בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

סם החיים של ים המוות

בפטרייה החיה בים המלח התגלה גן שעשוי לסייע לחקלאים להפיק גידולים מקרקעות מליחות מאוד

תגובות

חוקרים מהמכון לאבולוציה באוניברסיטת חיפה גילו גן שמאפשר לפטרייה מיקרוסקופית החיה בקרקעית ים המלח לשרוד בתנאי המליחות הגבוהים. באמצעות אותו גן ניתן יהיה להנדס צמחים כך שיהיה אפשר לגדלם גם בקרקע מלוחה מאוד. הדבר יאפשר להרחיב משמעותית את שטחי הגידול בעולם.

ים המלח נחשב לסביבה עוינת לחיים, ולא בכדי דבק בו השם ים המוות. האגם המלוח בעולם, שריכוז המלחים בו מגיע ל-34% - פי עשרה יותר מבכל האוקיינוסים ברחבי כדור הארץ - אינו מאפשר חיים ליצורים מפותחים. לעומת זאת, כמה מינים של מיקרואורגניזמים ואצות חיים ומתרבים בו בממדים אדירים - תופעה שהתגלתה בשנות השלושים של המאה שעברה על ידי בנימין אלעזרי-וולקני, שערך מחקר על הביולוגיה של ים המלח במסגרת עבודת הדוקטורט שלו. כל היצורים האלה פיתחו אסטרטגיות הישרדות ייחודיות, המאפשרות להם לחיות ברמת מליחות כה גבוהה. איך זה קורה?

המנגנונים הביולוגיים הפועלים בכל תא חי מתפקדים ברמת מליחות נמוכה של פחות מ-1% מלחים. מכיוון שקרום התא חדיר למים, הרי הריכוז הכללי של החומרים המומסים בתא דומה לזה שמחוץ לתא. לכן בתאים שנמצאים בסביבה מלוחה המים יוצאים החוצה. התאים מצטמקים, מתייבשים ומתים. כדי למנוע זאת, חייב להיות בתאים החיים בסביבה מלוחה מנגנון מיוחד שימנע בדרך כלשהי את בריחת המים החוצה. אחת הדרכים היא העלאת הריכוז הפנימי של החומרים בתוך התא, עד להשוואת הריכוזים עם הסביבה החיצונית. אולם התא לא יכול להשתמש במלחים לצורך זה, כי אם יעלה ריכוז המלחים בתוכו לדרגת מליחות גבוהה, החלבונים שבו לא יתפקדו והוא יפסיק להתקיים. שיטה חלופית להעלאת ריכוז החומרים הפנימי בתאים היא שימוש בכהלים אורגניים. אחד מהם - גליצרול - נפוץ בקרב כמה מהיצורים המאכלסים את ים המלח.

אחד היצורים היא פטרייה חוטית מיקרוסקופית, שהתגלתה ב-1998 על ידי פרופ' אביתר נבו, ראש המכון לאבולוציה באוניברסיטת חיפה, וקבוצת חוקרים מהמכון, ופרופ' סולומון ואסר מקייב שבאוקראינה. החוקרים גילו 77 מינים של פטריות חוטיות, שהנפוצה בהן היא פטרייה ששמה Eurotium herbariorum. "לאחר שמצאנו שהחומר המונע את יציאת הנוזלים והתייבשות הפטרייה במימי ים המלח הוא גליצרול, החלטנו לחפש את הגן האחראי על יצירת הגליצרול, המאפשר לפטרייה לחיות בסביבה הקיצונית הזאת", מספר נבו.

צוות החוקרים בודד מהפטרייה גן שקיבל את השם HOG (High Osmotic Glycerol). כדי להבין את מנגנון פעולת הגן, החוקרים השתילו אותו בשמרים ובארבידופסיס - צמח עשבי ממשפחת הכרוב, שמבנהו פשוט, מחזור חייו קצר והגנום שלו, שמופה באחרונה, מהווה מודל מחקרי לכ-250 אלף מינים אחרים. את הצמחים והשמרים המהונדסים גידלו בתנאי עקה קיצוניים: במליחות גבוהה, בטמפרטורות גבוהות ונמוכות ובריכוזים גבוהים של אוקסידנטים (חומרים בעלי פוטנציאל חמצון גבוה).

"הגן מסייע לפטרייה לאזן את הלחץ הפנימי בתא עם לחץ המלחים החיצוני על ידי יצירת גליצרול, ובכך מונע מן הצמח להתייבש ועוזר לו להתגונן מפני מליחות", מסביר נבו. "כשבדקנו את יכולת ההישרדות של השמרים והצמחים מצאנו להפתעתנו כי בהשוואה לשמרים וצמחים שלא עברו שינוי, אלה שאליהם הוחדר הגן הצליחו להתפתח לא רק בריכוזי מלח גבוהים כמו בים המלח, אלא היו עמידים גם לטמפרטורות קיצוניות - גבוהות ונמוכות - וגם לריכוזים גבוהים של אוקסידנטים. הממצאים האלה מראים ש-HOG הוא גן רב-תכליתי, שמעניק עמידות בעקות אקולוגיות מגוונות.

"תחילתו של ים המלח לפני כ-70,000 שנה באגם הלשון, שהיה אגם מים מתוקים והשתרע מהכנרת ועד הר סדום. ב-15,000 השנים האחרונות האגם הלך והתמלח, ונהפך לאגם עם עקה אקולוגית של מלח מהחזקות בעולם. אנחנו מניחים שהפטריות שמצאנו נהפכו בהדרגה מפטריות של מים מתוקים לפטריות עמידות למליחות קיצונית, באמצעות הגן HOG וגנים נוספים".

הממצאים של נבו וצוותו, שפורסמו השבוע בכתב העת Proceedings of The National Academy of Sciences, הם בעלי חשיבות ממדרגה ראשונה לחקלאות העולמית. בעקבות משבר המים העולמי והתמלחות ומדבור כדור הארץ, חקלאים ברחבי העולם מפנים משאבים גדלים והולכים לגידול צמחים בקרקעות מליחות. בכדי שצמחים יוכלו לשרוד בקרקעות כאלה, נוהגים לשטוף אותן כדי להוריד את רמת המליחות. הממצאים של החוקרים הישראלים יוכלו לאפשר לצמחים מתורבתים כמו חיטה, שעורה ואחרים, שבהם יושתל הגן HOG, להתפתח בקרקעות מליחות ללא צורך בשטיפה.

"ים המלח הוא אוצר גלום לטיפוח ולהשבחה. אפשר להסתכל עליו כמאגר גנטי גדול לשיבוט של גנים עמידים למלח ולעקות אחרות, ולהשתמש בגנים האלה להשבחת צמחים מתורבתים", אומר נבו.



תמונה מעטיפת הספר "חיי הפטריות בים המלח", בעריכת הפרופסורים אביתר נבו, אהרון אורן וסולומון ואסר. בתמונה נראות צלחות פטרי שבהן גודלו פטריות מים המלח. בשתי הצלחות התחתונות גודלה הפטרייה החוטית המיקרוסקופית, שממנה בודד הגן להתמודדות עם מליחות HOG



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו