לרוות של דניס בגיל 11 ימים מנסות לתפוס רוטיפרים - יצורים חד-תאיים הנראים כנקודות. ההתנהגות של מים כנוזל צמיג מקשה על הלרוות לתפוס אותם, בעיקר כאשר הן קטנות מאד. צילום: אוניברסיטת ת''א האם נמצא הפתרון לתעלומה מדעית בת 100 שנה? מחקר חדש מאוניברסיטת תל אביב מציע הסבר לתמותה הגבוהה של רוב דגי הים והשונית בימים הראשונים של חייהם. את המחקר ערכו תלמיד המחקר ויקטור קינה וד"ר רועי הולצמן מהמחלקה לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים של אוניברסיטת תל אביב ומהמכון הבין-אוניברסיטאי לחקר הים באילת, ותוצאותיו
התפרסמו לאחרונה בכתב העת PNAS.
» רוצים לקבל עדכונים נוספים? הצטרפו אלינו לפייסבוק "רוב הדגים המוכרים לנו מטילים ביצים", מסביר ד"ר הולצמן. "הנקבה מטילה כמות אדירה של ביצים – בין אלפים למיליונים. הביצים הללו נסחפות אל הים הפתוח, ומהן בוקעות לרוות (פגיות) קטנטנות, שנאלצות להסתדר בכוחות עצמן". כבר לפני מאה שנה גילה חוקר נורווגי בשם ג׳ון הורט כי מרבית הלרוות מתות בתוך ימים בודדים מרגע הבקיעה. הורט כינה את תקופת התמותה הזו בשם "התקופה הקריטית": 99% אחוז מהלרוות בטבע, ו-80% מהלרוות שבוקעות במיכלים חקלאיים, ימותו בתוך שבועיים. מאז התגלית של הורט הוצעו תיאוריות שונות המנסות להסביר את שיעור התמותה הזה. היו חוקרים שייחסו את התמותה לצפיפות המזון הנמוכה בים הפתוח, והיו אחרים שייחסו אותו לשיעורי טריפה קיצוניים – אך עד היום לא הוצגו ראיות משכנעות לאף אחת מהתיאוריות.
במחקר החדש, החוקרים התמקדו דווקא בסביבה הפיזיקלית של הלרוות. "בדומה לדגים הבוגרים גם הלרוות צדות על ידי הרחבה מהירה של חלל הפה, היוצרת זרמי שאיבה ששואבים את המזון לתוך הפה. אולם להבדיל מהדגים הבוגרים, הלרוות הזעירות מרגישות את המים כנוזל צמיגי'' מסביר ד"ר הולצמן. "כאשר גוף נע בתוך נוזל, נוצרים קשרים חשמליים חלשים בין הנוזל לגוף, ולכן הגוף גורר אחריו שכבה דקה של הנוזל, שעובייה משתנה בהתאם לצמיגות הנוזל בנוזל כמו מים. מדובר בחלקיקי מילימטר בלבד – שכבה זניחה עבור דג גדול, אך מכבידה למדי עבור הלרווה הזעירה. מבחינה פיזיקלית, הלרוות כאילו שוחות בתוך מדיום צמיגי כמו דבש. ולשאוב דבש בקשית זו משימה לא פשוטה בכלל".
ביצים של דניס בקוטר של 1 ממ' מיד לאחר ההפריה. רק אחת מבין 100 לרוות שיבקעו תגיע לגיל שלושה שבועות, גם תחת תנאי גידול מיטביים. צילום: אוניברסיטת ת''א כדי לבחון את כישורי השאיבה של הלרוות, ד"ר הולצמן ועמיתו הניחו אותן בצלחות פטרי עם יצורים חד-תאיים שמשמשים להם כמזון. כעבור חצי שעה נספרו שרידי החד-תאיים בבטנה של כל לרווה. ניסוי זה חזר על עצמו במרווחים של יומיים, והתברר שככל שהלרווה גדלה, כך היא מצליחה לאכול יותר. כדי לצפות בביצועים במו עיניהם, החוקרים פיתחו שיטת מעקב ייחודית. "פיתחנו מערכת מצלמות משוכללת, שמצלמת את הדגיגים במהירות של 1,000 תמונות לשנייה. כשצפינו בתמונות גילינו שלרוות בנות חמישה ימים מנסות שוב ושוב ללכוד מזון, אך מצליחות רק פעם אחת בכל בשבעה או שמונה ניסיונות. דגיגים בני 21 יום, לעומת זאת, מגיעים לשיעור הצלחה של 80%".
בעזרת תוכנת הדמייה מתקדמת, החוקרים יצרו סימולציה של זרימת המים אל פה הדג מזון. "גילינו שפרופיל הזרימה של המים לתוך פה של דג שגודלו מילימטר שונה מאוד מפרופיל הזרימה לתוך פה של דג בגודל סנטימטר," מספר ד"ר הולצמן. "חישובים הידרודינמיים הראו שכוח השאיבה של הלרווה קטן באופן ניכר מזה של הדגיג הבוגר. לתהליכים הידרודינמיים אלה יש חשיבות מכרעת ביכולת הלרווה לשרוד".
לרוות (דגיגים) של דניס בנות 9 ימים באורך כ-4 ממ דרך מיקרוסקופ. צילום: אוניברסיטת ת''א כדי לחזק את ממצאיהם, החוקרים הוסיפו חומר המגביר את צמיגות המים למיכל שהכיל דגיגים בוגרים, ובדקו את ביצועי האכילה שלהם בתנאים החדשים. הם גילו כי דגיגים בני 21 יום, שכבר הצליחו לאכול יפה במים רגילים, נסוגו חזרה לביצועיהם כשהיו לרוות צעירות וזעירות. "בתנאים של צמיגות מים גבוהה, הדגיגים יותר איטיים ופחות יעילים. פעמים רבות הם פותחים את הפה אך אינם מצליחים ליצור זרם חזק מספיק כדי לשאוב את הטרף פנימה. אין ספק שזה מצב מאוד מתסכל עבור הדגיגים הצעירים, שמתים ברעב, וגם עבור החקלאים הימיים, שסופגים הפסדים כלכליים עצומים", מסכם ד"ר הולצמן. "יתכן שבעתיד נוכל לפתח סוגי מזון או טיפולים למים שיצמצמו את התופעה, ויאפשרו לאחוז גבוה יותר מהלרוות להגיע לבגרות".
