כשליש מהשטח היבשתי של כדור הארץ מכוסה במדבריות - אזורים צחיחים שמקבלים בממוצע פחות מ-200 מילימטר משקעים בשנה. רבים מהמדבריות חמים מאוד ביום וקרים בלילה, והשילוב בין מחסור במים לטמפרטורות קיצוניות מציב אתגרים קשים בפני בעלי החיים שמתגוררים שם. לפי האגדה, כשבני ישראל הלכו במדבר משה במטה היכה על סלע ויצאו ממנו מים – אבל מה יעשו מי שנאלצים לאסוף נוזלים בצורה טבעית יותר?
למינים השונים שקבעו את מגוריהם במדבר יש מגוון התאמות אנטומיות והתנהגותיות שהתפתחו במהלך האבולוציה, ועוזרות להם לשרוד ואפילו לשגשג גם בתנאים הקשים. בכתבה נבחן את ההתאמות הנפוצות, וגם נסקור כמה בעלי חיים עם שיטות מיוחדות יותר להתמודדות עם החום והיובש.
6 צפייה בגלריה
חלוקת חיות לסוג מאדה, מתחמק או בעל סיבולת לפי גודל גוף, וריכוז השתן שלהן על פי האקלים בו הן חיות - מהכי מרוכז באקלים צחיח ועד דליל באקלים לח
( איור: Rocha, J.L. et al., Mam. Rev. 51, 482-491 (2021), CC BY-NC 4.0)
מתחמקים או מחזיקים מעמד
נתחיל מההתאמות לחיים במדבר שמשותפות למינים רבים של בעלי חיים. החוק הראשון של החיים באזור צחיח הוא: חיסכון במים. לחיות המדבריות חבל על כל טיפה, ורבות מהן דואגות לאבד כמה שפחות נוזלים. דרך נפוצה לעשות זאת היא לייצר שתן מרוכז מאוד: כך אפשר להוציא את חומרי הפסולת עם כמה שפחות מים נלווים. המנגנון הפיזיולוגי של ריכוז השתן, כך נראה, התפתח כמה וכמה פעמים באבולוציה בשושלות שונות של יונקים, ואפשר לחזות בצורה טובה למדי איך ייראה שתן של מין מסוים, לפי הצחיחות של מקום מגוריו.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
לטפל במחלה לפני שהיא באה לעולם
המתמטיקאי שבונה גשרים
לטפל בעזרת חיידקים דרך האף
התאמות אחרות תלויות במאפיינים של כל מין. הביולוגית הבריטית פטרישיה ווילמר (Willmer) חילקה את חיות המדבר לשלושה סוגים, לפי גודל הגוף שלהן – שמשפיע על הדרכים בהן הן מתמודדות עם החום והמחסור במים.
הסוג הראשון הוא המתחמקים (evaders). אלו לרוב בעלי חיים קטנים, כמו ירבועים או לטאות קטנות. השם ניתן להם משום שהם מתחמקים מהחום – הם פעילים בעיקר בלילה, וגופם הקטן מאפשר להם למצוא מחילות קרירות לבלות בהן את הימים החמים. אין להם שיטות מתוחכמות להשיג מים או לשמור אותם בגופם לאורך זמן, ולעיתים קרובות הם נאלצים להסתפק בכמות הקטנה של נוזלים שהם מפיקים מהמזון שלהם. על ידי הימנעות מיציאה לשמש הם דואגים לא להתחמם יותר מדי, כך שהם לא צריכים לקרר את עצמם באמצעות הזעה או הלחתה, שכוללות איבוד מים.
לסוג השני שייכים בעלי החיים המדבריים הגדולים ביותר, שלא יכולים להסתתר מהחום – אלו הם בעלי הסיבולת (endurers). הדוגמה המוכרת ביותר היא הגמל החד-דבשתי (Camelus dromedarius). גמלים יכולים לשאת חום של עד 42 מעלות צלסיוס, ואובדן של יותר מרבע מהמים בגופם – בעוד בעלי חיים אחרים יתמוטטו בתנאים כאלו ויסבלו מהתייבשות וממכת חום. גם הם חוסכים ככל האפשר במים, לא רק על ידי ריכוז השתן אלא גם, במקרים מסוימים, צמצום של אובדן אדי מים בנשימה.
בנוסף, חלק מבעלי החיים בקבוצה זו אוגרים מים בגופם, במיוחד במעי. יש גם כאלו שאוגרים שומן באיברים מיוחדים, כמקור לאנרגיה באזורים שבהם קשה להשיג מזון: זה מה שנמצא בדבשת של הגמל, ובזנב (אליה) של כבשים מסוימות. דרך נוספת למנוע התחממות יתר היא פשוט... לא לעשות הרבה. החיות בקבוצה זו, בניגוד לקבוצת המתחמקים, לא יכולות לברוח למאורה קרירה, אבל הם משתדלים לבלות את השעות החמות בישיבה בצל, וגם אם אין צל באזור, הם נחים ומורידים את קצב חילוף החומרים שלהם.
6 צפייה בגלריה
מקרר את עצמו בעזרת איברים בעלי שטח פנים גדול: האוזניים. שועל פנק
(צילום: atiger , Shutterstock)
הסוג השלישי והאחרון הוא של בעלי חיים בגודל בינוני, כמו למשל השועל המדברי פֶנֶק (Vulpes zerda), שחי גם בישראל. הם לא מסוגלים לשאת חום כמו החיות הגדולות, אבל גם מתקשים למצוא מקומות מחבוא קרירים במשך היום יותר מהחיות הקטנות. השם שניתן להם הוא "מְאַדִּים" (evaporators), כי משימתם העיקרית היא להיפטר מעודפי החום. אחת הדרכים לעשות זאת היא בעזרת איברים בעלי שטח פנים גדול: הדם שזורם דרכם מתקרר, זורם לשאר הגוף ומקרר גם אותו. אצל הפנק, כמו אצל לא מעט מינים אחרים בקבוצה הזו, מדובר באוזניים גדולות במיוחד.
המואדיב במדבר
בספר (ובסרט) "חולית", פול אטריידס בוחר לעצמו את השם "מוּאָדיבּ", שהוא שם של מכרסם מדברי מקומי. "מואדיב יודע את דרכי המדבר", נאמר על המכרסם בספר. "מואדיב יוצר את המים של עצמו. מואדיב מתחבא מהשמש ונע בלילה".
ההשראה למואדיב עשויה להיות הירבּוֹען (Dipodomys) שחי בצפון אמריקה, או אחד ממיני הירבועיים (Dipodidae), שחיים בצפון אפריקה ובאסיה, כולל במדבר הישראלי. בעלי החיים משתי הקבוצות הללו הם מכרסמים המותאמים לחיים במדבר, וגם אם הם לא בדיוק "מייצרים מים", הם מסוגלים להתקיים בעיקר על הנוזלים מהמזון שהם אוכלים – זרעים לירבוען, צמחים רכים יותר במקרה של הירבוע, ומדי פעם גם חרקים. הם עושים זאת בעזרת ההתאמה הנפוצה שכבר הזכרנו: שתן מרוכז מאוד. כמו המואדיב, וכמו חבריהם לקבוצת "המתחמקים", הם מבלים את הימים החמים במאורות, ויוצאים החוצה בלילה או בשעות בין הערביים.
6 צפייה בגלריה
אולי היה ההשראה למכרסם "מואדיב" מהספר "חולית". ירבוען
(צילום: Been there YB, Shutterstock)
גם לירבוען וגם לירבוע יש רגליים אחוריות ארוכות וחזקות, שבעזרתן הם מסוגלים לקפוץ למרחקים מרשימים - מאפיין שנתן לירבוען את שמו האנגלי, kangaroo rat, "חולדת קנגורו", אף שאינו יונק כיס. הקפיצות הללו מאפשרות לירבוע ולירבוען לשנות כיוון במהירות ובאופן בלתי צפוי, וכך לחמוק מטורפים. הם חולקים את התכונה הזו עם בעל חיים קטן ומדברי אחר, "העכבר המקפץ" מהסוג Notomys, מכרסם ממשפחת העכבריים (Muridae) שחי באוסטרליה. מבנה הגוף הזה, כך נראה, התפתח בנפרד בכל אחת מהקבוצות. ייתכן שרגליים אחוריות ארוכות ותנועה קופצנית הם גם התאמה לחיים במדבר, אבל לא לחום או לצחיחות אלא למרחבים הפתוחים: כשאין צמחייה להתחבא בה, בעלי החיים הקטנים צריכים לא רק להיות מהירים, אלא גם בלתי צפויים.
נוסף על כל זה, לירבוע יש גם התאמות מיוחדות לחיים בחולות: האף שלו מכוסה בקפלי עור שמונעים מהחול להיכנס לתוכו כשהוא חופר את מאורתו, ופתחי האוזניים מכוסים בשיער, לאותה מטרה.
החתול שלא משאיר עקבות
אחד הטורפים שה"מואדיבים" צריכים להתחמק מהם הוא חתול החולות (Felis margarita). זהו חתול בר קטן וחמוד להפליא, עם פרווה בצבעי צהוב-אפור שמעניקה לו הסוואה בחולות, והבעה קבועה של אכזבה. הוא חי באזורים מדבריים בצפון אפריקה ובמזרח התיכון, ובעבר גם בישראל, בערבה – אך ככל הנראה כיום אין עוד חתולי חולות בארץ.
