ' אהוד גזית מבית הספר למחקר ביו רפואי ולחקר הסרטן ע"ש שמוניס בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, והמחלקה למדע והנדסה של חומרים בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, באוניברסיטת תל אביב.

הזכוכית החדשה התגלתה במקרה, כשהצוות עסק במחקר על מולקולה קטנה (פפטיד), שמורכבת מטירוזין – אחת מעשרים חומצות האמינו המרכיבות את כל החלבונים בגוף האדם. תוצאות המחקר התפרסמו לאחרונה בכתב העת היוקרתי בעולם: Nature.

"במעבדה שלנו אנחנו עוסקים בביו-קונברג'נס, (תחום מולטידיספלינרי של פיתוח טכנולוגיות חדשות שמשלב ביולוגיה עם תחומי ההנדסה, ומטרתו לתת מענה לאתגרים שטרם נפתרו בתחומי הרפואה, חקלאות, מזון, אנרגיה וביטחון), ובאופן ספציפי אנחנו משתמשים בתכונות המופלאות של הביולוגיה בכדי לייצר חומרים חדשניים", מסביר פרופ' גזית. "בין היתר, אנחנו חוקרים רצפים של חומצות אמינו, שהן אבני הבניין של החלבונים. לחומצות אמינו ולפפטידים יש נטייה טבעית להתחבר אלו לאלו וליצור מבנים מסודרים בעלי מחזוריות מוגדרת, אך תוך כדי המחקר גילינו פפטיד ייחודי שמתנהג בצורה שונה מכל מה שאנחנו מכירים: הוא לא יצר רצף מסודר אלא אמורפי, חסר סדר, שמתאר זכוכית".

ברמה המולקולרית, זכוכית היא חומר דמוי-נוזל, ללא סדר במבנה המולקולות שלה, אך תכונותיה המכניות הן דמויות-מוצק. הזכוכית נוצרת על ידי קירור מהיר של חומרים מותכים ו"הקפאתם" במצב זה לפני שהם מספיקים להתגבש, מצב אמורפי המעניק לה תכונות אופטיות, כימיות ומכניות ייחודיות, לצד עמידות, רב-גוניות וקיימות. צוות המחקר מאוניברסיטת תל אביב גילה שהפפטיד הארומטי המורכב מרצף של שלוש טירוזין (YYY), יוצר זכוכית מולקולרית באופן ספונטני, במגע עם מים, בתנאי החדר.

^{שקופה וחזקה. הזכוכית החדשה שעשויה טיפות פפטיד}

"כמו להכין מיץ פטל"

"הזכוכית הרגילה שכולנו מכירים נוצרת על ידי קירור מהיר מאוד של חומרים מותכים", מספרת פינקלשטיין-זוטא. "צריך להקפיא ולקבע את החומר לפני שהוא מסתדר בצורה יותר חסכונית מבחינה אנרגטית, ולשם כך יש להשקיע אנרגיה: לחמם לטמפרטורות גבוהות ולקרר באופן מיידי. הזכוכית שיצרנו עשויה מאבני בניין ביולוגיות, והיא נוצרת ספונטנית בטמפרטורת החדר, ללא השקעה של אנרגיה כמו חום או לחץ גבוהה. פשוט ממיסים אבקה במים רגילים, כמו להכין מיץ פטל". גל מספרת כיצד יצרו במעבדה עדשות בקלות ובמהירות: "במקום תהליך ממושך של עידוש וליטוש, פשוט טפטפנו טיפה על משטח ויצרנו עדשה, כאשר אנו שולטים בעקמומיות שלה – ומכאן בפוקוס שלה – בעזרת נפח התמיסה בלבד".

תכונות הזכוכית החדשנית הן ייחודיות בעולם ואף סותרות זו את זו. הזכוכית החדשה הינה בעלת קשיות גבוהה, אך היא יכולה לתקן את עצמה בטמפרטורת החדר; היא דביקה מאוד, ובד בבד היא שקופה במגוון ספקטרלי רחב הנע בין טווח האור הנראה עד לטווח התת-אדום הבינוני, מה שמגדיל את מגוון השימושים שניתן לעשות בה.

"זאת הפעם הראשונה שבה מצליחים ליצור זכוכית מולקולרית בתנאים קלים", אומר פרופ' גזית, "אך לא פחות חשובות מכך הן תכונות הזכוכית שיצרנו. זו זכוכית מאוד מיוחדת. מצד אחד היא חזקה מאוד ומצד שני שקופה מאוד, הרבה יותר מזכוכית הסיליקטית הרגילה שכולנו מכירים, שהיא שקופה כמובן בתחום האור הנראה, אבל הזכוכית המולקולרית שיצרנו שקופה גם לעומק תחום התת-אדום", לדבריו של פרופ' גזית, יש לכך שימושים מגוונים בתחומים רבים, בהם לוויינות, חישה מרחוק, תקשורת ואופטיקה. "כבר יש לנו שיתוף פעולה עם חברת אל-אופ הישראלית, שמייצרת מערכות אלקטרו-אופטיות. בזכות תכונת הדביקות שלה, הזכוכית שלנו יכולה להדביק יחד זכוכיות שונות, ובד בבד היא יכולה לתקן בעצמה סדקים שנוצרים בה. מדובר במערך תכונות שלא קיים באף זכוכית בעולם, שהוא בעל פוטנציאל גדול במדע ובהנדסה, ואת כל זה קיבלנו מפפטיד – חתיכה קטנה של חלבון".

המחקר נערך בהובלת ולאד ליטוב ופרופ' רן ברקאי מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום, ופורסם בכתב העת Archaeologies.

^{פרופסור רן ברקאי}

לטענת החוקרים, במהלך ההיסטוריה העתיקה בני האדם הקדמונים התרכזו בעיקר בציד פילים,  שסיפקו את מירב הקלוריות בתפריט האנושי היומיומי, ולשם כך השתמשו בכלי אבן המכונים "מקרצפים" לשם עיבוד העורות וקרצוף הבשר מעל העצמות. עם זאת, בשלהי התקופה הפליאוליתית התחתונה, לפני כ-400 אלף שנה, ומשעה שמרבית הפילים נכחדו זה מכבר בארץ ישראל, עברו ציידי הארץ להתמקד ביחמורים קלי הרגליים. לשם כך, הציידים הקדמונים נאלצו לבצע את ההתאמות הטכנולוגיות שיאפשרו להם לצוד, לבתר ולעבד את היחמורים, הזריזים והקטנים בצורה משמעותית לעומת הפילים. 

הצורך הוא אבי ההמצאה: ההתפתחות הטכנולוגית נבעה מהשינוי באופי בעלי החיים באזור

דוגמא למקרצף מסוג קינה

ליטוב מסביר: "במסגרת המחקר, ביקשנו להבין למה כלי אבן משתנים לאורך הפרהיסטוריה האנושית והתמקדנו בשינוי הטכנולוגי שחל במקרצף בתקופה הפליאוליתית התחתונה, לפני כ-400 אלף שנה. גילינו שבתקופה הזאת חל שינוי דרמטי בדיאטה האנושית, שנבע כנראה מהרכב הפאונה: בעלי החיים הגדולים, ובעיקר הפילים, נעלמו – והאדם נאלץ לצוד בעלי חיים קטנים יותר, בעיקר יחמורים. כמובן, לצוד פיל גדול ומסורבל זה עניין אחד, ולצוד יחמור זריז זה סיפור אחר לגמרי. גם לבתר חיה כיחמור זו פעולה מורכבת ועדינה יותר. לכן אנו רואים את הופעתם של מקרצפי הקינה החדשים, מאופיינים בקצה פעיל מעוצב יותר, חד, ואחיד בהשוואה למקרצפים הפשוטים בהם השתמשו בני אדם מהתרבות האשלית במשך כמיליון שנה כדי לבתר פילים ובעלי חיים גדולים נוספים". 

אותם כלי האבן הייחודים יוצרו מצור שמקורו בהרי השומרון, ממזרח לג'לג'וליה ומערת קסם, שהיוו גם אזורי ההמלטה של היחמורים. הארכיאולוגים מאוניברסיטת תל אביב חפרו באתר הארכיאולוגי ג'לג'וליה, הסמוך לכביש 6, בו חיו כנראה בני אדם מסוג הומו ארקטוס – וכן הסתמכו על ממצאים מהאתר הארכיאולוגי הסמוך מערת קסם. בשני האתרים נמצאו מקרצפים רבים מהסוג החדיש, שנעשו מצור שאינו קיים בסביבת האתרים – ומקורותיו הקרובים ביותר נמצאים באזור יער בן שמן מדרום ובמדרונות המערביים של השומרון ממזרח. מסיבה זו, החוקרים מעריכים שהר עיבל והר גריזים היו מקודשים לציידים הקדמונים כבר החל מהתקופה הפליאוליתית.

^{הר גריזים והר עיבל. צילום: ד"ר שי בר}

פרופ' ברקאי מוסיף: "במחקר אנחנו מזהים הקשרים בין התפתחויות טכנולוגיות לבין שינויים בבעלי החיים שבני האדם הקדמונים צדו ואכלו. לאורך שנים, המחקר המדעי סבר שהשינויים בכלי האבן נבעו כתוצאה מהתפתחויות ביולוגיות שכליות של בני האדם. אנחנו מראים שהקשר הוא קשר כפול, גם פרקטי וגם תפיסתי: מצד אחד, בני האדם עברו לייצר כלים משוכללים יותר כי הם נאלצו לצוד ולבתר בעלי חיים קטנים, זריזים ורזים יותר. מצד שני, אנחנו מזהים גם קשר תפיסתי: אזורי ההמלטה של היחמורים הם אזור הרי עיבל וגריזים שבשומרון, וגם המקרצפים מג'לג'וליה ומערת קסם ששימשו לביתור יחמורים יוצרו מהצור שבאזור הרי השומרון – מרחק לא קטן של כ-20 ק"מ מג'לג'וליה. במילים אחרות, מצאנו קשר בין מקור היחמורים למקור הצור שביתר את בשרם, ואנחנו מאמינים שהקשר הזה היה בעל חשיבות תפיסתית עבור הציידים הללו. הם ידעו מאיפה מגיעים היחמורים, והיה להם חשוב לייצר את הכלים שאיתם ביתרו את היחמורים דווקא מהצור הזה. זאת תופעה מוכרת מכל העולם, והיא רווחת עד היום בקרב קבוצות ילידיות". 

ליטוב מסכם: "אנחנו משערים שהרי השומרון היו בעיני אותם בני אדם קדושים, שכן מהם הגיעו היחמורים. חשוב לציין שבג'לג'וליה אנחנו מוצאים המון כלים אחרים מאבנים אחרות שמקורן אחר. כאשר בני המקום ראו שהפילים נעלמים והולכים, הם הפכו תלויים ביחמורים. הם זיהו את מקור השפע של היחמורים ושם החלו לפתח את המקרצפים הייחודיים. זאת התחלה של תופעה שמתפשטת בתקופה מאוחרת יותר לכל רחבי העולם. המקרצפים האלה מופיעים לראשונה בג'לג'וליה, בין 500 ל-300 אלף שנה לפני זמננו, עדיין בהיקף קטן – וזמן קצר אחר כך, 400 עד 200 אלף שנה לפני זמננו, בהיקף גדול בהרבה במערת קסם. גם במזבח שעל הר עיבל המיוחס ליהושע בן נון, ובו ייתכן שבוצעה ה'ברית בין הבתרים', נמצאו הרבה עצמות יחמור מבותרות. כך שנראה כי היחמורים והרי השומרון היו מקודשים גם עבור בני ישראל מאות אלפי שנים לאחר המקרים המתוארים כאן".

במחקר השתתפו פרופ' קולין פרייס ותאיר פלוטניק מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, לצד חוקרים מאוניברסיטת טריפורה בהודו. במסגרת המחקר, שפורסם בכתב העת Atmospheric Research, הודיעו החוקרים כי: "עד לאחרונה לא הייתה כלל תופעה של ברקים באזור הארקטי, בשל הקור העז. עם ההתחממות כדור הארץ החלו להיווצר שם סופות ברקים בקיץ, ואלה מגבירות עוד יותר את תהליך המסת הקרח – במעגל של היזון חוזר."  

כפי שמסביר פרופ' פרייס: "האזור הארקטי מוגדר כאזור שנמצא צפונה מקו הרוחב 66.5° צפון. בליבו של אזור זה, סביב הקוטב הצפוני, אין יבשה, ובשל תנאי הקור הקיצוניים, הים מכוסה בשכבה עבה של קרח ימי, המשתרעת כיום על פני כ-8 מיליון קמ"ר. הקרח הלבן מחזיר את קרני השמש, ובכך הוא תורם לקירור כדור הארץ, אך בעשורים האחרונים, עם התחממות כדור הארץ, נסוג כיסוי הקרח בקצב של כ-70,000 קמ"ר לשנה, או 6.5% לעשור. (בהקשר זה חשוב לציין שהטמפרטורה בקוטב הצפוני עולה בקצב מסחרר – כ-4° עד היום, בניגוד לכ-1° בכלל כדור הארץ). נסיגת הקרח מגבירה עוד יותר את ההתחממות, מכיוון ששטחי הים הכהים, שהולכים וגדולים, בולעים את קרני השמש. כך נוצר מעגל של היזון חוזר: נסיגת הקרח מגבירה את ההתחממות אשר בתורה מגבירה את המסת הקרח, וחוזר חלילה."

סופות ברקים בקוטב הצפוני – מסימניה המדאיגים של ההתחממות הגלובלית

^{פרופסור קולין פרייס}

לדברי החוקרים, תופעת המסת הקרח בקטבים מיוחסת מלכתחילה לפעילות האנושית הגורמת לעלייה בכמות גזי החממה באטמוספירה, היוצרים מעין 'שמיכה' המשמרת את החום ואינה מאפשר לו להיפלט אל החלל. עם זאת, מחקרים לא מצאו התאמה מלאה בין נתוני גזי החממה, העולים בקצב קבוע פחות או יותר מדי שנה, לקצב המסת הקרח שמשתנה משנה לשנה. בשל הפער בממצאים, מחקר זה ביקש לבחון השפעה אפשרית של גורם נוסף – סופות ברקים – על המסת הקרח הימי באזור הארקטי.

החוקרים מסבירים כי תופעת הברקים כלל לא הייתה קיימת באזור הארקטי עד לאחרונה, בשל הקור העז השורר שם. אך בעשורים האחרונים, ככל הנראה בעקבות ההתחממות הגלובלית, החלו להיווצר שם סופות ברקים בעונת הקיץ, בתקופה בה השמש כלל אינה שוקעת ומחממת את פני השטח. המשמעות היא שפני הקרקע מתחממים, וכך נוצרות 'בועות' אוויר שעולות לשכבה גבוהה באטמוספירה, שם הן מתקררות והופכות לעננים שלעתים מתפתחים לסופת ברקים.

כדי לבחון את השערתם, שסופות הברקים תורמות להמסת הקרח בים הצפוני, הציבו החוקרים זו מול זו שתי קבוצות נתונים: צילומים של לווייני נאס"א המתעדים את נסיגת הקרח בים הצפוני כבר יותר מ-40 שנה, ונתוני סופות ברקים הנאספים על ידי הרשת העולמית WWLLN -כ-70 תחנות לאיתור ברקים, הפרוסות במוסדות מחקר בכל העולם – בין היתר על גג הבניין של הפקולטה למדעים מדויקים באוניברסיטת תל אביב. מסביר פרופ' פרייס: "ברק הינו תוצאה  של שדה חשמלי עצום שנפרק בבת אחת, ומשדר גלי רדיו שניתן לקלוט אותם גם במרחק של אלפי קילומטרים. חיישני הרשת העולמית קולטים וממפים סופות רעמים בכל מקום על פני כדור הארץ, בזמן אמת וללא הפסקה. הצלבת המידע מהתחנות השונות מאפשרת קביעה מדויקת של המיקום והזמן של כל ברק, וכך מתקבלת מפה גלובלית של ברקים לאורך זמן. לצורך מחקר זה אספנו נתונים על ברקים באזור הארקטי בחודשים יוני, יולי ואוגוסט בכל שנה מאז 2010."

מעגל של היזון חוזר: סופות הברקים תורמות להתחממות הגלובלית – וחוזר חלילה 

^{קרחון נמס בקוטב הצפוני}

ניתוח סטטיסטי של נסיגת הקרח מול כמות סופות הברקים העלה התאמה: ככל שגדל מספר הסופות בשנה מסוימת, כך גדל גם קצב המסת הקרחונים באותה שנה. החוקרים מסבירים זאת בכך שסופות ברקים פועלות כמעין שואב אבק ענק השואב אדי מים מפני השטח ומביא אותם אל האטמוספירה העליונה, שם הם מצטברים ופועלים כמו שמיכה שכולאת את החום ומגבירה את ההתחממות – ממש כמו גזי החממה. 

אפשרות אחרת, שנצפתה במחקר קודם, היא שסופות הברקים מגבירות את היווצרותם של ענני נוצה בשכבות הגבוהות של האטמוספירה – שגם הם מהווים שמיכה דומה.

פרופ' פרייס מסכם: "במחקר שלנו מצאנו קשר סטטיסטי מובהק בין כמות סופות הברקים באזור הארקטי בשנה מסוימת לבין קצב המסת הקרח הימי באותה שנה. המשמעות היא שהסופות מהוות גורם נוסף שמגביר את המסת הקרחונים, ומייצר מעגל של היזון חוזר: המסת הקרח מגדילה את שטחי הים שבולעים קרני שמש ומגבירים את ההתחממות, אשר בתורה מגדילה את כמות סופות הברקים, וחוזר חלילה. כתוצאה מכך, ומהתחממות כדור הארץ בכלל, אנו צופים ששכיחותן של סופות הברקים באזור הארקטי תגדל בשנים הבאות, ועמן תואץ גם נסיגת כיסוי הקרח בים הצפוני."
 

במסגרת מחקר חדש שהתקיים באוניברסיטת תל אביב ופורסם בכתב העת PNAS, בהובלת המאסטרנטית עמית נצר מהמעבדה של ד"ר אילה למפל מבית הספר שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג ס' וייז, הוצגה לראשונה האפשרות לייצר נוזל חכם שישמש כחיישן בפני עצמו.

הייחודיות של המחקר, בו השתתתפו גם חוקרים נוספים מהמעבדה, בהם איתי קציר וד"ר אביגיל ברוך לשם, וכן ד"ר מיכל ויטמן מאוניברסיטת בר אילן, נובעת מכך שמצב הצבירה הנוזלי פותח פתח לשימוש בחומרים החכמים במגוון שימושים, שלא היו אפשריים עד היום בחומרים חכמים בעלי אופי מוצק.

צוות החוקרים הסביר כי הייחודיות של הנוזלים החכמים היא שכתוצאה מהתכונות הכימיות שלהם, הנוזלים שומרים על הפרדה אחד מהשני, וכך יוצרים טיפות מובחנות, ששמן קונדנסנטים - טיפות זעירות של חומץ בלסמי צפות בשמן זית. בעזרת עיצוב מדויק של המבנה וההרכב של המולקולות בתוך אותם קונדנסנטים, יכולים החוקרים לקבוע למה להגיב וכיצד להשתנות בהתאם לסביבה.

במחקרים קודמים, ד"ר למפל הדגימה כיצד ליצור את הקונדנסנטים כך שישחררו את המטען שהם מכילים בתגובה לאור - פיתוח שעשוי לשמש בעתיד לשם שחרור מבוקר של תרופות בגוף, כמו גם לשימושים אחרים. במחקר החדש, ד"ר למפל ביקשה לבחון גישה אחרת לשימוש בנוזלים החכמים, כך שישמשו כ"חיישנים אופטיים" – אשר ישנו את הצבע ועוצמת הפלורוצנטיות שלהם בנוכחות ובתגובה לאנזים ספציפי. 

לדברי ד"ר למפל, המחקר נערך בהשראת תהליכים שמתרחשים בטבע. "בתוך התאים בגופנו יש מספר רב של אברונים שמשמשים למטרות שונות, למשל כמיני-מפעלים לייצור מולקולות שנדרשות לקיום ותפקוד התא. חלק מאותם אברונים מוקפים בממברנה, אולם אחרים נבדלים מסביבת התא הכללי בתהליך שנקרא הפרדת-פאזות בין נוזלים - שנובע ממספר רב של אינטראקציות חלשות שמתרחשות בין המולקולות שמרכיבות את האברון, וביחד יוצרות את ההפרדה משאר הסביבה ואת היצירה של קונדנסנט עם מיקרו-סביבה ייחודית".

ד"ר למפל הוסיפה: "בתאים, הקונדנסנטים הללו מורכבים בדרך כלל מתערובת של חלבונים וחומצות גרעין - החומר הגנטי של התא. חלבונים שלמים, שבנויים ממאות חומצות אמינו, הם מאתגרים לעבודה במעבדה. לכן אנחנו משתמשים ב'מיני-חלבונים' שבנויים משרשראות קצרות של חומצות אמינו במקום בחלבונים ארוכים. בשל אורכם הקצר, המיני-חלבונים לא מתקפלים ונותרים חסרי מבנה יציב, והגמישות הזו היא שמאפשרת להם לייצר את האינטראקציות עם חומצות הגרעין שיוצרות את הפרדת הפאזות ואת הקונדנסנטים". 

המטרה: יצירת קונדנסנטים למגוון רחב של שימושים

ד"ר אילה למפל

במקביל, ובעזרת מחקר שנערך על של רצפי חומצות האמינו הנפוצים בקונדנסנטים קיימים בטבע, ד"ר למפל וחוקרים אחרים בתחום זיהו רצפים הממלאים תפקידי מפתח ביצירה של מגוון קונדנסנטים שונים בתאים בגוף. "הבנה זו מאפשרת לנו להשתמש ברצפים שונים כמו אבני לגו בעיצוב המיני-חלבונים שלנו כדי לשלוט בפונקציות הספציפיות שאנחנו רוצים שיהיו להם", היא מוסיפה. 

"רצינו לראות אם נוכל לתכנן קונדנסנטים שישמשו כחיישנים. מלנין, הפיגמנט שקובע את צבע העור שלנו, נוצר בגוף כאשר אנזים מסוים מחמצן חומצת אמינו בשם טירוזין. רמות גבוהות של האנזים מאפיינות מחלות עור שונות, החל מהיפרפיגמנטציה וכלה במלנומה. לכן, החלטנו לתכנן את המיני-חלבון שלנו כך שיכיל טירוזין. כתוצאה מכך, כשהוספנו לנוזל את האנזים, הוא חימצן את המיני-חלבונים ושינה את התכונות האופטיות שלהם - הפך אותם פלורוסנטיים. בצורה זו, הראנו שניתן לייצר נוזל חכם שישמש כחיישן ביולוגי, במקרה זה לנוכחות האנזים". 

