NEWS

מחקר המשך של אוניברסיטת תל אביב מגלה כי המגפה הקטלנית שנחשפה בשנה שעברה ואשר השמידה את קיפודי הים באילת, התפשטה לאורך הים האדום וגלשה גם לאוקיינוס ההודי. לטענת החוקרים מה שנדמה היה תחילה כמגפה חמורה אך מקומית, התפשט מהר מאוד למגפה אזורית ומסתמן כעת כמגפה גלובלית. קיפודי הים נחשבים ל"גננים" של שוניות האלמוגים, הם ניזונים על האצות שמתחרות עם האלמוגים ומאיימות עליהם, והשמדתם עלולה לגרום לפגיעה קשה בשוניות האלמוגים ברחבי העולם.

כיצד נעלמה אוכלוסיית קיפודי ים ממפרץ אילת?

המחקר נערך בהובלת ד"ר עמרי ברונשטיין מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע״ש שטיינהרדט, ותלמידות המחקר לחן רוט, גל אביתר, ליסה שמידט ומאי בונומו. בנוסף, צוות שותפים בינלאומי, בהם חוקרים ממדינות האזור ואירופה לקחו חלק במחקר שהקיף אלפי קילומטרים של שוניות אלמוגים. הממצאים המדאיגים פורסמו בכתב העת היוקרתי Current Biology.

החוקרים מעריכים כי מאז דצמבר 2022, המועד שבו התפרצה המגפה במפרץ אילת, חוסלו מרבית אוכלוסיות מיני קיפודי הים שנפגעים מהמחלה בים האדום ומספר לא ידוע, שמוערך במאות אלפים, של קיפודי ים בכל העולם. עוד הם מציינים כי מאז חשיפת המגפה בשונית האלמוגים באילת – שני המינים שהיו עד אז הנפוצים ביותר במפרץ נעלמו לחלוטין.

^{צוות המחקר בהובלת ד"ר עמרי ברונשטיין}

מי יגן על 'הגננים' של שונית האלמוגים?

במסגרת מחקר ההמשך, צוות החוקרים מאוניברסיטת תל אביב זיהה בעזרת כלים מולקולריים-גנטיים את הפתוגן שאחראי לתמותה ההמונית של קיפודי הים (מהמין Diadema setosum) בים האדום: פתוגן ריסנית מסוג Scuticociliate. החוקרים מסבירים כי זהו אותו טפיל חד-תאי שנמצא אחראי לתמותה ההמונית של אוכלוסיות קיפודי הים בקריביים לפני כשנתיים ואשר הובילה לקריסת שונית האלמוגים במקום.

כאמור בדצמבר 2022, ד"ר ברונשטיין היה החוקר הראשון שזיהה תמותה המונית של קיפודי ים מסוג נזרית ארוכת קוצים, אותם קיפודי ים שחורים בעלי הקוצים הארוכים שהיו נפוצים בצפון מפרץ אילת, ירדן וסיני. בנוסף, ד״ר ברונשטיין וצוותו גילו לראשונה שהמגפה קטלנית גם עבור מינים קרובים נוספים. בעקבות התפרצות המגפה מתו אז אלפי קיפודים מוות מהיר ואלים - בתוך יומיים קיפוד בריא הפך לשלד חסר רקמה. בעקבות כך מרבית הקיפודים נטרפו בעודם גוססים וחסרי יכולת להתגונן. על פי הערכות כיום נותרו בשונית האלמוגים באילת רק פרטים בודדים של קיפודים . 

^{ה'גננים' של השונית. ארבעה מיני קיפודי ים בריאים באי ראוניון (צילום: Jean-Pascal Quod)}

ד"ר ברונשטיין מסביר שקיפודי הים בכלל, ובפרט הנזרית ארוכת הקוצים, נחשבים למיני מפתח שחיוניים לתפקוד בריא של שונית האלמוגים. הם ה'גננים' של השונית – ניזונים מהאצות ומונעים מהן להשתלט ו'לחנוק' את האלמוגים שמתחרים איתן על אור השמש.

לדבריו של ד"ר ברונשטיין, התמותה ההמונית המשמעותית והנחקרת ביותר עד היום התרחשה בשנת 1983, כאשר מחלה מסתורית שהתפשטה בקריביים מחקה את רוב קיפודי הים מהמין Diadema antillarum – קרובי משפחה של הקיפודים מאילת. בעקבות כך, האצות התפשטו ללא בקרה, הסתירו לאלמוגים את אור השמש והשונית כולה עברה שינוי מופע משונית אלמוגים לשדות אצות. כמו כן, למרות שהתמותה הגדולה בקריביים התרחשה כבר לפני 40 שנים, אוכלוסיית קיפודי הים ואיתם שוניות האלמוגים שם לא חזרו למצבם הקודם ואף נצפו אירועי תמותה חוזרים ונשנים לאורך השנים.

ב-2022 שבה המחלה והתפרצה בקריביים, כשהיא פוגעת באוכלוסיות ובפרטים ששרדו, אולם הפעם עמדו לרשות החוקרים הכלים המדעים והטכנולוגיים לפענח את הראיות הפורנזיות, וקבוצת חוקרים מאוניברסיטת קורנל זיהתה בהצלחה את מחולל התמותה כטפיל פתוגני ממשפחת הריסניות.

ממגפה מקומית למגפה קטלנית גלובלית

"זהו אסון אקולוגי מן המעלה הראשונה שמאיים על אוכלוסיית קיפודי הים בכל העולם", אומר ד"ר ברונשטיין ומדגיש: "מתברר כי התמותה ההמונית שזיהינו באילת ב-2023 התפשטה לאורך הים האדום ואף מעבר לו, בעומאן, והיא אף מכה בימים אלה באי ראוניון שבאוקיינוס ההודי".

לדבריו, מדובר בפתוגן קטלני שנישא במים ויכול להדביק אזורים נרחבים בפרק זמן קצר ביותר. אפילו קיפודים שגודלו במערכות מי-ים לצורכי מחקר במכון הבין-אוניברסיטאי באילת, או במצפה התת-ימי, נדבקו ומתו, כיוון שהפתוגן הצליח להיכנס דרך מערכות השאיבה.

^{תמותה של קיפודי ים באי ריוניון (צילום: Jean-Pascal Quod)}

"המחזה מתחת למים כמעט סוריאליסטי: לראות מין שהיה כל כך דומיננטי בסביבה מסוימת פשוט נמחק בפרק זמן של שעות. אלפי השלדים שמתגלגלים על הקרקעית מתפוררים ונעלמים תוך פרק זמן קצר ביותר, כך שאפילו ראיות למה שהתרחש קשה מאוד למצוא"

"המוות, כאמור, הוא מהיר ואלים. צוות המחקר שלנו הצליח לתעד בפעם הראשונה את כל שלבי התחלואה, מרגע ההדבקה ועד למוות הצפוי, במערכות ייחודיות שהוקמו במכון הבין-אוניברסיטאי באילת. כמו כן, עד העבודה שלנו ידעו על מין אחד של קיפודי ים שנפגע מהפתוגן הזה - המין הקריבי, וניתן היה אולי לקוות שגם אם הפגיעה חמורה, הטבע ימצא מנגנוני פיצוי כמו למשל גידול באוכלוסיות של מיני קיפודים אחרים. לצערי, במחקר החדש אנחנו מראים שגם מינים קרובים, כמו המין שקיים אצלנו בים האדום, ואפילו מינים נוספים מאותה משפחה, חשופים ורגישים למחלה", מוסיף ד"ר ברונשטיין.

ממצא מעניין נוסף שעלה מהמחקר הנוכחי מראה שהתקדמות המגפה עוברת בצירי התנועה של האדם. "כבר בפרסום הדו"ח שלנו בשנה שעברה ידענו על תמותות שמתרחשות בעקבה, אבל עדיין לא זיהינו סימנים לתמותה בסיני. הנקודה הראשונה בה הופיעו התמותות בסיני הייתה בסמוך לנמל הקטן בנואיבה, שאליו מגיעות מעבורות מעקבה בירדן. שבועיים מאוחר יותר המגפה התפשטה כבר עד לדהב. המחזה מתחת למים כמעט סוריאליסטי: לראות מין שהיה כל כך דומיננטי בסביבה מסוימת פשוט נמחק בפרק זמן של שעות. אלפי השלדים שמתגלגלים על הקרקעית מתפוררים ונעלמים תוך פרק זמן קצר ביותר, כך שאפילו ראיות למה שהתרחש קשה מאוד למצוא".

לדברי ד"ר ברונשטיין, אין כיום דרך לסייע לקיפודי הים שנדבקו או לחסנם מפני המחלה, אך יש להקים במהרה גרעיני רבייה של מינים בסיכון במערכות גידול המנותקות לגמרי מהים, כדי שבעתיד נוכל להשיבם לטבע.

"לצערי אין לנו איך לתקן את הטבע, אבל אנחנו בהחלט יכולים לתקן את עצמנו. בראש ובראשונה אנחנו צריכים להבין מה גרם להתפרצות הזו עכשיו? האם מדובר בהעברה של הפתוגן בשוגג על ידי כלי שיט? או שמא הפתוגן היה כאן תמיד, ורק שינוי בתנאי הסביבה גרם לו להתפרץ? על השאלות הללו בדיוק אנחנו עובדים בימים אלו.״

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."