כשאנחנו מביטים אל הים, פני המים נראים לנו אחידים – אבל מתחת לפני השטח הוא מחולק לאזורים שונים עם תנאים ייחודיים, בעומקים ובאזורים גאוגרפיים שונים. קשה לדמיין "מפת ים" שבה אפשר ממש לראות את הגבולות האלה, אבל זה בדיוק מה שמחקר בינלאומי חדש ניסה לחשוף – בעזרת סרטנים פלנקטוניים זעירים הנקראים שַׁטְרׇגְּלַיִם (copepods, מיוונית: צירוף המילים משוט ורגל).
המחקר, שנערך בהובלת פרופ' תמר גיא-חיים וד"ר חימנה ולאסקז מהמכון לחקר ימים ואגמים לישראל, פורסם בכתב העת Limnology and Oceanography Letters. צוות המחקר גילה כי השטרגליים נושאים "חתימה מיקרוביאלית" ייחודית שמשקפת טוב יותר את זרמי האוקיינוס ואת תנאי הסביבה לעומת המיקרואורגניזמים החופשיים במי הים. החוקרים בחנו מיקרואורגניזמים החיים על ובתוך שטרגליים ברחבי הים התיכון, במסגרת הפלגת מחקר שהשתרעה מהים הטיראני מול חופי איטליה עד לאגן הלבנט ממזרח לכרתים.
6 צפייה בגלריה
שטרגלים שונים חולקים מיקרובים ויוצרים מטה־קהילה מיקרוביאלית
(איור: מתוך כתב העת Limnology and Oceanography Letters)
6 צפייה בגלריה
למעלה: מפה המציגה את תחנות הדגימה לאורך הפלגת המחקר על סיפון ה-R/V L’Atalante, למטה: מפות זרמים המציגות קישוריות בין תחנות הדיגום, המשתקפת בחברה המיקרוביאלית של השטרגליים
(איור: מתוך כתב העת Limnology and Oceanography Letters)
הים התיכון מהווה מעבדה טבעית אידאלית לחקר דפוסים ביוגאוגרפיים (דפוסי פיזור של מינים בשטחים גאוגרפיים שונים) הודות למשרעת רחבה של תנאים סביבתיים. "המיקרואורגניזמים נעים יחד עם המאכסנים שלהם – השטרגליים", מסבירה ד"ר ולאסקז. "כיוון שתנועת השטרגליים מוגבלת יותר על ידי זרמי האוקיינוס מאשר זו של המיקרואורגניזמים החופשיים, המיקרוביום שלהם מעוצב לפי מיקום ותנועת המאכסן, ויוצר מעין 'מפה מיקרוביאלית' של אזורי הים".
המחקר נערך בשיתוף חוקרים מישראל, איטליה, יוון וצרפת, שאספו דגימות על סיפונה של ספינת המחקר L’Atalante במהלך הפלגת מחקר שארכה כחמישה שבועות. מלאכת המחקר התקיימה במהלך מגפת הקורונה, מה שהוסיף אתגרים לוגיסטיים לאתגר המדעי. "בכל יום גררנו רשתות פלנקטון ואספנו דגימות מים", משחזרת ד"ר ולאסקז. "ישבתי שעות מול מיקרוסקופ במעבדת הספינה כדי לזהות ולמיין בזהירות את מיני השטרגליים, גם כשגלי הים היו גבוהים. למרות האתגרים, זו הייתה חוויה בלתי נשכחת ומספקת מאוד".
6 צפייה בגלריה
דיגום אוקיינוגרפי על סיפון ספינת המחקר L’Atalante. מימין: בקבוקי ניסקין מורכבים על רוזטה לאיסוף מי ים מעומקים שונים, משמאל: רשתות פלנקטון
(צילום: המעבדה לאקולוגיה של זואופלנקטון, חקר ימים ואגמים לישראל)
לדברי פרופ' גיא-חיים, חברות מיקרוביאליות מקושרות זו לזו ומעוצבות על ידי תהליכים אקולוגיים. "בקנה מידה מקומי, החברות המיקרוביאליות הנלוות לשטרגליים תלויות מאוד במין המאכסן ובתכונות כמו העדפות מזון, כפי שמצאנו במחקר קודם שערכנו בחוף הישראלי. אך בקנה מידה נרחב, שטרגליים יכולים לשתף מיקרואורגניזמים זה עם זה ישירות או דרך הסביבה, וכך נוצרת מטא-חברה מיקרוביאלית".
באמצעות כלים גנטיים מתקדמים ומודלים אבולוציוניים גילו החוקרים כי המטא-חברות המיקרוביאליות הקשורות לשטרגליים היו דומות באגני ים תיכון המקושרים בזרמי ים, אך שונות באגנים שאינם מחוברים. לעומתן, המטא-חברות של המיקרואורגניזמים החופשיים במים היו אחידות בכל אזורי הדיגום ונשלטו על ידי מינים סתגלנים ונפוצים.
6 צפייה בגלריה
למעלה מימין: ד"ר חימנה ולאסקז דוגמת שטרגליים מדוגמאות פלנקטון במעבדת ספינת המחקר, למעלה משמאל: שטרגליים שנאספו בתחנות הדיגום לאורכו של הים התיכון, למטה : צוות המחקר
(צילום: המעבדה לאקולוגיה של זואופלנקטון, חקר ימים ואגמים לישראל)
6 צפייה בגלריה
ספינת המחקר L’Atalante
(צילום: המעבדה לאקולוגיה של זואופלנקטון, חקר ימים ואגמים לישראל)
"הממצאים שלנו מצביעים על כך שהמיקרוביום של השטרגליים עשוי לשמש כסמן רגיש לשינויים אזוריים בתנאי האוקיינוס", אומרת פרופ' גיא-חיים. "ייתכן שבעתיד נשתמש במיקרואורגניזמים אלו כסמנים ביולוגיים לניטור שינויים במערכות אקולוגיות ימיות – במיוחד תחת שינויי אקלים".
כשהאוקיינוס מתחמם ונהיה דל יותר בחומרי הזנה, המיקרואורגניזמים הקשורים למאכסנים – במיוחד אלו המותאמים לסביבות אוליגוטרופיות (עניות) – עשויים לשמש כסימני אזהרה מוקדמים למצבן של מערכות אקולוגיות ימיות. ממצאי המחקר פותחים כיוונים חדשים למעקב אחר השינויים המתרחשים במיקרוביום הימי והמערכות שהוא תומך בהן – בקנה מידה עולמי.