כעת, ד"ר למפל ועמיתיה עובדים על תכנון קונסנסנטים עם מגוון תכונות אחרות. "אנחנו מנסים לגלות ולהרחיב את השימושים והיכולות של מה ניתן לעשות עם נוזלים חכמים". כך, למשל, מעבר לייצור של חיישנים ביולוגיים רגישים, בעזרת שליטה מדויקת בהפרדת הפאזות ניתן לתכנן נוזלים חכמים שישמשו לייצור יעיל ופשוט של תרופות שהיום, כדי לייצר אותן בקנה מידה תעשייתי, יש צורך בתנאים מורכבים ויקרים. 

ד"ר למפל גם חוזה כי בעתיד הקונדנסנטים יוכלו לשמש ככלים להובלת תרופות לתוך הגוף, ואפילו ישמשו כמפעלים זעירים שמפיקים את התרופות בתוכנו.

"אפשר יהיה גם לתכנן אותם כדי שיגיבו לסביבות ספציפיות וכך לשלוט היכן בדיוק בגוף הייצור מתרחש"- ד"ר למפל.

ד"ר למפל מסכמת:

"זהו תחום מחקר חדש לחלוטין. הוא עדיין לא יודע מה הוא ולמה הוא טוב. אבל הוא מתרחב במהירות. אפשר לראות זאת במספר הרב של פטנטים ומאמרים בתחום שמתפרסמים מדי חודש בחודשו".
 

במסגרת המחקר, שהובל על ידי הדוקטורנטית עמר זלוטניק מהמעבדה של ד"ר אופיר לוי בבית הספר לזואולוגיה מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, בשיתוף ד"ר קית' מוסלמן מאוניברסיטת קולרדו, החוקרים בחרו להתמקד בלטאות, והדגימו כיצד בעקבות תופעת ההתחממות הגלובלית, הלטאות נוהגות לחפש מפלט מהקרקע החמה באמצעות שהייה לפרקי זמן ארוכים על עצים. החדשות הרעות הן שהתערבות אנושית במסגרת עיור, השמדת יערות והתפשטות בלתי מבוקרת של שטחים חקלאיים על חשבון יערות, מובילה לצמצום הדרגתי בהיקף העצים הממוקמים בשטחי המחייה של הלטאות, מה שעלול להביא להכחדתן בסופו של דבר.  

^{ד"ר אופיר לוי והדוקטורנטית עמר זלוטניק}

ככל שהעולם מתחמם, חשיבותם של העצים כאזור מפלט עבור בעלי חיים עולה

לדברי החוקרים, משבר האקלים ותופעת ההתחממות הגלובלית מאלצים את בעלי חיים לחפש מקומות נוחים לשהות בהם, בניסיון להימלט מאקלים חם בצורה קיצונית. זוהי כמובן תופעה טבעית בה נוקטים גם בני אדם, ואפילו תל-אביבים שנוהגים לחפש פינות מוצלות בחודשי הקיץ באזורים חשופים כדוגמת כיכר הבימה וכיכר דיזינגוף. 
וכאן נכנסים העצים לתמונה. באופן טבעי, העצים משמשים במקום מפלט זמין מהאדמה הרותחת עבור בעלי חיים שיודעים לטפס, במיוחד הודות לעובדה שככל שמתרחקים מהקרקע, טמפרטורת האוויר נמוכה יותר והרוח חזקה יותר. 

המשמעות פשוטה: ככל שמגמת ההתחממות הגלובלית הולכת ומאיצה, חשיבותם של עצים כמקום מפלט מהקרקע הלוהטת עבור בעלי חיים הולכת וגדלה. החדשות הרעות הן שדווקא בשנים האחרונות, במקומות רבים בעולם צפיפות העצים דווקא צונחת בהדרגה, בעיקר בעקבות תופעות אנושיות כדוגמת ביעור יערות וכריתת עצים לצרכים אנושיים. זהו מצב מסוכן במיוחד, במסגרתו דווקא בשעה שעקב ההתחממות הגלובלית בעלי החיים תלויים הקבה יותר בעצים לצורך הישרדות, תופעת העיור ובירוא היערות מובילה דווקא לצמצום במספר העצים הזמינים.

לדברי הדוקטורנטית עמר זלוטניק: "במסגרת המחקר, ביקשנו לבחון מה תהיה ההשפעה המשולבת של שני התהליכים הללו על בעלי חיים. באופן ספציפי, התמקדנו בלטאות, כיוון שאלו תלויות מאוד בסביבתן כדי לשמור על טמפרטורת גוף תקינה ומחסור במקומות נוחים לשהות בהם יכול להשפיע עליהן דרמטית. במחקר השתמשנו בסימולציית מחשב, שמדמה היכן כדאי ללטאה להיות, בשמש, בצל או על העץ, בכל דקה ודקה, במשך 20 שנים, תחת תנאי האקלים שהיו בעבר ותחת אלו שצפויים להיות בעתיד. באמצעות הסימולציה בחנו כיצד אוכלוסיות של לטאות יושפעו משינויי האקלים כאשר העצים זמינים, וכיצד מצבן ישתנה בעקבות כריתת עצים בבית הגידול שלהן".

^{חם לי! חרדון מחפש עץ פנוי}

השורה התחתונה: כריתת עצים פוגעת בסיכויי ההישרדות של בעלי חיים

מסקנה מעניינת שעלתה מהמחקר היא ששינויי האקלים לבדם, עשויים במקרים מסוימים אף להועיל לאוכלוסיות של לטאות המתגוררות באזורים קרים. זאת מאחר שההתחממות הצפויה תאפשר ללטאות להיות פעילות למשך פרקי זמן ארוכים יותר במהלך היום ולאורך השנה. עם זאת, כאשר שינויי האקלים מתרחשים במקביל לכריתה של עצים, המגמה החיובית צפויה להתהפך, כך שאוכלוסיות רבות של לטאות עלולות למצוא עצמן מול סכנת הישרדות ממשית. 

למעשה, באזורים המתאפיינים כבר כיום באקלים חם, מגמת ההתחממות הגלובלית, גם ללא כריתת עצים, צפויה לכשעצמה לסכן את עצם קיומן של הלטאות, וכריתת עצים תחמיר את מצבן עוד יותר. 

ד"ר אופיר לוי מסכם: "המחקר שלנו התמקד בלטאות אבל הוא בעצם מדגים בעיה רחבה יותר שרלוונטית לזנים רבים של בעלי חיים. התוצאות שלנו מוכיחות כי לעצים יש חשיבות מכרעת ביכולת של בעלי חיים להתמודד עם שינויי האקלים, ובמקרים רבים הזמינות שלהם יכולה לעשות, עבור בעלי החיים, את ההבדל בין שגשוש וקריסה. המחקר שלנו מוכיח כמה חשוב לשמור על אזורים מיוערים ועל עצים בכלל, במיוחד לאור האקלים המשתנה. כחלק מהמחקר אנחנו מספקים גם כלים מעשיים יותר עבור מקבלי ההחלטות, כמו מהם גובה או צפיפות העצים הנדרשים באזורים שונים. אנחנו מקווים שהמחקר הזה ישמש כדי לבנות תוכניות יעילות יותר לשימור ושיקום של שטחים טבעיים, כדי שנוכל לספק לבעלי החיים את מה שדרוש להם כדי לשרוד".  

הגיע הזמן להתעורר: שינויי האקלים כבר פה, והולכים להשפיע על כולנו