לדיונון תאי צבע ייחודיים, כרומטופורים, הנמצאים בשכבה העליונה של העור. בכל כרומטופור, גרגרי פיגמנט (צבען) הנמצאים בתוך חלולית (ואקואולה) גדולה. הכרומטופורים נמצאים במגע הדוק עם תאי שריר שהתכווצותם מותחת את החלולית, וכך חושפת את הצבענים שבתוכם. כאשר הדיונון מתמקם בסביבה חדשה, מידע שנקלט בעיניו עובר לתאי עצב מוטוריים המפעילים או מעכבים את תאי השריר. כתוצאה מכך אלפי כרומטופורים מתכווצים או מתרחבים, עד שנוצרת דוגמת עור המתאימה לרקע.

במחקר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Nature חוקרים ביקשו ללמוד את מנגנון ההסוואה של דיונון מצוי Sepia officinalis באמצעות עשרות אלפי תצלומים של דיונונים בבריכות עם רקעים שונים. בכל תצלום עקבו בו זמנית אחר מצבם של אלפי כרומטופורים, כדי לראות איך כל אחד מהם משתנה בעת ההסוואה.

בניגוד למה שחשבו בעבר, החוקרים מצאו שמנגנון ההסוואה של הדיונון אינו מוגבל למספר קטן של דוגמאות עור קבועות, אלא מאפשר מגוון רחב של דוגמאות. כמו כן נמצא שהתהליך דינמי – במהלך ההסוואה כל הכרומטופורים עוברים לזמן מה שינויי התכווצות והתרחבות, המשפיעים על השטח ועל גוון הצבע של כל כרומטופור בנפרד. תהליך זה ממשיך עד שכל הכרומטופורים יחד מייצרים תמונת עור יציבה המותאמת באופן אופטימלי לרקע.

החוקרים הסיקו שתצלומי העור המתקבלים בעת ההסוואה אינם שכפול מדויק של תבנית הרקע, אלא עיבוד מוחי מורכב שמפעיל הדיונון כדי לפרש את המידע החזותי אודות הסביבה בה הוא מצוי, ולהפעיל תוך כדי למידה את מנגנון הכרומטופורים לקבלת הסוואה מיטבית.

שאלות לדיון: 

1. קיימות אסטרטגיות הסוואה נוספות של בעלי חיים. מה הם המנגנונים המוכרים לכם ומה הם ההבדלים ביניהן לבין מנגנון ההסוואה של הדיונון?
2. כיצד ניתן להסביר באמצעות מנגנון הברירה הטבעית את התפתחות מנגנון ההסוואה של הדיונון במהלך האבולוציה ?

לקישור למאמר המלא לחץ כאן

בשנות ה־70 פיתח חוקר בשם גורדון גאלופ את "מבחן המראה" ומצא כי לשימפנזים הנחשפים למראה במשך כמה ימים התנהגות אופיינית, המעידה על הכרה עצמית חזותית. כלומר, היכולת לדעת שההשתקפות במראה היא של עצמי, ולהשליך את הנראה בה על הגוף שלי. גאלופ זיהה בה 3 שלבים: 1) תגובה לדמות במראה כאילו היא קוף אחר 2) בדיקת התאמה בין תנועותיהם לבין תנועות הדמות שבמראה, 3) וחקירה של חלקי גוף שלא ניתן לראותם ללא מראה, כגון: ניקוי של השיניים. כדי לוודא את מאפייני התנהגות ההכרה העצמית החזותית שנצפו, סומנה נקודה אדומה על מצח השימפנזים. השימפנזים ניסו להיפטר מהנקודה המסומנת יותר בנוכחות מראה מאשר בלעדיה, מה שהוכיח ששימפנזים מסוגלים להכרה עצמית חזותית. גאלופ מצא את ההתנהגות הזאת רק בקופי אדם (הומינידים) ולא בקופים אחרים ולכן ייחס אותה רק להם ולבני אדם.

מחקר חדש שפורסם ב־ Neuron בדק עכברים במבחן המראה, ומצא שגם לעכברים התנהגות המרמזת על הכרה עצמית חזותית; העכברים הפגינו את השלבים 1, ו־2 בהתנהגות: הם התקרבו למראה והעבירו בתנועת סירוק את גפם על הראש מול המראה, עד שאיבדו עניין והפסיקו. העכברים לא חקרו חלקי גוף נסתרים כמו קופי אדם. סימון נקודה על מצח העכברים גרם להם לשוב ולסרוק את ראשם עם הגפה ליד המראה. התנהגות זו הייתה מותנית בכך שהעכברים יגדלו עם פרטים הדומים להם; עכברים שגדלו בסביבה של עכברים בעלי צבע שונה מהם, או בבידוד חברתי, לא הצליחו לזהות את השתקפותם הייחודית במראה. התוצאות מצביעות על כך שלעכברים יכולת הכרה עצמית בסיסית, ושאינטראקציות חברתיות עם בני אותו מין חיוניות להתפתחות של הכרה עצמית.

שאלה לדיון:
שערו מדוע העכברים שגדלו בבידוד או עם עכברים בעלי צבע שונה התקשו בפיתוח הכרה עצמית חזותית?

לינק למאמר – כאן

נהוג לחשוב כי התערבות האדם בכריתת יערות, או תהליכים טבעיים כגון: שריפות, אקלים ותנאי קרקע הם הגורמים העיקריים המעצבים את הנוף ואת סוג הצומח. כדאי להיות מודעים לכך שגם לבעלי חיים גדולים אוכלי צמחים יש תפקיד מפתח בעיצוב היערות.

במחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי One Earth, צוות מחקר בינלאומי חקר את ההשפעה של בעלי חיים גדולים אוכלי צמחים, כגון: פילים, ביזונים ואיילים, על מגוון הנוף בארבע שמורות טבע גדולות באפריקה ובדרום אמריקה בהן התערבות האדם היא מינימלית. במחקר השתמשו בנתוני לווין ובטכניקות מתקדמות של למידת מכונה לביצוע ניתוח מקיף הקושר בין נתונים אודות כיסוי העצים בשטחים נרחבים למשתנים כגון: מסת בעלי החיים הגדולים אוכלי הצמחים, אקלים, אזורי שריפות וסוגי קרקע.

ממצאי המחקר חושפים כי באזורים עם אוכלוסיה גדולה של בעלי חיים גדולים אוכלי צמחים, יש כיסוי עצים דליל יותר ושונות רבה יותר בפריסת כיסוי העצים בהשוואה לאזורים עם פחות בעלי חיים גדולים. הקשר בין אוכלוסיית בעלי החיים הגדולים לכיסוי העצים התקבל רק באזורים בהם האקלים אינו יציב, שקשה לנבא בו את סוג הצומח רק על סמך האקלים. באזורים אלו לבעלי החיים הגדולים ישנה השפעה גדולה יותר מהשפעתן של שריפות על השונות בפריסת כיסוי העצים. לעומת זאת, באזורים בהם האקלים יציב, בו ניתן לחזות את הצומח, האקלים נמצא כגורם עיקרי הקובע את סוג וכיסוי העצים.

החוקרים משערים כי האזורים הדלילים בעצים נוצרו מאכילה בררנית ומדריסה  על ידי בעלי החיים גדולים אוכלי הצמחים. החוקרים לא שוללים את האפשרות שבעלי חיים אלו נדדו לאזורים עם כיסוי עצים דליל שנוצרו כתוצאה משריפות. בכל מקרה, הממצאים מעידים כי בעלי החיים הגדולים מגבילים את התפשטות היערות ובדרך זו תורמים ליצירת נוף מגוון עם אזורים צפופים ופתוחים, העשיר יותר בבתי גידול לחי ולצומח.

במחקר זה הוכח כי לבעלי חיים גדולים יש תפקיד אקולוגי חשוב בעיצוב נופים ומערכות אקולוגיות ברמה העולמית. ממצאי המחקר תומכים בגישה של "רעייה מחודשת" – החזרה מבוקרת של בעלי חיים גדולים לאזורים שמהם נעלמו, ככלי לשיקום מערכות אקולוגיות ולהשגת יעדי שימור יערות.

השבוע יחול ראש השנה לאילנות. זו הזדמנות להוקיר את ערכם הרב של העצים  ולהזכיר את החשיבות בשימור יערות ועצים.

שאלה לדיון:

אילו גורמים נוספים לדעתך, מלבד בעלי חיים גדולים, יכולים לתרום או לפגוע במגוון הביולוגי ביערות?

לינק למאמר – לחץ כאן

אבולוציה בפעולה: השפעת היעלמות חרקים על פרחי אמנון ותמר

במחקר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת New Phytologist, נחקרה ההשפעה של הירידה במספר החרקים המאביקים על שינויים גנטיים ומורפולוגיים שנצפו באמנון ותמר Viola arvensis. החוקרים השוו בין אוכלוסיות טבעיות של אמנון ותמר אשר מקורם בזרעים מלפני שלושה עשורים (דור ההורים) לבין צאצאיהם כיום. צמחי הצאצאים נאספו מאותם אזורים שמהם נאספו הזרעים של דור ההורים, אזורים חקלאיים שדווח שישנה בהם ירידה בכמות המאביקים.

מניתוח גנטי של שתי האוכלוסיות התקבלה עלייה ברמת ההומוזיגוטיות של מספר סמנים גנטיים בקרב אוכלוסיית הצאצאים. עלייה זו מעידה על עלייה של 27% בשיעורי ההאבקה העצמית של דור הצאצאים בהשוואה לדור ההורים. במקביל, דור הצאצאים זכה לפחות ביקורים על ידי חרקים מאביקים. ממעקב אחר תכונות מורפולוגיות, נצפו שינויים בתכונות הפרחים הקשורות לאינטראקציות עם מאביקים: כותרות הפרחים של אוכלוסיית הצאצאים היו קטנות יותר ובולטות פחות, ונצפתה הפחתה בייצור הצוף המושך את המאביקים. עם זאת, תכונות שאינן קשורות למשיכת המאביקים, כגון גודל עלים וגודל כולל של הצמח, לא השתנו באופן משמעותי במהלך שלושת העשורים האחרונים.

התוצאות מעידות על כך שירידה במספר החרקים המאביקים קשורה לשינוי בתכונות צמחים בעלי פרחים כדוגמת אמנון ותמר, הקשורות להאבקה על ידי חרקים. החוקרים סבורים ששינוי זה מוביל למעבר מהאבקה על ידי חרקים להאבקה עצמית. החוקרים מזהירים שההתפתחות המהירה לקראת האבקה עצמית עשויה בתורה להאיץ עוד יותר את ירידת המאביקים, ומדגישים את הצורך בהגנה עליהם.

שאלות לדיון

2. מה לדעתך יכול להיות הסיכון במעבר להאבקה עצמית עבור הפרחים?
3. מהן המלצותיך לצעדים שיש לנקוט כדי להגן על המאביקים?

קישור למאמר המלא – כאן

עד לאחרונה החזירים לא התאימו כמקור לאיברים להשתלה בבני אדם מהסיבות הבאות: (1) החזירים היו מגזע שמתאפיין באיברים גדולים מדי להשתלה באדם; (2) השתלת איברי חזיר גרמה לתגובה חיסונית חריפה בקרב מושתלים. התגובה החיסונית החריפה נגרמה על ידי שלושה אנטיגנים גליקניים (תרכובות הבנויות משרשראות של חד-סוכרים המחוברים ביניהם) המצויים ברקמות החזיר אך לא קיימים ברקמות של בני אדם; ו-(3) החזירים נשאו בגנום שלהם רצפי רטרו-וירוס שהיוו מקור סיכון להתפתחות מחלה נגיפית.

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature דווח על הצלחה בהשתלת כליות מחזירים טרנסגניים לקופים. בחזירים מגזע Yucatan, חזירים מיניאטורים שגודל הכליה שלהם תואם לגודל הממוצע של כליית אדם, נעשו מספר שינויים גנטיים: החסרת הגנים האחראים לסינתזה של שלושת האנטיגנים הגליקנים; הוספת שבעה גנים אנושיים המעכבים דחייה של השתל; והסרת הרצף של הרטרו-וירוס מהגנום.

החוקרים השתילו ל־20 קופים כליות מחזירים טרנסגניים, שעברו את השינויים הגנטיים שצוינו למעלה, חלקם באופן חלקי ואחרים באופן מלא. הקופים שקיבלו כליות מחזירים שעברו שינוי גנטי חלקי, שרדו פחות מ־50 יום. לעומתם הקופים שקיבלו כליות מחזירים שעברו שינוי גנטי מלא, שרדו למעלה משנה ואחד מהם שרד אף למעלה משנתיים.

נראה כי השינוי הגנטי המלא בחזירים, אפשר את הישרדות הקופים מושתלי כליה לטווח ארוך. החוקרים מקווים כי ממצאים אלו יובילו בעתיד לניסויים קליניים בבני אדם שבהם יושתלו איברים מחזירים טרנסגניים.

שאלות לדיון:

1. מהי הבעיה המרכזית שהטקסט מנסה לפתור? מה הפתרון המוצע?
2. מדוע לדעתך המחקר החדש מהווה פריצת דרך?
3. מהם החסרונות בשימוש באיברי חזירים רגילים להשתלה בבני אדם? כיצד המחקר החדש התמודד עם חסרונות אלו?

קישור למאמר המלא –כאן

קישור להצטרפות לקבוצת וואטסאפ – https://chat.whatsapp.com/LhRaMyhDeoi2ytzIK34KZG

מודל "שלשת האֶפִים" – F.F.F הוא המודל המוכר לשלש האפשרויות שעומדות בפנינו כתגובה למצב סכנה קיומי:
Fight, Flight, Freeze,
ובתרגום לעברית: הילחם, ברח או קְפָא.
מומחים רבים טוענים שקיים F רביעי -Faint , שהוראתו היא: להתעלף, ויש מדברים גם על F חמישי, שמשמעותו: ריצוי – Fawn.
כל מנגנוני החרדה קיימים אצל כל האנשים, ובמצבים שונים יכול אדם אחד להגיב בדרכים שונות. במקביל, לכל אדם יש מנגנון אחד, שחוזר אצלו יותר מהאחרים.

בשמחת תורה כולנו חווינו פחד וחרדה, וכל אחד מאיתנו יודע כיצד הוא הגיב. עתה אנו נמצאים בשלב השני; הסכנה הראשונה חלפה, ואנו ממשיכים להתמודד עם הקושי, הפחד, המתח והכאב. המוח הגדול מעורב בהתמודדות הזו, ואנו יכולים, במידה מסוימת, לנתב אותו לבחור דרך התמודדות שתיטיב עימנו. מהן האפשרויות שעומדות בפנינו, כדי להתמודד באופן מוצלח עם הקושי והפחד?

איך מתמודדים?
עדיין קיימות לרשותנו שלוש האפשרויות: יש כאלה שנלחמים, יש כאלה שבורחים מהמציאות הבלתי אפשרית הזאת, ויש כאלה שמרגישים קפואים ומנותקים מהמציאות, עד כדי חוסר תפקוד, ובלבול. בנוסף לשלושת ה"אפים" המוכָּרים ברצוני להציג אפשרויות נוספות, שיכולות להקל במידת מה את ההתמודדות שלנו בימים הקשים שאנו חווים.

להתחבר – Friendship
בע"ח מתלהקים או מתקבצים בעת סכנה, דבר שמאפשר לכל אחד מהפרטים בקבוצה להיות מוגן טוב יותר. תופעה זו מכונה flocked – להתקבץ, ואצלנו אפשר לקרוא לזה – להתחבר; להיות ביחד בחברות כנה ואמיתית – Friendship. תחושת האחדות מאפשרת לנו להרגיש תומכים ונתמכים בקהילה מוגנת ומגוננת.

להאמין – Faith
חיזוק האמונה בבורא עולם, בהשגחה, כוונה יתרה בתפילה, אמירת תהלים, הוספה של לימוד תורה, יכולה גם היא לעזור.

למצוא משמעות – Find
כולנו רואים וחווים את רוח ההתנדבות הפועמת בכל חלקי העם. הנתינה לאחֵר יוצרת משמעות, והמשמעות מסייעת לנו להתגבר על הפחד והקושי.

לצחוק – Fun
אין כמו הומור לעזור לנו להתרחק מעט מהקושי, ולו לזמן קצר, לצבור כוחות, ולהעלות את המורל. אומנם, לפעמים אנחנו מרגישים 'לא נעים', שבמצב הזה אנחנו מרשים לעצמנו לצחוק, אבל כנראה, שאין לנו ברירה. עלינו להרשות לעצמנו מידה ראויה של הומור, כדי שלא נשקע במרה שחורה ובדיכאון.

מה ה- F שלכם?

כתבה: אורית לם

אחוזי ההצלחה הנמוכים של ההפריות נובעים מכך שהתהליך נסמך על בקרה אנושית שעדיין לא פוענחה במלואה. הביצית המופרית עוברת הדגרה באינקובטור למשך חמישה עד שישה ימים שלאחריהם מתקבל גוש תאים הנקרא בלסטוציסט. במהלך ימים אלו נערך מעקב אחר התפתחות הביצית המופרית לבלסטוציסט על סמך ניסיון אישי של אמבריולוג (מומחה בהתפתחות עוברית). האמבריולוג, עוקב אחר ההתפתחות של הביצית המופרית תחת המיקרוסקופ מספר פעמים ביום ורושם את הנתונים המורפולוגים, על מנת להעריך את חיות הבלסטוציסט. הערכת האמבריולוג מסייעת בהחלטה מי מהבלסטוציסטים ילקח להשתלה ברחם.

מחקר ראשון מסוגו בעולם, שנוהל על ידי היחידה להפרייה חוץ גופית במרכז הרפואי סורוקה, ביצע מעקב ממוחשב אחר גושי התאים בשלב ההדגרה וניתח נתונים מורפולוגים שנאספו, על ידי שימוש באלגוריתם של בינה מלאכותית. תוצאות המחקר הראו שיפור של כמעט פי שניים בקליטת העוברים ברחם בשימוש באלגוריתם בהשוואה למעקב אנושי. השימוש באלגוריתם הוכיח שככל שהבלסטוציסט גדול יותר כך ישנה עלייה במספר ההשתלות המוצלחות.
מחקר זה הוכיח לראשונה התכנות לשימוש באלגוריתם ככלי לבחירת עוברים להשתלה בהתבסס על גודל ומורפולוגיה של הבלסטוציסט. האוטומציה האוספת נתונים, מגבירה את העקביות והדיוק של נתוני הבלסטוציסטים ובכך מאפשרת יצירת סטנדרטיזציה לשלב ההדגרה. יתר על כן, אוטומציה מבוססת בינה מלאכותית מפחיתה את משך הזמן שהאמבריולוגים מבלים במעקב אחר הבלסטוציסטים ומגבירה את כוח הניבוי של האלגוריתם לשיפור התוצאה הקלינית.

המרכז הרפואי האוניברסיטאי סורוקה משמש כ"כיפת ברזל" רפואית של ישראל בימים קשים אלה. עם פרוץ מלחמת חרבות ברזל, המרכז התמודד בגבורה עם מספר חסר תקדים של פצועים שפונו אליו בזמן קצר מאוד בעקבות מתקפת הטרור של החמאס.

קישור למאמר

פריחת השושן שושן צחור (Madonna lily או בשמו המדעי Lilium candidum)
הוא גיאופיט ממשפחת השושניים המתואר במקורות קדומים, יהודים ונוצרים ומסמל יופי וטוהר. בצליו אותרו לפני כמאה שנה במורדות הכרמל ובגליל העליון והוא מוגדר כמין בסכנת הכחדה. חקלאים מודרניים מגדלים מין קרוב אליו – שושן ארך-פרחים (Lilium longiflorum) כצמח נוי. במהלך הגידול המסחרי הם חושפים את בצלי השושן לקור, בתהליך הנקרא קיוט (וֶרנָליזציה), כיוון שבלעדיו אין השושן יכול לפרוח. עם זאת, הקירור הממושך יקר והחקלאים לא מפריחים בצלי שושן שההיקף שלהם קטן מ 12 ס"מ, כיוון שהפרחים לא מתפתחים מהם היטב.
במחקר שנערך באוניברסיטת בן גוריון שבנגב התגלה שבצלי שושן קטנים מ 12 ס"מ דווקא יכולים לפרוח היטב, אך רק כל עוד הם לא נחשפים לקור ומקבלים את האינדוקציה לפריחה במסלול שלא היה ידוע עד כה במין זה – יום ארוך. בחינת החומרים ברקמות הבצלים הובילה לממצא שהחומר גליצרול נמצא בעיקר בשכבות החיצוניות של בצלים גדולים, ומתפרק באופן הדרגתי במהלך החשיפה לקור. חשיבותו של הגליצרול היא עיכוב פריחת הבצלים עד לאביב מחד והגנה מפני הקור מאידך. כמצויין למעלה, בבצלים גדולים ישנו גליצרול בגלדים החיצוניים ולכן הבצל יפרח רק לאחר פירוק הגליצרול בתהליך המתרחש בחשיפה לקור. היעדר הגליצרול בבצלים הקטנים גורם להם להיפגע מחשיפה לקור, ועל כן יש להם בעיות בהתפתחות הפרחים. עבור החקלאים תגלית זו היא בשורה, שכן ניתן להשתמש בבצלי שושן קטנים להפרחה ללא קור ולא להשליך אותם כבעבר.

קישור למאמר

מבוא / סלעית לזר

א.
הַפֶּרַח הַנּוֹלָד בְּלֵב הַבָּצָל
וּמְקַלֵּס אֶת כּוֹחוֹ הַבִּלְתִּי מְנֻצָּל –
הוּא-הוּא הָעוֹלָם שֶׁלֶּעָתִיד לָבוֹא.

וַאֲנִי – הַצּוֹפָה בּוֹ בְּעַיִן בּוֹרֶקֶת,
שְׂאֵתִי מְרֻפֶּטֶת וּמִצְטַדֶּקֶת
כְּיַזָּם שֶׁלֹּא פָּרַע אֶת חוֹבוֹ.

מִי יִתְּנֵנִי מֵרִיסְטֵמָה דְּחוּסָה וּמֻשְׁלֶמֶת,
נְקֻדַּת בְּרֵאשִׁית שְׁרִירָה וְקַיֶּמֶת,
מִי יִתְּנֵנִי רֹאשׁ נֵר בְּלַהֲבוֹ,

וְאוּכַל לְהַעֲנִיק לָעוֹלָם בְּלִי מְחִיר,
וְאֶבְרָא מִתּוֹכִי שִׁיר אַחַר שִׁיר,
וּתְהֵא שִׁלְיָתִי שְׁלֵמָה כִּכְאֵבוֹ.

ב.
הַפֶּרַח הַנּוֹלָד בְּחֵיק הַגְּלָדִים
הוּא מַלְאַךְ רַחֲמִים שֶׁל עוֹר וְגִידִים
הַפּוֹזֵר אוֹר-תָּמִיד מִלְּבָבוֹ.

גִּצִּים רוֹחֲפִים בֶּחָלָל הַפָּנוּי,
מְסַמְּנִים שְׁעָלִים בֵּין סָמוּי וְגָלוּי
כְּמַלְבּוּשׁ אַב-רַבִּים לַחֲבִיבוֹ.

וְאַתֶּם הַיּוֹשְׁבִים בֵּין הַמִשְׁפְּתַיִם,
מְצָרְפִים נְקֻדּוֹת בֵּין שָׁמַיִם וּמַיִם,
אַל תִּפְסְעוּ בְּהֵיכַל הַר נְבוֹ.

שֶׁאֵין הָעוֹלָם נוֹשֵׁק לַשְּׁקָרִים,
וְאֵין אֱמֶת בְּמַיִם מָרִים,
וּבְשׂוֹרַת יְשׁוּעָה עוֹד תָּבוֹא.

בעקבות ההתרחשויות הכואבות של ימים אלו בחרנו לצטט מתוך ספרה הראשון של ד"ר סלעית לזר – 'רקמת הניתוק'. 
השיר 'מבוא' עוסק בפוטנציאל לצמיחה ופריחה גם בזמן שהישועה עדיין מסתתרת מן העין. 
סלעית היא אגרונומית וחברת קיבוץ סעד בעוטף עזה. המחקר על פריחת השושן הוא עבודת הדוקטורט שלה.

הצפרדע Lithobates chiricahuensis היא צפרדע אנדמית לאזורים מסוימים בארה"ב, המתרבה בבריכות קטנות ובנחלים. עקב התלות במים, יש לגורמים כגון זיהום מים, פולשים מימיים ובצורת השפעה מזיקה על אוכלוסיית הבר של הצפרדעים. בשנת 2002, מחלקת שירות הדגים וחיות הבר של ארה"ב הכריזה כי מין זה נמצא בסכנת הכחדה, ופרסמה המלצה להגן עליו ולגדלו בשבי. למרות הצלחה מסוימת של תכניות שיושמו בהשבה של המין לטבע, הרבייה הטבעית של Lithobates chiricahuensis לא היתה סדירה, ומספר הצאצאים היה נמוך בהרבה מהצפוי.

במאמר שפורסם לאחרונה ב-Conservation Science and Practice נקטו החוקרים בגישה ייחודית. מטרת החוקרים הייתה לבדוק מהם תנאי המחיה בשבי המשפיעים לטובה על איכות וכמות הזרע של הצפרדעים וזאת כדי להשיבם לטבע במספרים גדולים. החוקרים גידלו את הצפרדעים הזכרים בשלוש סביבות שונות: זכרים שגדלו בבית גידול מלאכותי מקורה למשך שנה והיו בטיפול אנושי בכלובים קטנים בסביבה בה הטמפרטורה והאור היו מבוקרים; זכרים שגודלו בשבי למחצה- אף שהיו בטיפול אנושי, שכנו במתחמים חיצונים גדולים בהם היתה בקרה מינימלית על הטמפרטורה והאור; וקבוצה שלישית היתה זכרים בוגרים מינית שנתפסו בטבע. בהמשך, הזכרים בשלושת קבוצות הניסוי, נאספו וטופלו בהורמונים המסייעים ליצירת טסטוסטרון ותאי זרע hCG -human chorionic gonadotropin ו- GnRH -gonadotropin releasing hormone. השוואה שנעשתה לפני הזרקת ההורמונים ואחריהם הראתה כי התנועתיות של תאי זרע לא הושפעה ממקום ותנאי הגידול אך כמות תאי הזרע כן הושפעה מהם. בתנאי שבי מייצרים הצפרדעים את הכמות הקטנה ביותר של תאי זרע ואילו בתנאי שבי למחצה ובתנאים טבעיים כמות תאי הזרע גדולה יותר.
מכאן יכלו החוקרים להסיק כי יש חשיבות לדמות את התנאים הטבעיים כאשר מגדלים בעלי חיים בשבי במטרה להשיבם לטבע, על מנת שהסיכוי להתרבותם לאחר ההשבה לטבע יהיה גבוה.

השבוע, ב-3 במרץ מציינים את היום הבינלאומי לשמירת החי בבר (World Wildlife Day) כדי לחשוף את הציבור למגוון החי והצומח שעל פני כדור הארץ ולהעלות את המודעות לצורך בשמירה על המגוון.

אנזימים מוציאים לפועל תהליכים כימיים המתחוללים בגוף החי. הברירה הטבעית שִכללה ושיפרה את פעילותם של אנזימים, המבצעים מספר רב של תגובות כימיות ביעילות ובקצב גבוה פי מיליארדים מאשר בלעדיהם. אנזימים יכולים להוות חלופה ירוקה ויעילה לתהליכים כימיים מסובכים ומזהמים. כיום, ביוכימאים מהנדסים אנזימים בשיטה המדמה את תהליך האבולוציה בטבע: תחילה הם מחוללים שינויים אקראיים בקוד הגנטי של האנזימים, ואז בוחנים איך השתנתה פעילותם. התהליך המעבדתי מורכב, איטי ועתיר מאמץ.

במקום הנדסת חלבונים במעבדה, ניתן כיום לתכנן חלבונים באמצעות תוכנות סימולציה במחשב, שדורשות שהרצף והמבנה של החלבונים יהיו ידועים. עד כה, מעט מאד מן האנזימים שתוכננו בשיטות מסוג זה היו פעילים.
במחקר שנעשה במעבדתו של פרופ' פליישמן ממכון ויצמן למדע ופורסם השבוע ב- Science, נקטו החוקרים בגישה פורצת דרך בתחום למידת מכונה לשיפור פעילות אנזימים. הם פרקו מבני אנזימים הנמצאים במאגר נתונים (PDB- Protein Data Bank) למקטעים מודולריים שניתן לדמות אותם לאבני לגו, חיברו אותם מחדש באמצעות למידת מכונה ויצרו מהם מגוון של מבני אנזימים פעילים. את המחקר ערכו החוקרים באמצעות ידע מבני אודות אנזימים טבעיים המפרקים את רב-הסוכר קסילאן (xylan) הנמצא בדפנות תאי צמחים.
בשלב הראשון, הם ביצעו למידת מכונה על בסיס חישובים פיזיקליים וניבאו את הסיכויים שחלקי החלבון השונים (חלקי הלגו) ירכיבו אנזימים יציבים. בשלב הבא, החוקרים שילבו בלמידת המכונה עשר תכונות המנבאות בצורה הטובה ביותר האם האנזים יהיה פעיל בפירוק רב-סוכרים. הם עיצבו כ-12,000 אנזימים שיכולים להיות פעילים – 9,000 אנזימים המפרקים קסילאן ו-3,000 נוספים המפרקים תאית. הטכנולוגיה שאותה פיתחו החוקרים – Combinatorial Assembly and Design of Enzymes) CADENZ) – היא ייחודית בתחום של הנדסת חלבונים. טכנולוגיה זו משלבת למידת מכונה אוטומטית ואמינה לייצור אנזימים בעלי רמת פעילות גבוהה יחד עם ידע קיים אודות מבני חלבונים, והיא עתידה לחולל מהפכה בתחום האנזימים והחלבונים.
מטרת החוקרים היא לחקור אנזימים המפרקים קסילאן כדי לעצב אנזימים המפרקים ביעילות פסולת חקלאית אשר ניתן לייצר ממנה דלק ביולוגי.

המאמר המלא

שאלות לדיון:
1. מדוע לדעתכם הנדסת חלבונים הופכת למרכיב מרכזי בכלכלה ובתעשיית התרופות העולמית?

2. האם ניתן לשלב ניסויי מעבדה עם מחקר זה?