פיתוח חדש יאפשר לטלפונים הניידים שלנו להתריע מפני שריפות יער ותנאי מזג אויר קיצוניים
מחקרים
RESEARCH
מה מעניין אותך?
מחקר
- מדעים מדויקים
- סביבה
- מדעים מדויקים
- סביבה
אם נגיד לכם שהטלפונים הסלולריים החכמים שנמצאים ברשות כל אחד מאתנו יוכלו להתריע על תנאי מזג אוויר קיצוניים שבעקבותם עלולות לפרוץ שריפות, ואף למנוע את התפתחותן על ידי איסוף נתוני מזג אוויר (מהציבור), תשאלו אם מדובר במתיחה של 1 באפריל או בסדט מדע בדיוני חדש?
פרופ' קולין פרייס ותלמידת הדוקטורט חופית שחף מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר ללימודי סביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, השתמשו בנתונים שנאספו מהציבור דרך אפליקציית מזג האוויר (Weather Signal Opensignal), על מנת לפתח מתודולוגיה להערכת הסיכון לשריפות יער, שמבוססת אך ורק על נתוני טלפונים סלולריים חכמים שנאספו מהציבור. תוצאות המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת Natural Hazards Earth System Sciences.
מה חשים החיישנים?
אחד הפרמטרים המרכזיים שקובעים את הסבירות לשריפת יער הוא כמות הלחות בצמחייה (שהיא בעצם הדלק לשריפה), וזו נקבעת על ידי טמפרטורת האוויר והלחות היחסית של האוויר סביב הצמחייה. שני פרמטרים אלו זמינים בקלות מטלפונים סלולריים חכמים שנמצאים בידי הציבור. לדברי צוות המחקר, כל טלפון חכם מכיל כיום מגוון חיישנים מתקדמים שמסוגלים לאסוף נתוני סביבה חיוניים, כמו טמפרטורה, לחץ ברומטרי, לחות, שדה מגנטי, תאוצה, כבידה, אור, קול, מיקום ועוד. "נתונים אלה משמשים אותנו במגוון דרכים: הם מסייעים בניווט, בקביעת המיקום, בהתראות על התחממות הסוללה או חדירת לחות למכשיר, וכל זאת באופן מיידי וללא שמירת המידע", מסביר פרופ' פרייס.
המחקר הנוכחי, שרואה אור כשש שנים לאחר המחקר הראשוני בנושא, מראה כי ניצול מושכל של נתוני החיישנים יכול לתרום למערכות התרעה מוקדמת לאירועים כמו שריפות יער. הדבר מתאפשר הודות למיליוני נתונים שנאספים ממכשירים במדינות שונות. באזורים מיוערים ומרוחקים, שבהם יש מחסור בתחנות מדידה, מערכות התרעה כאלה יכולות להסתמך על נתוני החיישנים שבטלפונים הניידים, הנמצאים בכיסי הציבור ופועלים ברציפות ברקע. נתונים אלו כבר נאספים כיום על ידי חברות רבות, באישור המשתמשים, לצרכים מגוונים. לפי החוקרים, מאגר הנתונים העצום הזה שמגיע מיותר מ-7 מיליארד טלפונים חכמים בעולם (נכון ל-2024), טומן בחובו פוטנציאל משמעותי לשיפור יכולות חיזוי של מזג אוויר קיצוני ולפיתוח פתרונות חדשניים בתחום.
"למרות שלכל סלולרי יש שגיאות והטיות משלו, באמצעות כמויות גדולות של נתונים ממספר רב של טלפונים סלולריים חכמים אנו יכולים למצע את השגיאות ועדיין להישאר עם נתונים שימושיים"
חופית שחף מסבירה: "פיתחנו מדד שמתבסס על VPD (vapor pressure deficit), או גרעון לחץ אדים, שמשקף למעשה את הקשר בין הסביבה (טמפרטורה ולחות), לבין היובש בצמחים. כשאוויר קריר ולח יותר, שריפות אינן יכולות להתלקח, אך ככל שהתנאים האטמוספריים הופכים חמים ויבשים יותר, הסביבה מושכת יותר לחות מהצמחים, מה שמקל על הצתת שריפות. החידוש במחקר שלנו הוא השימוש בנתונים שנאספו ממשתמשי טלפונים סלולריים חכמים, ללא השתתפות פעילה שלהם, לחישוב VPD על פני שטחים נרחבים, ומספק תובנות חשובות להערכת הסיכון לשריפות".
כדי לצנן את ההתלהבות, צוות המחקר מבקש להזכיר שלנתוני הטלפונים סלולריים חכמים יש לפעמים גם שגיאות. "ייתכן שהטמפרטורה תשקף את המזגן במשרד, בעוד שחיישני הלחות עשויים לזהות את הלחות באמבטיה במהלך מקלחת, לכן היה צורך לכייל תחילה את נתוני הסלולריים באמצעות תחנות מטאורולוגיות מסחריות", מסבירה חופית. התברר שהכיולים היו פשוטים למדי, והיה צורך לבצע אותם רק פעם אחת כדי לתקן את קריאות הסלולריים.
לאחר כיול הנתונים או "אימונם", החוקרים התמקדו בניתוח שני מקרי מבחן משמעותיים של שריפות יער: הראשון הוא אירועי השריפות בישראל בנובמבר 2016, השני הוא שריפת הענק בפורטוגל שהתרחשה ביולי 2013. התוצאות היו מפתיעות, שכן נתוני הטלפונים סלולריים חכמים שנאספו מהציבור הראו אנומליות משמעותיות במדד VPD לפני ובמהלך השריפות הגדולות שנצפו. "מפתיע, אך למרות שלכל סלולרי יש שגיאות והטיות משלו, באמצעות כמויות גדולות של נתונים ממספר רב של טלפונים סלולריים חכמים אנו יכולים למצע את השגיאות ועדיין להישאר עם נתונים שימושיים. כמות הנתונים הגדולה מתגברת על הבעיות הקשורות לטלפונים סלולריים חכמים בודדים", אומרת חופית.
כמות הנתונים הגדולה מתגברת על הבעיות הקשורות לטלפונים סלולריים חכמים בודדים
חכמת ההמונים
כיסוי הטלפונים הסלולריים החכמים העולמי גדל בכ-30% בחמש השנים האחרונות. ככל שצפיפותם העולמית תמשיך לגדול, נתונים שנאספים מסלולריים עשויים להציע בסופו של דבר רזולוציה מרחבית טובה יותר מאשר רשתות מטאורולוגיות מסורתיות. זה נכון במיוחד באזורים עירוניים שבהם אסונות טבע כמו שריפות יכולה להיות השפעה משמעותית. בנוסף, במדינות עם הכנסה נמוכה קיים מחסור בתשתיות מטאורולוגיות, וכך טלפונים סלולריים חכמים עשויים לספק נתונים שימושיים למעקב אחר תנאי מזג אוויר קיצוניים.
"בהתחשב בגידול העולמי המהיר במספר הטלפונים הסלולריים החכמים, אנו מציעים לנצל את מקור הנתונים הזה כדי לספק התרעה מוקדמת טובה יותר לציבור ולמנהלי חירום על אסונות טבע מתקרבים. התרעה מוקדמת טובה יותר יכולה למנוע מסכנות טבע להפוך לאסונות טבע", מסכם פרופ' פרייס.
מחקר
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו ליישם טיפול גנטי שהצליח לשפר את תפקוד התאים הפגועים במוטציה בגן SHANK3, שמובילה למקרים רבים של אוטיזם בעולם
- מוח
- הנדסה וטכנולוגיה
- חברה
מחקר חדש ופורץ דרך של צוות מחקר מבית הספר למדעי הפסיכולוגיה מרחיב את ההבנה לגבי הגורמים לאוטיזם שמקורו גנטי, ובפרט מוטציות בגן SHANK3, שאחראיות לכמעט מיליון מקרים של אוטיזם ברחבי העולם. לאור התגליות, יישם צוות המחקר טיפול גנטי שהצליח לשפר את תפקוד התאים שנפגעו מהמוטציה. לדברי החוקרים, בכך הונחה תשתית לפיתוח עתידי של טיפולים יעילים לאוטיזם שמקורו גנטי.
מה מפריע להעברת מסרים בין אזורי המוח?
המחקר הובל על ידי מעבדתו של פרופ' בועז ברק והדוקטורנטית ענבר פישר מבית הספר סגול למדעי המוח ומבית הספר למדעי הפסיכולוגיה בפקולטה למדעי החברה ע"ש גרשון גורדון, בשיתוף עם מעבדותיהם של פרופ' בן מעוז מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, ופרופ' שני שטרן מהמחלקה לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances.
"אוטיזם הוא הפרעה נוירו-התפתחותית שכיחה, הנגרמת ממגוון גורמים, בהם מוטציות גנטיות", מסביר פרופ' ברק. במעבדתו נחקרת מוטציה בגן SHANK3, האחראית לכ-1% ממקרי האוטיזם בעולם. "חלבון שמקודד על ידי SHANK3 ממלא תפקיד קריטי בעיגון קולטנים החיוניים לתקשורת בין תאי עצב, ולכן פגיעה בו משבשת את פעילות המוח. המחקר הנוכחי שלנו מתמקד במנגנונים חדשים ולא מוכרים שבהם המוטציה משפיעה על התפתחות המוח, וגורמת לליקויים הקשורים לאוטיזם".
צוות המחקר התמקד בשני מרכיבים במוח שטרם נחקרו לעומק בהקשר זה: תאי תמך שנקראים אוליגודנדרוציטים, ורקמת המיאלין שמיוצרת על ידם. רקמת המיאלין הינה רקמה שומנית העוטפת את שלוחות תאי העצב (אקסונים), ומשמשת כחומר מבודד, בדומה לשכבת הבידוד העוטפת כל כבל חשמלי שאנחנו מכירים. כאשר המיאלין אינו תקין, האותות החשמליים העוברים בשלוחות עלולים לזלוג החוצה, וכך משתבשת העברת המסרים בין אזורי המוח, והתפקוד המוחי נפגע. הצוות נעזר בהנדסה גנטית כדי ליצור מודל לאוטיזם בעכברים, על ידי גרימת מוטציה בגן SHANK3, שזהה בדיוק למוטציה הקיימת אצל בני אדם עם סוג זה של אוטיזם.
"באמצעות המודל מצאנו שהמוטציה בגן גורמת לפגיעה כפולה בהתפתחות ובתפקוד התקין של המוח: ראשית, גילינו שכמו בתאי העצב, גם באוליגודנדרוציטים, החלבון SHANK3 הינו קריטי לעיגון ולתפקוד התקין של קולטנים הקולטים אותות כימיים (נוירוטרנסמיטורים ואחרים) מתאים שכנים. המשמעות היא שהחלבון הפגום המאפיין אוטיזם משבש את העברת המסרים לתאי התמך החיוניים הללו. שנית, בעקבות הפגיעה בתפקוד ובהתפתחות של האוליגודנדרוציטים משתבש גם ייצור המיאלין על ידם. המיאלין הפגום אינו מבודד כראוי את שלוחות תאי העצב, וכך פוגע ביעילות הולכת האותות החשמליים בין תאי המוח ובסנכרון הפעילות החשמלית בין אזורי המוח השונים. במודל שלנו מצאנו פגיעה במיאלין באזורים רבים במוח, וראינו שהתנהגות העכברים נפגעה כתוצאה מכך".
פרופ' בועז ברק והדוקטורנטית ענבר פישר
לתקן את מה שמקולקל
בהמשך ביקשו החוקרים לבחון שיטה אפשרית לתיקון השיבוש שנגרם על ידי המוטציה, בתקווה שניתן יהיה בעתיד להשתמש בגישה זו גם בבני אדם. "הפקנו אוליגודנדרוציטים ממוח של עכבר עם מוטציה בגן SHANK3, ובאמצעות טיפול גנטי החדרנו לתוך התאים מקטע DNA המכיל את הרצף התקין של הגן SHANK3 האנושי. המטרה הייתה לאפשר לגן התקין לקודד חלבון תקין, אשר יוכל לבצע את התפקיד החיוני בתא, במקום החלבון הפגום. ואכן, לשמחתנו, תאים עם מוטציה שטופלו בטיפול הגנטי ביטאו חלבון SHANK3 תקין, שאיפשר בנייה של מערך חלבונים תקין לעיגון הקולטנים הדרושים לקליטת האותות החשמליים. במילים אחרות: הטיפול הגנטי שפיתחנו תיקן את אתרי התקשורת באוליגודנדרוציטים, אשר חיוניים להתפתחות ולתפקוד תקין של תאים אלה לשם ייצור המיאלין במוח", מסבירה ענבר פישר.
בטור השמאלי: אוליגודנדרוציטים, גדולים ומפותחים ומיצרים מיאלין באופן תקין בחיה בריאה, ואצל חיות המודל לא. בטור האמצעי: צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של המיקרוסטרוקטורה של המיאלין. בטור מימין: הקישוריות המוחית. ככל שיש יותר סיבים (אקסונים) ועליהם יותר מיאלין, נראה יותר מסילות צבעוניות שמקשרות בין איזורי מוח שונים
כדי לתקף את הממצאים מעכברי המודל הפיק צוות המחקר תאי גזע מתאי עור של נערה עם אוטיזם כתוצאה ממוטציה בגן SHANK3 (זהה לזו שבעכברים). מתאי גזע אלה יוצרו אוליגודנדרוציטים אנושיים שהמטען הגנטי שלהם זהה בדיוק לזה של הנערה. באוליגודנדרוציטים הללו נמצאו בעיות דומות לאלה שהתגלו במקביליהם העכבריים.
פרופ' ברק מסכם כי המחקר חשף שני מנגנונים חדשים באוטיזם גנטי: פגיעה בתאי התמך מסוג אוליגודנדרוציטים, שמובילה לפגיעה במיאלין. "ממצא זה חשוב להבנת אוטיזם, כיוון שמדגיש את תפקידו של מיאלין פגום במחלה ואת תפקודו של חלבון SHANK3 בשמירה על מצע לקליטת מסרים. בהיבט הרפואי, המחקר מצביע על הצלחת טיפול גנטי לשיפור תפקוד האוליגודנדרוציטים בעכברים, מה שמאפשר תקווה לפיתוח טיפולים גנטיים לבני אדם, אשר יובילו בין היתר לתיקון תהליך ייצור המיאלין במוח. בנוסף, עצם ההבנה שלפגיעה במיאלין יש חשיבות באוטיזם (עם או בלי קשר לגן SHANK3) פותחת כיוונים חדשים להבנת המנגנונים המוחיים המעורבים באוטיזם, כמובן בשאיפה לפיתוח טיפולים עתידיים".
מחקר
יכולה לחפור 4-3 בורות להטלת ביצים ולאחר מכן האיברים שלה שמיועדים לכך נשחקים
- הנדסה וטכנולוגיה
- סביבה וטבע
חוקרים באוניברסיטת תל אביב בחנו את רמת השחיקה המכנית של איברים דמויי כפות חפירה בקצה בטנה של נקבת הארבה, שמשמשים אותה לחפירת בורות להטלת ביצים 3 עד 4 פעמים במהלך חייה. הם מצאו כי בניגוד לאיברים בעלי עמידות גבוהה לשחיקה, כמו גפי הפה הלועסות, הכפות נשחקות במידה משמעותית בעקבות פעולת החפירה. החוקרים: "מדובר בדוגמה מובהקת של עיקרון ה'טוב דיו' (good enough) בטבע. האבולוציה לא ראתה לנכון להשקיע משאבים מיותרים באיבר בעל ייעוד ספציפי הממלא את תפקידו באופן מספק. אין ספק שלאדם, המשקיע משאבים רבים בדברים שאין בהם צורך ממשי, יש הרבה מה ללמוד מהטבע".
האבולוציה משקיעה רק במה שנחוץ באמת
המחקר הובל על ידי ד"ר בת-אל פנחסיק מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, ופרופ' אמיר אילי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, בית הספר סגול למדעי המוח ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, המסטרנטים שי זוננרייך ושמואל גרשון מבית הספר להנדסה מכנית' וכן חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית של דרזדן בגרמניה. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Advanced Functional Materials.
"במעבדה שלי אנחנו חוקרים מנגנונים מכניים בטבע, בין היתר במטרה לשאוב מהם השראה לפתרון בעיות טכנולוגיות שונות. לאחרונה אנו מבצעים סדרת מחקרים בשיתוף עם המומחה לחקר הארבה פרופ' אמיר אילי, כדי להבין את המנגנון באמצעותו חופרת נקבת הארבה בור שבו היא מטילה את ביציה. מדובר במנגנון ייחודי שמורכב משני זוגות של איברים דמויי כפות שנפתחים ונסגרים באופן מחזורי, חופרים באדמה ומהדקים את החול לדפנות", מסבירה ד"ר פנחסיק.
"ידוע שלהרבה מנגנונים בגופם של חרקים בכלל, וארבה בפרט, יש עמידות גבוהה לשחיקה מכנית. כך לדוגמה גפי הפה הלועסות, שהן חיוניות לאכילה ונמצאות בשימוש יומיומי, עשויות מחומר עמיד ביותר. גם כפות החפירה משמשות את נקבת הארבה לפעולה מכנית עצימה, אך הן מופעלות רק 3 או 4 פעמים במהלך חייה, כשהיא מטילה ביצים. אנחנו ביקשנו לבחון אם גם כפות החפירה, העשויות מחומר קוטיקולרי קשיח, צוידו על ידי האבולוציה בעמידות גבוהה לשחיקה מכנית", ממשיך את דבריה פרופ' אילי.
צוות המחקר. מימין: המאסטרנט שי זוננרייך, ד"ר בת-אל פנחסיק ופרופ' אמיר אילי
החוקרים בחנו את כפות החפירה בשלוש קבוצות שונות של נקבות ארבה: צעירות שטרם הטילו, בוגרות שהוחזקו בתנאים שלא אפשרו להן להטיל ביצים, זאת כדי לבחון אם הגיל בפני עצמו גורם לשחיקה, ומבוגרות שכבר הטילו שלוש או ארבע פעמים. כדי לאפיין את המבנה הפנימי והחוזק של כפות החפירה נעזרו החוקרים בטכנולוגיות מתקדמות של מיקרוסקופיה קונפוקלית, דימות תלת-ממדי פלורסנטי, ומאיץ חלקיקים (סינכרוטרון), על ידי הקבוצה הגרמנית. הממצאים העלו שכפות החפירה נשחקו במידה משמעותית וכי אין להן מאפיינים של עמידות גבוהה לשחיקה מכנית. בין היתר לא נמצאו בהן יונים של מתכות שתורמים לחיזוק החומר, המאפיינים חומרים ביולוגיים עמידים במיוחד.
ד"ר פנחסיק מסכמת: "כמו רוב בעלי החיים, גם נקבות הארבה מסיימות את חייהן לאחר שמילאו את תפקידן הביולוגי, כלומר סיימו להתרבות - שלושה עד ארבעה מחזורי הטלה. במחקר זה מצאנו שהאבולוציה תכננה את כפות החפירה שלהן כך שיעמדו במשימתן באופן מדויק, לא יותר ולא פחות. זוהי דוגמה נהדרת לעיקרון של 'טוב דיו' (good enough) בטבע: באיבר לא הושקעו משאבים מיותרים כשאין בכך צורך. כבני אדם אנחנו יכולים ללמוד מכך לא מעט על חיסכון בחומרים, באנרגיה ובמשאבים. כמהנדסים שמפתחים מוצרים עלינו להבין היטב את הצורך ולתכנן עבורו מענה מדויק, ולהימנע מהנדוס-יתר של מוצרים כשאין בכך צורך אמיתי. כך נוכל אף למנוע נזק סביבתי עצום שנגרם על ידי ייצור-יתר של מוצרים מיותרים".
מחקר
מדובר בכלי חרס ייחודיים, שיוצרו בנאות מדבר בחצי האי ערב, והתגלו בבקעת תמנע ובעבר הירדן
- רוח
מחקר חדש של האוניברסיטאות תל אביב ובן-גוריון בנגב מציע פתרון לחידה ארכיאולוגית בת יותר מ-50 שנה: מהי הקרמיקה המדיינית - כלי חרס ייחודיים, שיוצרו בנאות מדבר בחצי האי ערב, והתגלו בבקעת תמנע ובעבר הירדן?
במשך עשרות שנים הוסברו החרסים כעדות למסחר בין שני האזורים, אך כעת מציעים החוקרים הסבר אחר להופעתם: הם היוו חלק מפולחן שליווה את תעשיית הנחושת המשגשגת באזור, לפני כ-3,000 שנה. על פי סברה זו, הכלים הגיעו למקום עם חרשי מתכת מחצי האי ערב, אולי המדיינים והקינים המוזכרים בתנ"ך, שהחזיקו בידע המטלורגי המתקדם ביותר לזמנם, ובנו והפעילו את הכבשנים המשוכללים בתמנע. לכלי החרס היה תפקיד מרכזי בפולחן ששולב בתעשייה כדי להבטיח את הצלחתה.
הקשר בין קרמיקה מדיינית לפולחן הנחושת בתמנע
המחקר הובל על ידי פרופ' ארז בן יוסף וד"ר סבינה קליימן מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום ע"ש יעקב מ. אלקוב, בפקולטה למדעי הרוח ע"ש לסטר וסאלי אנטין, וד"ר אסף קליימן מהמחלקה לארכיאולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון. המאמר פורסם בכתב העת Oxford Journal of Archaeology.
המשלחת הארכיאולוגית של אוניברסיטת תל אביב עובדת בהיקף נרחב בתמנע מזה כ-15 שנה. "אנחנו חוקרים בעיקר אתרי הפקת נחושת, ובין היתר חשפנו שם חרסים רבים מהסוג המכונה קרמיקה מדיינית", מסביר פרופ' בן-יוסף. לדבריו, מדובר בקרמיקה ייחודית שהגיעה מחצי האי ערב, ומאופיינת בעיטורים גיאומטריים בצבעי שחור ואדום. קרמיקה זו התגלתה לראשונה בשנות ה-60 באתר שבו יוצרה בנווה המדבר קוראיה שבחצי האי ערב, כ-160 ק"מ דרומית לתמנע. היא נקראה קרמיקת קוראיה על שם מקום הגילוי, וזכתה גם לכינוי 'קרמיקה מדיינית' מכיוון שחוקרים רבים מזהים את אנשי חצי האי ערב עם המדיינים מהמקרא. "בתמנע אנו מכירים חרסים מסוג זה כבר יותר מ-50 שנה, אך לא היה ברור אם מדובר במסחר או בנוכחות אנשים מחצי האי ערב", הוא אומר.
אם חופרים - מוצאים. חפירות אוניברסיטת תל אביב בבקעת תמנע (צילום: שגיא בורנשטיין)
במסגרת המחקר, נסקרו כל האתרים שבהם נמצאה קרמיקה מדיינית מחוץ לחצי האי ערב. "המחקר שלנו חשף קשר מובהק בין הקרמיקה הזאת לתעשיית הנחושת העתיקה. היא נמצאת בכמויות גדולות יחסית רק באתרי הפקת נחושת בתמנע ובוואדי פיינאן שבירדן. בכל האתרים נמצאו החרסים בעיקר בסמוך לכבשנים, בהקשר של פעילות מטלורגית (תחום בהנדסת חומרים שחוקר את התכונות המכניות והכימיות של מתכות, ואת השיטות להפקת מתכות ועיבודן), למעט בתמנע, שם הם נמצאו גם במקדש המרכזי. בנוסף, זיהינו שמדובר רק בכלים מסוג מסוים, כאלו שמתאימים לפעילות פולחנית, כגון קעריות ופכיות קטנות. עוד הראינו שהקרמיקה המדיינית מהווה רק אחוז קטן מכלל החרסים במקום, בעוד שמרביתם שייכים לתרבות המקומית של ממלכת אדום", מגלה פרופ' בן-יוסף.
חידוש נוסף שמצאו החוקרים הוא משך השימוש בקרמיקה מדיינית בתמנע. בניגוד לסברות קודמות, נמצא כי היא הייתה בשימוש לאורך התקופה כולה: החל מהופעת הכבשנים הראשונים סביב-1300 לפנה"ס (1100 לפנה"ס בוואדי פיינאן), ועד לחיסול תעשיית הנחושת במקום, בסביבות 800 לפנה"ס - סה"כ כ-500 שנה, שחפפו בחלקן את ימי דוד ושלמה.
מקושטת בעיטורים גיאומטריים בצבעי שחור ואדום. קרמיקה מדיינית (צילום: פרופ' ארז בן-יוסף)
המומחים הנודדים מחצי האי ערב
לאור הממצאים מציגים החוקרים תמונה חדשה של תעשיית הנחושת בתמנע בתקופה זו. "נראה כי התעשייה והמכרות נוהלו על ידי שבטים מקומיים, בני ממלכת אדום המקראית, והם הזמינו לכאן את המומחים של אותם זמנים, חרשי נחושת נוודים מחצי האי ערב. חרשי הנחושת הביאו איתם את הטכנולוגיה המטלורגית המתקדמת ביותר בעולם הקדום, ולצדה גם טקסים וכלי פולחן מתאימים, שהיוו חלק בלתי נפרד מהתעשייה הטכנולוגית עצמה. חשוב להבין שבעת ההיא לא הייתה הפרדה בין התחומים, והעוסקים במלאכה קראו לעזרת האלים כדי להבטיח את הצלחתם. ניתן לשער שהוצאת נחושת מאבן לכשעצמה נראתה בעיניהם כקסם, והם התפללו שתצלח בידם. אנחנו סבורים שהמומחים מחצי האי ערב נשארו והפיקו נחושת במקום לאורך כמה דורות, עד שהידע המטלורגי עבר לידי חרשים מקומיים. אך גם לאחר שהמומחים עזבו, הוסיפו בני המקום לקיים את הפולחן שליווה את תעשיית הנחושת, ולצורך זה המשיכו לייבא מחצי האי ערב את הכלים הייחודיים, שהם הקרמיקה המדיינית", אומר פרופ' בן-יוסף.
עוד הוא מציין כי "לממצאי המחקר יש חשיבות רבה גם בהיבט של פרשנות המקרא. בבראשית ד' 22 מתואר תובל קין (אבי הקינים) כחרש מתכת – "לֹטֵשׁ כָּל-חֹרֵשׁ נְחֹשֶׁת וּבַרְזֶל", ובמקומות אחרים במקרא מזוהה קשר בין הקינים למדיינים. המחקר שלנו מראה בבירור קשר בין אוכלוסיות מחצי האי ערב לבין תעשיית הנחושת בממלכת אדום, ואפשר להניח שהקינים היו שבט בקבוצה גדולה יותר המכונה מדיין".
מחקר
הפגיעה הביולוגית במוחם של נפגעי פוסט טראומה ניתנת לטיפול באמצעות פרוטוקול ייעודי
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב וממרכז סגול לרפואה היפרבארית (תא לחץ), ומחקר במרכז הרפואי שמיר, הראו כי הטיפול בתא לחץ משפר את מצבם של נפגעי PTSD (הפרעת דחק פוסט טראומטית), שאינם מגיבים לטיפולי פסיכותרפיה ולתרופות פסיכיאטריות. לדברי החוקרים, הפרוטוקול הטיפולי הייחודי שפיתחו משפר באופן משמעותי תסמינים כמו פלשבקים, דריכות מתמדת ורגזנות. הם מאמינים כי הממצאים יתנו תקווה חדשה למיליוני נפגעי PTSD בעולם ולבני משפחותיהם.
'פצע' ביולוגי שנוצר במוחם של נפגעי פוסט טראומה
המחקר הובל על ידי פרופ' שי אפרתי וד"ר קרן דואניס-ברק מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות, וממרכז סגול לרפואה היפרבארית ומחקר במרכז הרפואי שמיר. עוד השתתפו: ד"ר אילן קוץ, גבריאלה לוי, ד"ר ארז לנג, ד"ר עמיר אסולין, ד"ר אמיר הדני וד"ר איליה בברשוילי מהמרכז הרפואי שמיר, וכן ד"ר כריסטופר אברג וד"ר אבי מאיו ממכון ויצמן למדע. המחקר פורסם בכתב העת Journal of Clinical Psychiatry.
"הפרעת דחק פוסט-טראומטית מוגדרת כתוצאה נפשית של חשיפה לאירוע מסכן מחיים, ומתפתחת אצל כ-20% ממי שחוו חוויה קשה מסוג זה. ההפרעה יכולה לפגוע בתפקוד המקצועי, החברתי, והמשפחתי ובאיכות החיים של האדם הסובל ממנה, ובמקרים קיצוניים היא עלולה להשפיע קשות על תפקודו המקצועי והמשפחתי. תסמיניה כוללים מגוון שינויים רגשיים וקוגניטיביים, סיוטים ופלשבקים, דריכות, רגזנות והימנעות מפעילות - מחשש לחשיפה לטריגרים שמחזירים את האדם לחוויה הטראומטית. חלק ניכר מהנפגעים אינם מגיבים לטיפול פסיכותרפי ולתרופות הפסיכיאטריות המקובלות. מחקרי עבר מראים כי מקרים אלה מאופיינים בשינויים במבנה ובתפקוד של רקמת המוח, או 'פציעה ביולוגית' ברקמה, שמסבירים את העמידות לטיפול. המחקר שלנו התמקד באוכלוסייה זו, במטרה לבחון אם הטיפול בתא לחץ מסייע להם", מסביר ד"ר דואניס-ברק.
"לצערנו, מדינת ישראל נחשבת למעצמת פוסט טראומה", אומר פרופ' אפרתי ומרחיב "עד ה-7.10 היו בארץ כ-6,000 לוחמים משוחררים שהוכרו כנפגעי PTSD, וכן חיילים ואזרחים רבים נוספים שאינם מוכרים על ידי הרשויות. בעקבות אירועי ה-7.10 והמלחמה שנמשכת עד היום חלה עלייה חדה במספר הנפגעים, ואנו צופים שנגיע לעשרות אלפי מאובחנים חדשים רק מקרב חיילי צה"ל, ולהיקפים גדולים בהרבה באוכלוסייה הכללית. מרכז סגול לרפואה היפרבארית, שהוא הגדול והמוביל מסוגו בעולם, נערך לאתגר באמצעות מערך טיפולי מקיף, הכולל, בנוסף לתא הלחץ, גם מגוון מטפלים מתחום בריאות הנפש, פסיכולוגים ופסיכיאטרים. כיום אנו מטפלים במאות נפגעי PTSD בכל יום, ובכוונתו להגיע ולטפל בכאלף מטופלים בשנה".
לצאת מהלחץ באמצעות תא לחץ
במחקר, שהחל ב-2019 והסתיים בקיץ 2023, השתתפו 98 לוחמים משוחררי צה"ל שאובחנו כנפגעי PTSD ולא הגיבו לטיפול פסיכותרפי ותרופתי. המשתתפים חולקו לשתי קבוצות: קבוצה אחת קיבלה טיפול היפרבארי בחמצן ובלחץ מוגבר, ואילו חברי הקבוצה השנייה עברו הליך זהה, אך קיבלו טיפול פלסבו, כלומר נשמו רק אוויר רגיל. 28 משתתפים מכל קבוצה סיימו את התהליך ואת האנליזות שאחריו.
"הטיפול בוצע על פי פרוטוקול ייחודי שפיתחנו במיוחד כאן אצלנו", מסביר ד"ר דואניס-ברק. כל מטופל מגיע לסדרה של 60 טיפולים בני שעתיים בתא הלחץ ונחשף ל-100% חמצן בלחץ של 2 אטמוספירות (פי 2 מלחץ האוויר הרגיל בגובה פני הים). "הפרוטוקול שלנו כולל נשימה לסירוגין של חמצן ואוויר רגיל: מדי 20 דקות המטופל מסיר את מסיכת החמצן ונושם אוויר רגיל במשך 5 דקות. הצניחה ברמת החמצן מפעילה תהליכי ריפוי ברקמות ומעצימה את האפקט הטיפולי".
התוצאות המעודדות ניכרו בשני מישורים: דימות fMRI (MRI תפקודי), ושינויים קליניים. בקבוצה שקיבלה טיפול היפרבארי נצפתה הטבה משמעותית: שיפור בקישוריות בתוך הרשתות המוחיות לצד ירידה בכל התסמינים הקליניים המאפיינים PTSD. בקבוצת הפלסבו, לעומת זאת, לא נצפה כל שינוי במוח או בתסמינים.
צילום MRI פונקציונלי לפני ואחרי טיפול (צילום: המרכז הרפואי שמיר)
"במחקר שלנו הראינו שהטיפול בתא הלחץ משרה ריפוי ביולוגי במוחם של נפגעי פוסט טראומה. ריפוי הפצע הביולוגי משפיע גם על התסמינים הקליניים, ומאפשר למטופלים להגיב גם לטיפולים פסיכולוגיים. אנו מאמינים שהטיפול בתא לחץ, באמצעות הפרוטוקול הייחודי שפיתחנו, יוכל בעתיד להביא מזור לרבים בכל העולם הסובלים מ-PTSD, ולאפשר להם לשוב למסלול חיים תקין בחברה ובחיק המשפחה", מסכם פרופ' אפרתי, ומדגיש כי את הטיפול בתא לחץ ניתן לקבל כיום אך ורק במרכזים מקצועיים לרפואה היפרבארית, שבהם יש צוות רב-מקצועי בעל ניסיון בטיפול בטראומה. "בתאי לחץ פרטיים או אחרים שמחוץ לבתי החולים, לא ניתן לתת את הפרוטוקול שהוכח כיעיל, הטיפול בהם אינו מפוקח, ועשוי להיות מסוכן", הוא מזהיר.
משרד הביטחון תומך כיום ומממן את הטיפול בתא לחץ עבור לוחמים הזקוקים לו.
מחקר
יכולות לצרוך אלכוהול בצורה כרונית ובריכוזים גבוהים, כמעט ללא כל השפעה בריאותית או פגיעה במשך החיים
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
יש מי שיאמר שמדובר ביכולת מבוזבזת: מחקר חדש של בית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב חושף שהצרעה המזרחית (המכונה דבור), היא בעל החיים היחיד בטבע שמסוגל לצרוך אלכוהול בצורה כרונית ובריכוזים גבוהים, כמעט ללא כל השפעה בריאותית או פגיעה במשך החיים. צוות החוקרים: "מדובר בחיה מופלאה שאינה מראה סימני שיכרות או חולי גם בצריכת כמויות אדירה של אלכוהול".
"נדהמנו לראות את הקצב המהיר בו הצרעות מפרקות את האלכוהול"
המחקר נערך בהובלת הפוסט דוקטורט דר' סופיה בוצ'בטי מהמעבדה של פרופ' ערן לוין, מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטנייהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences USA.
אלכהול הינו תוצר נפוץ של פרוק סוכר על ידי שמרים וחיידקים בעולם הטבע, בעיקר בפירות בשלים ובצוף. אבל למרות שהוא מכיל אנרגיה רבה (כמעט פי שניים מסוכר), אלכוהול נחשב עבור רעיל לרב בעלי החיים וגם לנו כבני אדם, גם כשמדובר בשימוש חד פעמי, אך במיוחד בצריכה כרונית. בני האדם בייתו את שמר היין לפני כ- 10 אלפים שנה, ויחסית לבעלי חיים אחרים אנחנו מסוגלים ואוהבים לצרוך אלכוהול בכמות גבוהה יחסית. אבל כידוע לאלכוהול השפעה מאוד חזקה על ההתנהגות והקוגניציה באדם וכמובן על בריאות: שלל מחלות מיוחסות לצריכה של אלכוהול.
בעלי החיים המוכרים לנו כצרכני אלכוהול הם זבובי תסיסה, שמראים סימנים של הרעלה כבר בריכוזי אלכוהול נמוכים, ואילו חדפי עצים, מין יונק החי על עצים במזרח אסיה וניזון בפירות בשלים ועשירים באלכוהול, מראה סימנים של כבד שומני ותופעות נוספות המזכירות אלכוהליזם כאשר הוא צורך ריכוזים נמוכים של אלכוהול באופן רציף מספר ימים.
במחקר החדש צוות החוקרים בדק את היכולת של הצרעה המזרחית (המכונה דבור), לצרוך אלכוהול ולפרק אותו. "הצרעות מאחסנות שמרים באופן טבעי במערכת העיכול שלהן, שם הם מקבלים תנאים יחודיים להתפתחות ולרביה מינית בה נוצרים זנים חדשים של שמרים", מסבירה ד"ר בוצ'בטי ומרחיבה: "אחת הסברות היא שהשמרים מועברים אל הפירות בעזרת הצרעות ובעקיפין אפשר לומר שבזכותן יש לנו יין. במסגרת המחקר סימנו את האלכוהול שהצרעות צרכו באיזוטופ כבד של פחמן - האלכוהול מתפרק לפחמן דו-חמצני הנפלט בנשימה ועל ידי מדידת כמותו ניתן להעריך כמה מהר האלכוהול התפרק. הממצאים היו מפתיעים מאוד ונדהמנו לראות את הקצב המהיר בו הצרעות מפרקות את האלכוהול".
יצאו לדרינק. צרעות מזרחיות שותות מפרי התאנה
חיות על אלכוהול
בשלב הבא החוקרים ביקשו לבדוק האם הצרעות משתכרות? והאם צריכת אלכוהול מוגברת משפיעה על ההתנהגות שלהן, למשל ביהבטים של אגרסיביות או ביכולת בניית הקן? גם כאן, הממצאים היו מפתיעים. התברר שגם תחת צריכה של ריכוזי אלכוהול גבוהים (80% אלכוהול כמקור תזונה יחיד), לא ניכרה השפעה על ההתנהגות של הצרעות.
בשלב האחרון של המחקר, בדקו החוקרים האם האלכוהול בכלל משפיע על משך החיים ובריאות הצרעות וגם בבדיקה זו הם נדהמו לגלות שלא נמצאו כל הבדלים במשך החיים בין צרעות שצרכו אך ורק אלכוהול במשך כל ימי חייהן (שלושה חודשים) , לבין צרעות שצרכו מי סוכר.
"למיטב ידיעתנו, הצרעות הן בעל החיים היחיד בטבע המותאם לצריכת אלכוהול כדלק מטבולי. הן אינן מראות סימני שיכרות או חולי גם בצריכה כרונית של כמויות אדירות של אלכוהול, ומסלקות את האלכוהול מגופן במהירות. בבדיקה ביואינפורמטית של גנום הצרעות, שנעשתה על ידי פרופ' דורותיאה הושון, נמצא כי לצרעות מספר עותקים של הגן האחראי ליצור האנזים המפרק אלכוהול. ייתכן שהתאמה גנטית זו קשורה ליכולת המופלאה שלהן להתמודד עם אלכוהול. אנחנו מציעים שהקשר בין הצרעות לשמרים הוא עתיק, והוא זה שהביא להתפתחות התאמה זו. זאת ועוד, אומנם בזכות מחקר האלכוהול המפותח אנו יודעים היום ש-5.3% ממקרי המוות בעולם קשורים לצריכת אלכוהול, אבל לדעתנו בעקבות המחקר שלנו ניתן יהיה בעתיד להיעזר גם בצרעות כדי לפתח מודלים למחקר על אלכוהליזם ומטבוליזם של אלכוהול", מסכם פרופ' לוין.
מחקר
החוקרים גילו שהם גם מסוגלים לייצר במוחם מפה קולית של האזור
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט הוכיח לראשונה כי עטלפים מסוגלים לנווט בטבע על פני קילומטרים רבים רק באמצעות הסונר שלהם, ומבלי להיעזר בחושים אחרים. זהו המחקר הראשון שבודק את יכולות הניווט של העטלפים באמצעות הסונר שלא בתנאי מעבדה.
"כבר ידוע שעטלפים מצוידים בסונר טבעי, ששולח קדימה גלי קול שחוזרים אליהם מעצמים קרובים, וכך מסייע להם לנווט. עם זאת ידוע שבמהלך מעופם הם נעזרים גם בחוש הראייה", מסביר צוות המחקר. "מחקרים במעבדה הראו שעטלף מסוגל לנווט באמצעות הסונר בלבד בין ארבעה קירות. אך הסונר 'רואה' רק כ-10 מ' קדימה, ומה קורה בתנאים טבעיים, בשטח פתוח המשתרע על פני קילומטרים רבים? האם עטלפים יכולים לנווט לאורך קילומטרים עם סונר בלבד? במחקר זה בדקנו את הסוגייה לראשונה באופן מעמיק".
עפים בעקבות ההד
המחקר הובל על ידי פרופ' יוסי יובל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, מבית הספר סגול למדעי המוח ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב וד"ר איה גולדשטיין, בעבר דוקטורנטית של פרופ' יובל וכיום חוקרת במכון מקס פלאנק בגרמניה. שותפים נוספים מאוניברסיטת תל אביב: פרופ' סיון טולדו מבית הספר למדעי המחשב, שינג צ'ן, ד"ר ערן עמיחי, וד"ר ארג'אן בונמן מבית הספר לזואולוגיה, ולי הרתאן מבית הספר סגול למדעי המוח. כמו כן השתתפו במחקר פרופ' רן נתן וד"ר יותם אורחן מהאוניברסיטה העברית ופרופ' איין קוזין ממכון מקס פלאנק בגרמניה. המאמר פורסם בכתב העת Science.
המחקר החדשני, שארך 6 שנים, בוצע באמצעות מערכת עקיבה ייחודית המוצבת בעמק החולה, שמאפשרת מעקב אחר בעלי חיים קטנים מאוד בטכנולוגיה דמוית GPS. החוקרים עקבו אחר תעופתם של עטלפים זעירים שמשקלם 6 גרם בלבד, מהמין המכונה עטלפון לבן שוליים, שהוא למעשה היונק הקטן ביותר שהיה אי פעם במעקב מסוג זה.
במסגרת המחקר לכדו החוקרים כ-60 עטלפים במושבה שלהם שבאזור עמק החולה, והרחיקו אותם כ-3 ק"מ מהמושבה, עדיין בתוך אזור המחיה המוכר להם. לכל עטלף הוצמד תג, ועיניהם של חלק מהעטלפים כוסו ברצועת בד, כך שלא יוכלו לראות בעת התעופה, אך יוכלו להסירה עם רגליהם לאחר שינחתו. בנוסף, השתמשו החוקרים בטכניקות לשיבוש זמני של חוש הריח והחוש המגנטי של העטלפים, וכך נוצר מצב בו הם יכולים למצוא את דרכם הביתה אך רק באמצעות הסונר. התברר שהעטלפים שבים למושבה שלהם ללא קושי.
בשלב השני בנו החוקרים מודל אקוסטי ממוחשב של הסביבה הטבעית של העטלפים בעמק החולה. פרופ' יובל: "מדובר במפה תלת-ממדית של השטח שבו מנווטים העטלפים, המשקפת את ההדים שהעטלף שומע בדרכו באמצעות הסונר. בדיקת מסלולי התעופה של העטלפים העלתה שהם בוחרים נתיבים שבהם ההדים מכילים מידע רב, שעוזר להם לנווט. לדוגמה, אזור של צמחייה, כמו שיחים ועצים, מחזיר הדים עם מידע רב יותר בהשוואה לשדה פתוח, ולכן העטלפים נוטים פחות לעוף מעל שדות. כמו כן מצאנו שכל אזור בשטח מתאפיין בהדים ייחודיים משלו, שנקלטים על ידי העטלפים. ממצאים אלה מחזקים את הסברה שלנו שהעטלף יודע בכל רקע נתון היכן הוא נמצא על פי ההדים. למעשה יש לו בראשו מפה אקוסטית של הסביבה המוכרת, הכוללת מגוון ציוני דרך קוליים אקטיביים (הדים), ממש כמו שלכל אדם רואה יש מפה ויזואלית של סביבת מגוריו".
פרופ' יוסי יובל
מחקר
חוקרים פיתחו תהליך יעיל וירוק שמפרק חומר הדברה רעיל
- רפואה ומדעי החיים
מחקר משותף בהובלת חוקרות מאוניברסיטת תל אביב וממכון מחקר מיג״ל וממכללת תל חי, הוביל לפיתוח תהליך חדשני וידידותי לסביבה לפירוק חומרים מזהמים שגורמים נזק לסביבה ולאדם. המחקר התמקד בחומר ההדברה הרעיל פאראוקסון (סוג של זרחן אורגני), שעדיין נמצא בשימוש במדינות מתפתחות, מזהם את הקרקע ועלול לחדור למאגרי מים ולמי תהום. בתהליך החדש פורק החומר לחומרים בלתי מזיקים באמצעות שילוב של אנזים וחיידקים טבעיים. לדברי החוקרות, הפלטפורמה שפיתחו יכולה להתאים לסוגים רבים של חומרים רעילים ומזהמים. "אנחנו מאמינים שבעתיד הוא יסייע בניקוי זיהומי קרקע ומים - אתגר מרכזי של העולם המודרני".
המחקר הובל על ידי פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ מבית הספר לרפואת שיניים ע"ש מוריס וגבריאלה גולדשלגר באוניברסיטת תל אביב, וד"ר ליבנת אפריאט-ג'ורנו ממכון מחקר מיג״ל וממכללת תל חי, ובשיתוף פעולה בין צוותי המעבדות הכוללים את הדוקטורנט יואב דן, דויד גורביץ', ד״ר אופיר גרשוני ופרנצ'סקה נטי. המחקר מומן על ידי משרד המדע ומשרד החלקאות, ופורסם בכתב העת ACS Applied Materials & Interfaces.
שיטה חדשה לפירוק חומרי הדברה רעילים
מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ: "מזהמים סביבתיים, בהם חומרי הדברה, מהווים כיום בעיה חמורה בכל העולם. הם מזהמים את הקרקע, וחמור מכך, בהיעדר טיפול הולם הם עלולים להגיע לקרקע חקלאית, למאגרי מים ולמי התהום ולזהם את המזון שלנו ומקורות המים החיוניים לקיומנו. במחקר זה ביקשנו לפתח שיטה יעילה וידידותית לסביבה שתפרק חומרים מזהמים לתוצרים בלתי מזיקים".
צוות המחקר בחר להתמקד בחומר הדברה הקרוי פאראוקסון - סוג של זרחן אורגני רעיל שפוגע במערכת העצבים, ונמצא כיום בשימוש בעיקר במדינות מתפתחות. בשלב הראשון הם ביקשו להשתמש באנזים MPH (מתיל פרתיון הידרולאז), השייך למשפחת אנזימים פוספוטריאסטרזות הנחקרות במעבדת אפריאט-ג׳ורנו, בשל היכולת שלהם לפרק את קוטל החרקים ביעילות מאוד גבוה, אך תוצר הפירוק האנזימטי עדיין נחשב חומר רעיל. ד״ר אפריאט-ג׳ורנו מסבירה ״על מנת לאפשר פירוק של קוטל החרקים לחומרים לא רעילים נדרשנו לאתגר מורכב, המשלב אנזימים וחיידקים מהסביבה בעלי יכולת פירוק של תוצרי הלוואי הרעילים״.
החוקרים מסבירים שהאנזים MPH מפרק את חומר ההדברה לשני תוצרי לוואי, אך אחד מהם, PNP (פארניטרו-פנול) נחשב גם הוא למזהם סביבתי, גם אם רעיל פחות. כדי לפרק גם את ה-PNP לתוצרים בלתי מזיקים, הם הוסיפו למערכת האנזימים חיידקים מסוג ארתרובקטר. מסבירה ד"ר ליבנת אפריאט-ג'ורנו: "ממחקרים בעבר עלה כי חיידקים אלה חיים בקרקע שזוהמה על ידי חומרי הדברה, ויכולים לפרק אותם ביעילות לחומרים לא רעילים. במחקר שלנו החיידקים פירקו את ה-PNP שנותר לאחר פירוק פאראוקסון, כך שבסופו של דבר כל תוצרי התהליך אינם רעילים וידידותיים לסביבה".
תהליך האנקפסולציה של האנזימים בתוך הננו-מבנים מבוססי הפטטידים וכן תהליך הפירוק המלא של הרעלן על ידי האנזימים והבקטריות (זכויות יוצרים - אוניברסיטת תל-אביב)
ננו-קפסולות שיאריכו את חיי מדף של אנזימים
"אנזימים, שהם חלבונים, רגישים מאוד לכל שינוי בסביבתם, לכן חיי המדף שלהם לרוב קצרים, מה שפוגע ביכולת השימוש שלהם בתעשיות השונות. במחקר שלנו ראינו כי MPH מאבד לחלוטין את פעילותו כ-20 יום לאחר מועד ההפקה. כדי להגיע למוצר עמיד יותר, פיתחנו ננו-קפסולות פפטידיות ייעודיות שמאריכות את חיי המדף שלו, ועשויות מחומר מתכלה שיתפרק בסופו של דבר בטבע. הבדיקות העלו כי בתוך הקפסולות האנזים שומר על פעילותו זמן רב יחסית: כ-50% מהפעילות נשמרת גם כעבור ארבעה וחצי חודשים (132 יום)", מסביר יואב דן.
"במחקר שלנו פיתחנו מערכת משולבת של אנזימים המוגנים בתוך ננו-מבנים ומאפשרת את השילוב שלהם עם תרבית חיידקים טבעיים. מערכת זו מאפשרת פירוק חומר הדברה רעיל לתוצרים בלתי מזיקים. חשוב לציין שהשיטה החדשה עושה שימוש אך ורק בחומרים מן הטבע – אנזימים, פפטידים וחיידקים, ללא חומרים מהונדסים שהשפעתם העתידית על הסביבה אינה ידועה. יתרה מכך, המערכת שלנו גמישה, וניתן לשלב בה אנזימים וחיידקים בעלי יכולות שונות, שיפרקו מגוון רחב של חומרים מזהמים. אנו מאמינים שהשיטה שלנו יכולה לשמש בסיס לפיתוח מוצרים ידידותיים ויעילים לניקוי מים או שטחי קרקע מזוהמים – למען הסביבה, הבריאות, והחקלאות ברחבי העולם", מסכמת פרופ' אדלר-אברמוביץ'.
מחקר
טביעות האצבעות חושפות את היצירה של ילדים בשנת 2000 לפנה"ס
- רוח
כל הורה תולה את הציורים שהילד.ה שלו מביא מהגן על המקרר וחושב לעצמו שמדובר בוון גוך הבא. אבל בתקופה העתיקה היו מי שניצלו זאת כדי להפוך את הילדים לעובדי הממלכה: ארכיאולוגים מאוניברסיטת תל אביב והמוזיאון הלאומי בקופנהגן ניתחו 450 כלי חרס שיוצרו בתל חמה, עיר-בת של ממלכת אבלה (Ebla), אחת החשובות בממלכות סוריה בתקופת הברונזה הקדומה (כ-4500 שנה לפני זמננו), ומצאו ששני שלישים מכלי החרס יוצרו על ידי ילדים, החל מגילאי שבע ושמונה. לצד עבודת הילדים לצרכי הממלכה, נמצאו גם עדויות ליצירה עצמאית של הילדים מחוץ למסגרת התעשייתית, דבר העשוי לרמוז על שימור ניצוץ הילדות גם בחברות עירוניות קדומות.
המחקר המפתיע נערך בהובלת ד"ר עקיבא סנדרס, עמית דן דוד לחקר העבר בפקולטה למדעי הרוח ע"ש לסטר וסאלי אנטין, בשיתוף עם חוקרים מהמוזיאון הלאומי של דנמרק. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Childhood in the Past.
כוח עבודה צעיר במיוחד
"המחקר שלנו מאפשר להציץ הצצה נדירה לחייהם של ילדים שחיו באזור ממלכת אבלה, אחת הממלכות העתיקות בעולם. אנחנו גילינו שבשיאה, בערך משנת 2400 ועד 2000 לפנה"ס, הערים המשויכות לממלכת אבלה החלו להסתמך על עבודת ילדים לייצור המוני ותעשייתי של כלי חרס. הילדים עבדו בסדנאות החל מגילאי שבע, והוכשרו במיוחד כדי ליצור גביעים אחידים ככל האפשר – ששימשו את הממלכה בחיי היומיום ובנשפים המלכותיים", מסביר ד"ר סנדרס.
כידוע, טביעות אצבעות של אדם אינן משתנות לאורך חייו. מסיבה זו ניתן להסיק בקירוב את גודל כף היד ממדידת צפיפות השוליים של טביעת האצבע, ומגודל כף היד להסיק בקירוב את גיל ומין האדם. כלי החרס מתל חמה, בגבולה הדרומי של ממלכת אבלה נחפרו בשנות ה-30 של המאה שעברה, ומאז הם שמורים במוזיאון הלאומי בדנמרק. מניתוח טביעות האצבעות של כלי החרס עולה שרובם יוצרו על ידי ילדים. בעיר חמה, שני שליש מכלי החרס יוצרו על ידי ילדים. השליש הנוסף יוצר על ידי גברים מבוגרים.
חרס שעוטר על ידי ילדים
כשהילד מביא ציור מהגן ועושה מזה קריירה
"בתחילת תקופת הברונזה הקדומה קמו כמה מערי-הממלכה הראשונות בלבנט ובמסופוטמיה", מספר ד"ר סנדרס. "אנחנו רצינו להשתמש בטביעות האצבעות על כלי החרס כדי להבין איך תהליכים כמו עיור ושלטון מרכזי השפיעו על הדמוגרפיה של תעשיית הקרמיקה. בעיר חמה, שהייתה מרכז קדום להפקת קרמיקה, אנחנו רואים בתחילה קדרים כבני 12 ו-13, ובכל מקרה מחציתם בני פחות מ-18, נערים ונערות ביחס שווה. הסטטיסטיקה הזאת משתנה עם התגבשות ממלכת אבלה. אנחנו רואים שמתחילים לייצר יותר גביעים למשתים. ומאחר שנערכים יותר ויותר משתים, ובמשתים האלה שותים אלכוהול, מן הסתם הגביעים נשברים – ולכן צריך לייצר עוד גביעים. לא זאת בלבד שהממלכה החלה להסתמך יותר ויותר על עבודת ילדים, אלא שאימנו את הילדים האלה לייצר את הגביעים כך שיהיו דומים זה לזה ככל שרק אפשר. זאת תופעה שאנחנו רואים גם במהפכה התעשייתית באירופה ובאמריקה: קל מאוד לשלוט בילדים וללמד אותם תנועות ספציפיות כדי ליצור סטנדרטיזציה במלאכת יד".
עם זאת, הייתה נקודת אור אחת בחיי הילדים: הכנת צלמיות וכלים זעירים להנאתם השלמה. "הילדים האלה לימדו אחד את השני ליצור צלמיות וכלים זעירים, ללא מעורבות המבוגרים", אומר ד"ר סנדרס. "אנחנו לא יכולים לקבוע אם הצלמיות יוצרו באותה סדנה כמו הגביעים, או בחצרות בתיהם של הילדים, בעזרת תנורי בישול פשוטים, אבל אנחנו כן יודעים לומר בוודאות שהם נוצרו על ידי ילדים – וכנראה על ידי אותם ילדים מיומנים מסדנאות ייצור הגביעים. נראה שבצלמיות אלה ביטאו הילדים את היצירתיות שלהם, את הדמיון והילדות שלהם".
ד"ר עקיבא סנדרס
מחקר
שיירים של 10 תרופות נמצאו באלמוגים במפרץ אילת
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
רוצות ורוצים לדעת מהן התרופות הכי הנפוצות? תשאלו את האלמוגים במפרץ אילת. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט חושף ששיירים של עשר תרופות שאנו, בני האדם, משתמשים בהן בחיי היומיום, נמצאו באלמוגים שנדגמו במים הרדודים – ואפילו במים העמוקים – במפרץ אילת. הבולטת בהן היא אנטיביוטיקה המשמשת לדלקות בדרכי השתן והנשימה, שנמצאה בלא פחות מ-93% מהאלמוגים שנדגמו.
המחקר המדאיג נערך בהובלת פרופ' נועה שנקר והדוקטורנטית גל נבון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, בשיתוף עם המעבדה ההידרוכימית בראשות פרופ' דרור אבישר, בבית הספר פורטר לסביבה ומדעי כדור הארץ. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת היוקרתי Environmental Pollution.
"לא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים"
"לראשונה בעולם בדקנו שיירי תרופות באלמוגים בהיקף גדול", מספרת פרופ' נועה שנקר. "דגמנו 96 אלמוגים משני סוגים של אלמוגי אבן במפרץ אילת,Acropora ו-Favites, במים רדודים של 12-5 מטרים ובמים עמוקים של 40-30 מטרים, עומקים שהם מעבר לגבולות הצלילה הספורטיבית. למרבה ההפתעה מצאנו שיירי תרופות בהיקף גדול גם באלמוגים העמוקים, שלרוב מצליחים לחמוק מזיהומים המשפיעים על האלמוגים הרדודים יותר".
החוקרות קיבלו מקופת חולים כללית רשימה של התרופות השכיחות בישראל. מבין 18 התרופות שנבחרו, עשר נמצאו באלמוגים, ולא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים. עשר התרופות שנמצאו בגוף האלמוגים שייכות לקטגוריות מגוונות: אנטיביוטיקה, תרופות נוגדות יתר לחץ דם, נוגדי טסיות, חוסמי תעלות סידן, משלשלים, מעכבי משאבות פרוטונים, סטטינים ונוגדי דיכאון.
"אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג הם צריכים לקחת בחשבון שהם צורכים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה"
"מה זה שיירי תרופות בתוך אלמוגים? הרי האלמוג לא הלך לרופא וקיבל מרשם לאנטיביוטיקה", מבהירה פרופ' שנקר. "אלה תרופות שנטלו בני אדם, תרופות שתוכננו מראש לפעול על איזה רצפטור או מסלול ביולוגי, והן פועלות גם על חיות אחרות. מחקרים קודמים, שלנו ושל אחרים, הראו למשל כי אסטרוגן המצוי בגלולות למניעת היריון יוצר סממנים נקביים בדגים זכרים, ולכן פוגע ביכולת הרבייה של מינים מסוימים, שפרוזק גורם לאגרסיביות וללקיחת סיכונים בקרב סרטנים ושנוגדי דיכאון פוגעים בזיכרון ובכושר הלמידה של דיונונים – ואין סיבה להניח שהאלמוגים איכשהו חסינים מפני השפעות כאלה. לדוגמה, אם התרופות שלנו גורמות לבעיות בסנכרון הרבייה של האלמוגים – זאת בעיה שייקח המון זמן עד שנשים לב אליה, ואז כבר ייתכן שיהיה מאוחר מדי".
אלמוג אבן מסוג FAVITES
"אלמוגי אבן הם אלמוגים בוני שונית, והסוגים אותם בחרנו למחקר הם מהנפוצים במפרץ אילת". מוסיפה גל נבון. "שוניות אלמוגים הן קריטיות למגוון החיים בים. הן מספקות מזון, מחסה ואזורי רבייה למינים רבים, ותומכות בפרנסת בני האדם דרך דיג ותיירות. המערכת האקולוגית העדינה הזו נמצאת תחת לחץ כתוצאה מהשפעות שינויי האקלים, זיהום ודיג יתר. גילוי התרופות ברקמות האלמוגים מוסיף שכבת דאגה נוספת, ומצביע על כך שפעילות האדם מזהמת גם סביבות ימיות מרוחקות".
"חשוב להבין שאלה תרופות מצילות חיים, ואין לנו כל כוונה להגיד למישהו להפחית את השימוש בהן", אומרת פרופ' שנקר. "אבל כן צריך לחשוב על שיטות טיהור שפכים שיטפלו בתרופות – וכן, כל אחד מאיתנו צריך להקפיד להשליך את התרופות הישנות באופן שאינו פוגע בסביבה. בסופו של דבר התרופות האלה חוזרות אלינו. אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג – הם בעצם לא יודעים שהם אוכלים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה".
פרופ' נועה שנקר וחברים ימיים
מחקר
פריצת הדרך עשויה להגן על בעלי החיים הימיים
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות חשפו את מנגנון הפעולה של חיידק שגורם למחלה קטלנית באלמוגים. המנגנון, שמשלב שתי מערכות להזרקת רעלנים, מופעל כשטמפרטורת המים עולה מעל 23 מעלות צלסיוס, ואז החיידק הופך אלים. החוקרים: "הבנת המנגנונים שמובילים למחלה עשויה לעזור לנו להגן על שוניות האלמוגים שנעלמות במהירות בכל רחבי העולם".
המחקר הובל על ידי צוות חוקרים מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות: פרופ' דור סלומון ותלמידת המחקר שיר מאס, ובשיתוף פרופ' מוטי גרליץ. כמו כן, השתתפו חוקרים ממכללת בראודה להנדסה בכרמיאל, ומאוניברסיטת אינדיאנה ואוניברסיטת צפון קרוליינה בארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת PLOS Biology.
כשאלמוג חוטף מחלת מעיים
מסביר פרופ' סלומון: "לשוניות אלמוגים יש מגוון תפקידים חשובים בעולמנו: מבחינה אקולוגית הן מהוות בית גידול עבור יצורים ימיים רבים, ובהיבט הכלכלי הן משמשות בסיס לענפים כמו תיירות ודיג. בנוסף הן מגינות על חופים מפני סופות גדולות כמו הוריקנים. בעשורים האחרונים אנו מאבדים שוניות בכל העולם כתוצאה מהתחממות מי הים ומזיהומים שיוצר האדם, וגם בשל עלייה במחלות שנגרמות על ידי מיקרו-אורגניזמים. מחקרים מצאו כי לעלייה בתדירות ובתפוצת המחלות יש קשר ישיר לעלייה בטמפרטורת המים: חיידקים מסוימים שאינם מסוכנים בטמפרטורות נמוכות יותר הופכים למחוללי מחלות, חלקן קטלניות, כשהמים מתחממים".
אחד ממחוללי המחלות העיקריים באלמוגים הוא החיידק Vibrio coralliilyticus, שאופיין לראשונה בתחילת שנות ה-2000 על ידי מעבדתו של פרופ' יוג'ין רוזנברג בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. "חיידק זה שייך למשפחה רחבה של חיידקים שחלקם גורמים למחלות מעיים כמו כולרה. גם באלמוגים מדובר למעשה במחלת מעיים (כן, לאלמוגים יש מעיים! פוליפ של אלמוג מורכב מזרועות שלוכדות מזון וממעיים שמעכלים אותו). מחקרי עבר העלו שכאשר טמפרטורת מי הים מגיעה ל-23 מעלות צלסיוס, החיידק הופך למחולל מחלה באלמוגים ובבעלי חיים ימיים נוספים. כמו כן ידוע שחלק מזני החיידק הופכים קטלניים עוד יותר בטמפרטורת מים גבוהה מ-27 מעלות. התופעה מוכרת כבר שנים רבות, אך המנגנון באמצעותו תוקף החיידק את האלמוג לא היה ידוע עד כה. במחקר שלנו ביקשנו לחשוף את המנגנון המולקולרי של המחלה", מסבירה שיר מאס.
חיידקים במעבדה
בשלב הראשון בחנו החוקרים ריצופי גנום רבים של החיידק מתוך מאגרי אינטרנט קיימים, בחיפוש אחר מערכות להזרקת רעלנים - תחום המומחיות של מעבדתו של פרופ' סלומון. בכל הזנים של Vibrio coralliilyticus נמצאו שתי מערכות להפרשת רעלנים, וניסויי מעבדה העלו כי שתיהן מבטאות ומפרישות חלבונים בדיוק בטווח הטמפרטורות שבו החיידק הופך למחולל מחלה. בניסויים הבאים בדקו החוקרים את אופן הפעולה של שתי המערכות.
"מצאנו שמערכת מספר 1 תוקפת והורגת מספר רב של חיידקים אחרים. זוהי אסטרטגיה נפוצה שבאמצעותה מבקש חיידק תוקף לפנות לעצמו מקום ולהשתלט על המאחסן", מסביר פרופ' סלומון וממשיך "נעזרנו בשיטות ביוכימיות כדי לזהות את הרעלנים, ומצאנו שהם דומים ברובם לרעלנים אנטי-בקטריאליים מוכרים, המופרשים גם על ידי חיידקים אחרים. מערכת מספר 2, לעומת זאת, תוקפת ישירות את תאי בעל החיים המאחסן - פעילות פחות שכיחה במערכות הפרשת רעלנים מסוג זה. בניסויים שלנו הרגה מערכת זו סוג של סרטן ימי זעיר הקרוי ארטמיה ששימש כמערכת מודל, וכן תאים של עכבר, אך לא גרמה כל נזק לחיידקים אחרים".
כשביקשו לזהות את הרעלנים במערכת 2 חיכתה לחוקרים הפתעה: הם מצאו תשעה רעלנים חדשים שכלל לא היו מוכרים בהקשר של מערכות מסוג זה בחיידקים, ושבעה מהם הופיעו בכל הגנומים שרוצפו.
פרופ' דור סלומון וצוות המחקר
תוקפים מכל הכיוונים
החוקרים משערים כי ממצאי המחקר מעידים על אסטרטגיה משולבת ואפקטיבית במיוחד של החיידק Vibrio coralliilyticus, שגורמת נזק רב לשוניות אלמוגים. החיידק מצויד בשתי מערכות להזרקת רעלנים: אחת מהן הורגת את המתחרים - החיידקים 'הטובים' שמגינים על המעיים של האלמוג, ומפנה את הדרך למערכת השנייה שתוקפת ישירות את תאי האלמוג. שתי מערכות ההזרקה מופעלות בדיוק בתנאים הסביבתיים שבהם פורצת המחלה: טמפרטורת מים מעל 23 מעלות צלסיוס.
"במחקר זה פענחנו את המנגנון באמצעותו גורם החיידק Vibrio coralliilyticus למחלה קשה ואף למוות בבעלי חיים ימיים, בהם אלמוגים. ככלל, הבנת מנגנון מחולל מחלה יכולה לסייע במניעתה. כבר היום מפתחים חוקרים בעולם פרוביוטיקה לאלמוגים, שנועדה לחזק אותם מול חיידקים מחוללי מחלות, וטיפולים אלה נמצאו יעילים בניסויים מבוקרים. מעבר לכך, התובנות שלנו עשויות לסייע גם בהתמודדות מול חיידקים אחרים שמשתמשים במנגנונים דומים, ובכך לתרום תרומה חשובה לתחומים שונים, מאקולוגיה ועד לחקלאות ורפואה", מסכם פרופ' סלומון.