6 צפייה בגלריה
בעל אוזניים גדולות שעוזרות להתקרר וכפות רגליים גדולות ומכוסות פרווה שמגנה מהחול החם. חתול חולות
(צילום: slowmotiongli, shutterstock)
חתול החולות שייך לקבוצת המאיידים, וכמו לפנק גם לו יש אוזניים גדולות שעוזרות לו להיפטר מהחום. אך הוא גם נעזר גם בשיטות של המתחמקים, ונוהג לבלות את השעות החמות במאורה מתחת לאדמה.
אבל כדי לראות את המאפיין המיוחד ביותר של חתול החולות צריך לבחון את הכפות שלו. הן גדולות מאוד, ומכוסות פרווה גם בצד התחתון שלהן. הן מזכירות במקצת את כפות הרגליים של חתול אחר, השוּנר (לינקס) שחי דווקא באזורים קרים מאוד. הכפות הגדולות של השונר עוזרות לו לא לשקוע בשלג, והפרווה מבודדת את גופו מהקור. הכפות של חתול חולות עושות אותו דבר, רק לא בשלג אלא בחול: רוחבן מפזר את משקל גופו כך שהוא כמעט לא משאיר עקבות בחול, מה שמקשה מאוד לעקוב אחריו, והפרווה על כריותיהן מאפשר לו ללכת על חול חם מאוד, בלי לקבל כוויה.
להוציא מים מהאוויר
חיה אחרת, שבניגוד לירבועים דווקא אפשר להגיד שהיא מייצרת את המים של עצמה, היא חיפושית מדבר נמיב (Stenocara gracilipes). אם אין מקור מים באזור, החיפושית הזו אוספת מים מהאוויר. כשהערפל עולה מהים, החיפושית מתייצבת מול הרוח, מורידה את ראשה ומטה את גופה בזווית של כ-45 מעלות. הלחות שבאוויר מצטברת על גבה, ואז זורמת מטה לכיוון ראשה – והיישר לתוך פיה.
המבנה של החיפושית מותאם במיוחד לאיסוף מים. על גבה יש תבנית של בליטות מחומר הידרופילי, שיוצר קשרים בקלות עם מים, מוקפות בשקעים שמצופים בחומר הידרופובי, דמוי שעווה, שדוחה מים. המים מצטברים על הבליטות, ואז זורמים מטה דרך השקעים. חוקרים לומדים את המבנה הזה בתקווה שיוכלו להיעזר בו לייצור שיטות טובות יותר לאיסוף מים מערפל. כבר כיום, באזורים מדבריים ברחבי העולם, נהוגות שיטות לאיסוף מים מהאוויר, אך הן מסתמכות בעיקר על רשתות גדולות. אולי בעתיד נוכל ללמוד מהחיפושית דרכים יעילות יותר, שיעזרו להקל על מצוקת המים באזורים אלו.
מגן החום של הנמלה
ראינו שאחת השיטות הנפוצות להתמודדות עם החום המדברי היא לנוח במהלך היום, רצוי בתוך מאורה קרירה, ולצאת רק בלילה. אבל הנמלה נווטת סיני (Cataglyphis bombycina), שחיה במדבריות צפון אפריקה, יוצאת לחפש מזון דווקא באמצע היום – וכך מתחמקת מטורפים, בעיקר לטאות, שאינן מסוגלות לסבול את החום הכבד.
כיצד הנמלים עצמן סובלות אותו? קודם כל, הן לא נמצאות בשמש הרבה זמן: הן יוצאות מהקן לכעשר דקות בלבד, שבמהלכן הן מחפשות פגרים של חרקים ושל חסרי חוליות אחרים, מהם הן ניזונות. כדי להספיק לכסות אזור נרחב בזמן קצר כל כך, הנמלים רצות – מהר. הן הנמלים המהירות ביותר בעולם, ועוברות יותר משמונים וחמישה סנטימטר בשנייה. ביחס לגודל הגוף שלהן, זה כמו שאדם ירוץ 200 מטר בשנייה, מהירות שתשאיר הרחק מאחור אפילו את יוסיין בולט. הרגליים שלהן לא ארוכות במיוחד, ואפילו קצרות בהשוואה למיני נמלים קרובים, אך הן מפצות על כך בצעדים מהירים ביותר: עד 47 מהם בשנייה.
בנוסף, לנמלים המדבריות יש מגן חום מיוחד: שערות כסופות עם מבנה משולש בחתך רוחב, שמכסות את גבן ואת צידי גופן. חוקרים שבחנו את השערות הללו הראו שהן מחזירות את קרני השמש ביעילות גבוהה ביותר, גם בטווח האור הנראה וגם בטווח התת-אדום. השערות גם מאפשרות פליטה יעילה של החום מגוף הנמלים החוצה. החוקרים הראו שכיסוי השערות מוריד את טמפרטורת הנמלה בכחמש עד עשר מעלות צלסיוס, בהשוואה לנמלה ללא שערות.
כמו במקרה של החיפושית, גם כאן, ייתכן שנוכל ללמוד מהפתרונות שהתפתחו במהלך האבולוציה כיצד לבנות טכנולוגיה יעילה יותר. "איברים שהתפתחו לקלוט ולשלוט בגלים אלקטרומגנטיים לעתים קרובות יעילים יותר ומתוחכמים יותר ממכשירים מעשי ידי אדם", אמר נאנפנג יו (Yu), אחד החוקרים, בהודעה לעיתונות. "הבנה של העיצוב הטבעי מעמיקה את הידע שלנו על מערכות ביולוגיות מורכבות, ונותנת לנו השראה ליצירת טכנולוגיות חדשות".
קרפדות במדבר
לסיום, אולי תופתעו לשמוע שבמדבר חיות גם קרפדות. בעלי חיים אלו משתייכים למחלקת הדו-חיים, שצריכים מים כדי להתרבות. איך אם כך הם מצליחים לשרוד באזורים צחיחים? במקרה של קרפדות מהמין חפרית אמריקאית על שם קאוץ' (Scaphiopus couchii), התשובה היא: הן ישנות.
6 צפייה בגלריה
מעבירה את רוב השנה בתרדמה מתחת לאדמה. חפרית אמריקאית על שם קאוץ'
( צילום: Viktor Loki, Shutterstock)
יש בעלי חיים שנכנסים לתרדמת חורף, ומעבירים בשינה את החודשים הקרים בהם קשה להשיג מזון. אחרים נכנסים לתרדמת קיץ (אֶסטיבציה), או ישנים בתקופה היבשה. זה מה שעושות קרפדות קאוץ' – אבל היות שהעונה היבשה במדבריות של צפון אמריקה בהם הן חיות נמשכת רוב השנה, הן גם ישנות במשך רוב השנה. הן מבלות שמונה ואפילו עשרה חודשים מתחת לאדמה במאורות שהן חופרות, ויוצאות החוצה באביב, שמאופיין באזורים אלו בסופות רעמים וגשם. אם השנה שחונה במיוחד, הן יכולות להישאר במאורה עד האביב הבא.
כשהגשמים מגיעים, הקרפדות לא מבזבזות זמן: הן מוצאות בריכה עונתית, מזדווגות ומטילות ביצים, שמתחילות לבקוע כבר לאחר 15 שעות. הראשנים צריכים להתבגר מהר, לפני שהשלולית תתייבש, ובתנאים המתאימים יכולים להשלים את הגלגול מראשן לקרפדה תוך תשעה ימים. הקרפדות הצעירות עוזבות את השלולית וחופרות מאורה משלהם, לישון בה עד האביב.
השראה מעולם החי
ההתאמות לחיים במדבר הן רבות ומגוונות, מצורות התנהגות פשוטות כמו "לנוח במשך היום" ועד לתכונות אנטומיות מורכבות, כמו רגליים ארוכות או שערות מחזירות אור. אנחנו בני האדם, לעומת זאת, לא מותאמים במיוחד לחיים מדבריים. אנחנו מסתמכים בעיקר על ראייה ולא רואים טוב באור חלש, ולכן פעילים בשעות היום החמות; ובעוד שיש לנו מערכת קירור יעילה מאוד, בדמות בלוטות הזיעה הרבות על גופנו, היא גם מבזבזת הרבה מים. בניגוד לחיות מדבריות רבות, אנחנו צריכים לשתות כל יום, והרבה – במיוחד כשחם לנו. העור החשוף שלנו, שפגיע לקרינת השמש, גם הוא לא מתאים לחיים במקומות חמים ונטולי צל.
למרות כל זאת, בני אדם התיישבו גם במדבר, והם נעזרים בטכנולוגיה כדי להתגבר על התנאים הקשים. הבנה של השיטות בהן משתמשות החיות, שהתפתחו במהלך עשרות מיליונים שנים של אבולוציה, יכולה לעזור לנו לפתח טכנולוגיות טובות יותר להתמודדות עם החום וגם לאיסוף מים. חוקרים כבר עובדים על טכנולוגיות כאלו, ששאבו השראה מחיפושית מדבר נמיב, נווטת סיני וחיות אחרות. בעתיד הן בוודאי יאפשרו ליותר בני אדם לחיות חיים טובים יותר, גם באזורים החמים והצחיחים של העולם.
ד"ר יונת אשחר, העורכת הראשית של אתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
