מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' גיא בלוך
אקולוגיה, אבולוציה והתנהגות
האוניברסיטה העברית, קמפוס אדמונד י' ספרא
מדעי החיים והרפואה
תקופת המחקר
2011-2015

השעון החברתי של בעלי החיים

לבעלי החיים, כולל בני האדם, יש ״שעונים״ ביולוגיים אשר מארגנים את פעילות הגוף כך שתתאים למחזור היום והלילה. המחקר שלנו, שהתמקד בדבורים, הראה לראשונה שגורמים חברתיים יכולים להשפיע על השעון הביולוגי של בעלי חיים

נכתב ע''י גיא בלוך, 15 אוק 2015

הגוף שלנו ושל כל בעלי החיים האחרים שנחקרו עד כה כולל ״שעונים״ ביולוגיים שמודדים זמן. שעונים ביולוגיים עם מחזור של כ-24 שעות, הקרויים שעונים צירקדיאניים, מארגנים את הפעילות הפיזיולוגית והביוכימית של הגוף כך שתתאים למחזור היום-לילה המאפיין את כדור הארץ שעליו אנחנו חיים. כך למשל, אנחנו רוצים לישון בלילה ומתעוררים בבוקר. מנגנון המולקולרי העומד בבסיס מערכת השעון הביולוגי דומה במגוון מיני בעלי חיים – החל מחרקים וכלה ביונקים – ומבוסס על פעילותם של גנים דומים הידועים כ"גני השעון". מחקרים בבני אדם וחיות הראו שתפקוד לא תקין של השעון הצירקדיאני קשור למחלות רבות, ולכן יש חשיבות רבה להבנת אופן הפעולה של מערכת השעון הזה כמו גם בזיהוי הגורמים הפנימיים והסביבתיים אשר משפיעים על תפקודו. נהוג לחשוב שהגורמים המרכזיים אשר מבקרים את פעילות השעון היממתי הם שינויים באור ובחום אשר באופן טבעי מושפעים ממיקום השמש בשמיים. במחקר זה שאלנו האם גם גורמים חברתיים מסוגלים להשפיע על פעילות השעון הביולוגי. חיית המודל בה התמקדנו היא דבורת הדבש, מאחר ומדובר בבעל חיים המראה רמה גבוה מאוד של ארגון חברתי; מחקרים קודמים הראו שכמעט כל פעולותיה של הדבורה מבוקרות על ידי סביבתה החברתית. אחת מהתגליות המרגשות שלנו היא שמחזור הפעילות החברתי במושבה – כלומר סדר היום המשותף לכלל הדבורים במושבה – יכול לסנכרן את השעון הביולוגי של כל אחת מהדבורים. בעבודה זאת הראנו לראשונה שסינכרון חברתי בפעילותם של בעלי חיים יכול לגבור על סינכרון שנקבע על ידי מקצב האור-חושך הטבעי – הגורם הסביבתי החשוב ביותר לסינכרון השעון היממתי. מחקר זה מדגיש את החשיבות של עריכת מחקרים בהקשר טבעי, שכן מקצב הפעילות בסביבה הטבעית של בעל חיים עשוי להיות מורכב בהרבה מזה שנהוג להעריך על סמך ניסויי מעבדה מבוקרים. חלק נוסף של עבודתנו מוקדש לחקר סביבתי ומולקולרי של גמישות יוצאת דופן אשר מצאנו במקצב הפעילות של הדבורים. דבורים חברתיות כגון דבורי דבש ודבורי בומבוס מסוגלות לעבור ממקצב פעילות חזק עם שנת לילה רציפה לפעילות מסביב לשעון ללא מקצב יממתי ברור. גם תופעה זאת מבוקרת על ידי הסביבה החברתית של הדבורה. דבורים אשר מלקטות מזון מחוץ לכוורת מראות מקצב יממתי חזק ואילו דבורים אשר מטפלות בוולד בתוך הכוורת פעילות מסביב לשעון. אנחנו מנסים להבין את המנגנונים המולקולרים והעצביים אשר מאפשרים גמישות כה יוצאת דופן בשעון הביולוגי כמו גם להבין מה הם הגורמים החברתיים אשר מבקרים גמישות זאת. מאחר וחומרים כימיים המשמשים לתקשורת – פרומונים – ממלאים תפקיד מרכזי בארגון של חברות דבורים, בחנו ראשית את ההיפותזה שהוולד משפיע על מקצב הפעילות באמצעות הפרשת פרומונים. הניסויים אותם ביצענו מציעים שלפרומונים המופרשים מהוולד יש רק השפעה מצומצמת, אם בכלל, על הגמישות במקצב הפעילות. לעומת זאת, בסדרה נוספת של ניסויים מצאנו שנוכחות של גלמים, אשר אינם דורשים האכלה, גורמת לדבורים להיות פעילות מסביב לשעון. תוצאות מפתיעות אלה מלמדות שמגוון צרכים של הוולד עשוי לגרום לדבורים מטפלות לעבור לפעילות ללא מקצב צירקדיאני. זוהי השפעה חברתית מובהקת על השעון הביולוגי. בכללותו, מחקר זה מראה שההשפעות החברתיות על השעון הצירקדיאני הן עשירות ומגוונות יותר ממה שהיה ידוע עד כה. שילוב הניסויים החברתיים, ההתנהגותיים, הנוירוביולוגיים והמולקולריים שאנחנו מבצעים עשוי לגלות את המנגנונים המאפשרים גמישות טבעית בשעון הביולוגי, כמו גם לזהות מנגנונים בגופם של בעלי חיים שחיוני שיהיו תחת בקרה של השעון הצירקדיאני. מאחר ומערכת השעון הביולוגי מבוססת על מנגנונים דומים במגוון בעלי חיים, הממצאים שלנו עשויים לתרום למחקר המתבצע עם מינים נוספים של חרקים ואף יונקים, כולל בני אדם.

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

לא הוזנו מילות מפתח
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום