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' ברי פינשאו
אקולוגיה מדברית
אוניברסיטת בן גוריון בנגב - המכונים לחקר המדבר ע"ש יעקב בלאושטיין
פרופ' פדרו ברלינר
חקלאות באזורים צחיחים
אוניברסיטת בן גוריון בנגב - המכונים לחקר המדבר ע"ש יעקב בלאושטיין
מדעי החיים והרפואה
תקופת המחקר
2010-2014

סודות האוורור הטבעי של מחילות בעלי החיים

ניתן לדמות את המחילות שבעלי חיים שונים חופרים לעצמם כאיבר נוסף מאיברי גופם שעבר גם הוא אבולוציה של מיליוני שנים ושממלא תפקיד חיוני בהישרדותם. במחקר שלנו בדקנו את האופן שבו מבנה המחילות של מינים שונים מאפשר להן להתאוורר

נכתב ע''י ברי פינשאו, 15 אוק 2015

המחילות שבעלי חיים שונים חופרים לעצמם אינן רק מרחבים לתנועה תת-קרקעית יעילה, אלא דבר מה מתוחכם בהרבה: הן מהוות מעין הרחבה של הפיזיולוגיה של בעלי החיים – איבר נוסף מאיברי גופם, גם אם הוא חיצוני להם לחלוטין. כמו שאר אברי הגוף, גם המחילות עברו מיליוני שנות אבולוציה והסתגלות כתוצאה מהברירה הטבעית של בעל המחילה. אין פלא, אם כן, שמחילות אלה ממלאות תפקידים פיזיולוגיים חיוניים עבור בעלי החיים, וחוסכות להן אנרגיה רבה בפעילות היומיומית שלהם. ומכיוון שהמחילות הן פרי תוצאה של אבולוציה מתמשכת, לכל בעל חיים מחילה ייחודית משלו הנבדלת מאחרות במידת מורכבותה, תכנונה ובנייתה – באותה מידה שבעלי החיים שונים זה מזה. במחקר שלנו ביקשנו להבין את האופן שבו מבנה המחילות של בעלי חיים שונים מאפשר להן להתאוורר. לשם כך בחנו שני מנגנונים שונים של אוורור מחילות שטרם תוארו במחקרים קודמים. גילינו מנגנונים האחראים על אוורור תקין ושמירת תנאי סביבה הולמים במחילות בעלי חיים יבשתיים, בעלי חוליות וגם חסרי חוליות. המנגנון הראשון שבחנו שייך למריון המדבר, מכרסם שנפוץ בנגב, בחצי האי ערב ובמדבריות צפון אפריקה. גילינו שמבנה המחילה שמכרסם זה חופר, שיש בו יותר מכניסה אחת, מאפשר למערבולות אוויר שבשכבת הגבול של האטמוספרה הקרובה לקרקע, לחדור לעומקים שונים אל תוך המחילה ולאוורר אותה ביעילות. בנוסף, בחנו את תכונותיו הפיזיולוגיות של המכרסם כדי למדוד את עמידתו בפני ריכוז גבוה של פחמן דו-חמצני הנפלט במהלך הנשימה ומצטבר במחילות. לא מצאנו כל ראייה לכך שגופו של מריון המדבר אכן מותאם לריכוזים גבוהים של פחמן דו-חמצני. עובדה זו מחזקת את ההערכה שמבנה המחילות מותאם לאוורור יעיל המאפשר למכרסם שלא לסבול מבעיות פיזיולוגיות הנוצרות כתוצאה מריכוז פחמן דו-חמצני גבוה. בהמשך המחקר בחנו את אוורור המחילות של חומט הקייפּ ( (Trachylepis capensis. החומט חופר מחילה אנכית בעלת פתח אחד לעומק של כ-50 ס"מ וברוחב של כ-5 ס"מ. גם מחילות אלה מאוררות היטב על ידי מערבולות בשכבת הגבול. בחנו גם את מבנה המחילות של שלושה מיני עקרבים ממשפחת העקרביים (Scorpionidae): העביד הצהוב מהנגב (Scorpio Palmatus), מין מהרמה המרכזית של נמיביה (Opistophthalmus setifrons) ומין הנמצא במדבר קלהארי (O. wahlbergii). כל אלה בונים מחילות בעלות פתח כניסה אחד, קטן יחסית – סנטימטר אחד – בהשוואה לזה של חומט הקייפּ. כדי ללמוד על מבנה מחילות העקרבים, יצקנו אלומיניום מותך אל תוך מחילותיהם בטבע, ולאחר מכן סרקנו את היציקות בסריקה תלת ממדית. זיהינו מספר מאפיינים מבניים שהיו משותפים לכל שלושת המינים. בין היתר זיהינו בכל המחילות פלטפורמה אופקית קרובה לפני שטח הקרקע כמו גם לפחות שני עיקולים ואולם מוגדל בקצה המחילה. כל מחילות העקרבים הגיעו לעומק שבו טמפרטורת הקרקע יציבה וכנראה מתאימה כדי לספק מקלט מתנאי השטח החמים. גילינו גם שמחילותיו של העביד הצהוב אינן מתאוורות עלי ידי מערבולות האוויר שנוצרות על פני הקרקע, אך שתנועתו בתוך המחילה יכולה להשפיע על טמפרטורת הגוף שלו. בנוסף, גילינו שהעקרבים גם משנים את מבנה מחילתם בתגובה ללחות קרקע, וחופרים מחילות עמוקות ומפותלות יותר בתנאי יובש.

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

תמונות המחקר

מילות מפתח

Energy Storage
diffusion
turbulence
turbulence
מריון המדבר
ריכוז חמצן דו-פחמני
אוורור מחילה
מערבולות אויר
שכבה גבולית
לכידת מערבולות
דיפוזיה
אחסון אנרגיה
זרימה גושית
sundevall’s jird
meriones crassus
co2 concentration
burrow ventilation
boundary layer
eddy capture
ac ventilation
bulk flow
pendelluft
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום