תפריט עמוד

בעלי חיים זוהרים

בעלי חיים זוהרים

הגחליליות הן הידועות מבין בעלי החיים המפיקים אורות זוהרים, אך הן לא היחידות: יש יותר מחמישים קבוצות של בעלי חיים זוהרים, בים, ביבשה ובאוויר, שמייצרים אור בתאים מיוחדים, לעתים עם משטחים מחזירי אור ועדשות, דרך נוזל זוהר המופרש אל מחוץ לגוף או באמצעות חיידקים מאירים. לאחרונה נרתמים החיידקים לשירות המדע: הם מהונדסים לזהור, למשל, כאשר יש פגיעה באיכות המים

רבים סבורים שהגחליליות הן בעלי החיים היחידים שמאירים, אבל יש עוד יצורים, בני כחמישים קבוצות שאין ביניהן קרבה אבולוציונית, הזוהרים באור יקרות. מה גורם לבעלי חיים לפלוט אור, ומה הם עושים באור הזה?  בנימין פרנקלין, המדען־מדינאי־כלכלן־ממציא, היה הראשון ששיער, בשנת 1753, שתופעת הים הזוהר נגרמת על ידי יצורים מיקרוסקופיים. ואכן עם הזמן התגלתה פליטת אור אצל חיידקים ויצורים זעירים הצפים בים (פלנקטון), וכן בספוגים, נבוביים (מדוזות ואלמוגים), מסרקנים, סרטנים, דיונונים ודגים.
ביבשה, בנוסף לגחליליות, נפלט אור מזחלים מסוימים ומפטריות בקרקעית היער. יצירת אור על ידי יצורים חיים נקראת ביולומינסצנציה (ביו – חיים, לומינסצנציה – הארה). האור נוצר בריאקציה שבה מתחמצן החומר לוציפרין (בלטינית: לוצי – אור, פר – מביא. לוציפר הוא גם כוכב איילת השחר וגם אחד השמות של השטן).
לקיום הריאקציה נדרש זרז (אנזים) שנקרא לוציפראז וכמובן השקעה מסוימת באנרגיה. יש מינים שההארה נגרמת בהם מהתקשרות של הלוציפרין עם יונים של סידן. המבנה המולקולרי של הלוציפרין, ובהתאם גם של האנזים שלו, עשוי להיות שונה ביצורים מקבוצות שונות. אבל אופיו של התהליך די דומה בעולם החי. האור שנוצר אינו מלווה בפליטת חום, ולכן מכנים אותו "אור קר".
רבות הדוגמאות לאור הזה: לא אחת, כאשר טופחים בכף היד על פני הים בלילה חשוך, ניתזים ממנו "ניצוצות". לפעמים תנועת המים עצמה יוצרת גלים זוהרים. לעיני המפליגים בספינה נגלים הבזקי אור ליד החרטום החותך במים או דולפין שמזנק לאוויר וגורר קשת של טיפות זוהרות. כל צוללן שהתנסה בצלילת לילה התפעל בוודאי מהניצוצות שנוצרו סביב הסנפירים של צוללנים אחרים בסביבתו.
טייסים דיווחו שבמלחמה היה להם קל יותר למצוא בלילה את נושאת המטוסים שלהם הודות לשובל האור שנגרר מירכתיה לאורך קילומטרים. היו צוללות שהתגלו על ידי האויב בגלל האור שנוצר מסיבובי המדחפים שלהן. באזורים הסובלים מרעשים ססמיים נצפו גלים בוהקים, מערבולות זוהרות ו"זיקוקים" על פני הים. ובאזורים טרופיים דיווחו ספנים על "ים חלבי", הזוהר באור נגוהות. הגורמים לתופעות הללו, שהדים להן מוצאים גם באפוסים הודיים עתיקים, הם דינופלגלטים, אצות חד תאיות, שפולטות אור בתגובה לטלטול ולערבול של המים.

שיטות של תאורה

הדיונון חי במעמקים. אורו זוהר מאיברונים מיוחדים הנקראים פוטופורים. מכיוון שהדיונון חי בחשכה. שם אינו יכול להיעזר בדיו להטעיית הטורף, הוא נוקט משחק של אור ותנועה, וההטעיה מושגת באמצעות נוזל זוהר שנפלט משק הדיו


האור הנפלט מיצורים חיים נוצר בכמה שיטות. השיטה הנפוצה ביותר היא יצירת אור בתאים מיוחדים, שלעתים מרוכזים יחד ל"איבר אור". בדגם המשוכלל נלווים לאיבר גם משטחים מחזירי אור (רפלקטורים) ועדשות, כדי להגביר את עוצמתו. שיטה אחרת היא של נוזל זוהר המופרש אל מחוץ לגופם של סרטנים או דיונונים, כווילון מואר.
שיטה שלישית מתבססת על חיי שיתוף בין מארח, דג או דיונון, ובין אוכלוסיית חיידקים מאירים שחיים באיבר מיוחד בגופו. המארח מטפח אותם, מגן עליהם, דואג למזונם ובתמורה נהנה מתאורה חינם. החיידקים, כל עוד הם בריאים, מפיקים אור באופן רציף. הדינופלגלטים, לעומת זאת, מנצנצים לפרק זמן של כעשירית השנייה כאשר מפריעים את שלוותם. עט הים, קרוב רחוק של המדוזה, חי במושבות. כאשר נוגעים באחד הפרטים במושבה הוא "נדלק", מאיר למשך חמישית השנייה ושולח אות עצבי לכל המושבה. בתוך שנייה "נדלקים" כל שאר הפרטים.
צבעו של האור הביולומינסצנטי הוא בדרך כלל כחול או ירקרק, אבל הוא יכול להיות גם צהוב, אדום או בכמה גוונים בחלקי הגוף השונים. העיניים של יצורים החיים במים רדודים רגישות יותר לתחום הירוק והכחול־ירוק של הספקטרום, ואלה של החיים במעמקים רגישות יותר לתחום הכחול.
פליטת האור של יצורים רבים תואמת את העומק שהם חיים בו. גם הדינופלגלט מתוחכם: הוא מנצנץ רק בחשכה (אור יום מדכא את פליטת האור שלו), ויש לו שעון ביולוגי פנימי ו"זיכרון": קצב הנצנוץ היומי שלו נשמר גם כשמחזיקים אותו בחשכה כמה ימים ברציפות.
רוב היצורים הימיים שפולטים אור (כאלף מינים) חיים באזור השרוי באפלה נצחית 
(aphotic zone), מתחת ל־400 מטר. כשני שלישים מהדגים וכתשעים אחוז מהפרטים באזור זה הם בעלי איברי תאורה.
"המעמקים האפלים של האוקיינוס הפכו לביתם של היצורים עם התאורה העצמית", כתבו הביולוגים גונתר ודקרט. "האורות שלפנינו מרובים כתאורת כוכבים בשמי הלילה, אך שלא כמותם, הם נעים, מזנקים לכאן ולשם, מתלקחים לפתע וכבים ושולחים קרני צבע מגוונות".

המסרקנית שוחה קרוב לפני המים. בין המסרקניות, החיות באוקיינוסים, יש הרבה מינים פולטי אור
מכל זכוכית ובו מי ים. כאשר מטלטים את המכל, אצות מיקרוסקופיות מקבוצת הדינופלגלטים פולטות אור. בתמונה רואים אור שנפלט מהאצה pyrocystis fusiformis


אור לכל חפץ
האור שיוצרים בעלי החיים השונים מרהיב, אבל ברור שהתופעה לא התפתחה כדי להנעים את חיינו. האור ממלא בטבע תפקידים שמסתכמים בשלושה תחומים: הגנה, התקפה ותקשורת. יצורים הפולטים אור כאשר נוגעים בהם מרתיעים תוקפים פוטנציאליים. לעתים משולבים בכך תרגילי התחמקות והטעיה, כמו כיבוי פתאומי של הפנס ושינוי כיוון התנועה או הפרשת חומר זוהר המסב את תשומת לב התוקף לכיוון אחד בעת שהיצור המאוים בורח לכיוון הפוך.
סרטן מקבוצת הצדפוניות (Ostracoda) מבצע את הריאקציה הכימית ליצירת האור בשיטה בינארית: בבלוטה אחת הוא מייצר לוציפרין ובאחרת את האנזים שלו. בעת סכנה מתיזות שתי הבלוטות בו זמנית את הנוזל שבהן, הריאקציה הכימית מתרחשת מחוץ לגוף של הסרטן, ובעוד האור מופיע במי הים, נעלם הסרטן באפלה.
גם הדיונון החי בחשכת המעמקים, שם אינו יכול להיעזר בדיו להטעיית הטורף, נוקט משחק של אור ותנועה. ההטעיה מושגת באמצעות נוזל זוהר שנפלט משק הדיו. שימוש באור לציד נפוץ אצל דגי מעמקים: איברי תאורה באזור הראש פועלים כפתיון המושך יצורים קטנים, וכשאלה מתקרבים, גורלם נחרץ.
באיי בנדה (Banda) שבאינדונזיה נהגו דייגים להשתמש כפתיון באיבר האור של הדג

תיירים שטים במערה בוואיטומו, המערה מוארת על ידי זחלי יתושים הצמודים לתקרה, שהאורמשמש אותם ללכידת טרף: חרקים נמשכים אל האור ונלכדים בקורים הדביקים שמפרישים הזחלים. כמו דייג המעלה דג בחכתו, מושכים הזחלים את הטרף אליהם

הפנסי (Anomalops), שאותו תלו על חכתם. כך לכדו דגים שנמשכו לאור. החכמים יותר נהגו להחזיק כמה דגים זוהרים בכלוב משבכת במבוק, ואלה שימשו לפתיון בכל לילה מחדש.
גם "תולעי המערות" בניו זילנד משתמשות באור כפתיון. המאורים בניו זילנד גילו מערות, כמו אלו שבוואיטומו (Waitomo), שתקרותיהן נוצצות כשמים זרועי כוכבים. זה מאה שנה מגיעים תיירים אל מערות אלה כדי לראות את התולעים הזוהרות. למעשה אלה זחלים של היתוש Arachnocampa luminosa (שפירוש שמו הלטיני הוא "טווה החוטים היושב במקומו ומאיר"), שיושבים על תקרת המערה ומשם שולחים קורים דביקים כלפי מטה. האורות שהם פולטים מפתים חרקים, והחרקים שמתפתים נדבקים לקורים. הזחל מושך אותם אליו, כדייג המושך חכה, וכך ניזון בכבוד. רבים מהחרקים הנלכדים הם היתושים הבוגרים שזה עתה הטילו את ביציהם ובכך סיימו את תפקידם הביולוגי. כך הם ממוחזרים לטובת גידול הדור הבא של בני מינם.

שפת האורות
השימוש באור לצורך תקשורת נחקר בהרחבה בגחליליות. אצלן מאותת הזכר בנצנוצי אור, הנקבה בת מינו מגיבה בנצנוץ משלה, והזכר מזהה אותו. לכל מין של גחלילית יש קצב נצנוץ אופייני, "שפה" ייחודית שהפרטים יודעים לזהות (ולהבדיל מ"שפות" אחרות). הדבר דורש רמת דייקנות גבוהה בתדר הנצנוץ ובעוצמתו, ביכולת ההבחנה של מקבל האיתות ובזמן התגובה שלו. עין האדם אינה בנויה להבחנה כזו, וכדי להגיע ליכולת כזאת דרושים לנו מכשירי מדידה מדויקים.
לפעמים זכרי גחלילית ממין מסוים עולים על עץ ומצטרפים ל"מקהלת נצנוץ" בתדר אחיד, במטרה למשוך את הנקבות. בדרום מזרח אסיה נצפו עצים שעליהם רבבות גחליליות המדליקות ומכבות את פנסיהן ביחד. דייגים במלזיה נהגו להיעזר בעצים כאלה כמגדלורים כשניווטו בלילה.
הדבר מעיד על כך שנוכחות הגחליליות על העצים קבועה, ופרטים חדשים מצטרפים לאוכלוסיית העץ במקום אלו שמתו. גחלילית חדשה שמצטרפת "נכנסת לקצב" ומתאימה את עצמה לתדר הנצנוץ של הכלל. התנהגות זו מגדילה את סיכויי הזכר הבודד למצוא בת זוג ביער הטרופי הצפוף לעומת הסיכויים לכך אם היה מנצנץ ביחידות. התחרות האישית בין הזכרים באה לידי ביטוי בעוצמת ההארה של כל פרט. "מקהלות נצנוץ" התגלו גם בהרי האפלצ'ים (Appalachian Mountains) באמריקה.
גם תולעת האש של ברמודה משתמשת באור למשוך את הזכרים: היא עולה בלילה אל פני המים ומתחילה "לצייר" מעגלים זוהרים, שמדליקים את הזכרים, תרתי משמע. ותמיד יש כאלה ש"מנצלים את המצב": נקבות הגחליליות מהסוג Photuris מחקות תדר נצנוץ של זכרי הסוג Photinus, וכשהזכרים מתקרבים הן טורפות אותם.  

דיונון זוהר דיונונים של מים עמוקים נוהגים לפלוט נוזל זוהר מכיס הדיו שלהם, בדומה לאלה החיים במים רדודים ופולטים דיו כדי לבלבל את טורפיהם
בין היצורים הפולטים אור כדגובה להפרעה צויה גם התולעת   tomopteris . כאשר היא חשה בסכנה, ניתזים מגופה ניצוצות

סימביוזה של אור
מה שעושים הצבעים ביום עושה האור בלילה: הוא מסייע לדיונונים ולמיני דגים בפרסום עצמי. במפרץ אילת חי דג צהוב קטן שגופו מכוסה בכתמים שחורים והוא נראה כאצטרובל (נצפה שם לראשונה ב־1974), שמו מגִנון יפני
 (Monocentris japonicus). מתחת לסנטר של המגנון יש שתי נקודות זוהרות שגודלן כראש סיכה; מקור האור בהן הוא חיידקים שחיים עם הדג בחיי שיתוף (סימביוזה). חוקרים גילו שלכל פרט יש אוכלוסיית חיידקים ייחודית לו.
מפורסמים מהמגנון היפני הם דגי הפנסים, מהמשפחה Anomalopidae, שלהם האור החזק ביותר מבין היצורים המאירים. כאשר מתפתח בהם מנגנון תאורה, הוא מנוצל ליותר ממטרה אחת. הפנסי של מפרץ אילת, Photoblepharon palpebratus steinitzi (השם steinitzi ניתן לתת מין כהוקרה לפרופסור שטייניץ ז"ל מהאוניברסיטה העברית), משתמש באיבר האור המשוכלל שלו לתקשורת בין פרטים באוכלוסייה, להרתעת טורפים פוטנציאליים, להתחמקות, למשיכת היצורים שמהם הוא ניזון ולתאורה. באיבר האור, הנמצא מתחת לעין, חיים מיליארדי חיידקים מהסוג Photobacterium, הפולטים ברציפות אור שנראה למרחוק. לעתים, כשהדגים שוחים בקבוצה, נדמה שמישהו צולל שם ובידו פנס רב עוצמה.
הפנסי שולט באור, בהתאם לצרכיו, באמצעות עפעף שיכול לכסות את איבר התאורה לחלוטין ו"לכבות את הפנס" או להתכווץ וכך ל"הדליק" אותו מחדש. הדג מסוגל למצמץ 
כך בתדרים שונים (מכאן שמו: אור – photo, עפעף – blephar, לעפעף – palpebr).  
הפנסי האינדונזי, לעומת זאת, מכבה את האור על ידי סיבוב איבר התאורה כלפי פנים

הדג פנסי ים סוף נושא על עצמו "פנס" מיוחד. הפנס עשוי כיס המכיל אוכלוסיית חיידקים זוהרים. באמצעות עפעף מיוחד יכול הדג לכסות את הכיס כך לכבות את הפנס. היחסים בין הדג ובין החיידקים הם דוגמה יחודית ליחסי שיתוף תלותיים בין
שני מינים שונים שאף אחד מהם לא יכול להתקיים בלי זולתו  

והצגת חלקו הפנימי, הכהה, כלפי חוץ. שני דגים נוספים במשפחה זו מסוגלים לסובב את הפנס, לצורך כיבוי ממושך של האור, או לכסותו בעפעף, לכיבוי קצר (שניהם מהסוג Kryptophanaron, מאמריקה הצפונית, ומשניהם נמצא פרט אחד בלבד).
הפנסי אימץ שתי שיטות הגנה: האחת, הדלקת אור, כיבוי ושינוי כיוון מיידי לסירוגין ("שחיית זיגזג"); השנייה, נצנוץ של כמה דגים ביחד, שיוצר הרתעה יעילה, כי מרחוק הם לא נראים כבודדים אלא יוצרים אשליה של מפלצת גדולה, שממצמצת בעיניה הרבות. הנצנוצים הרבים גם מקשים על טורף להתמקד בפרט מסוים אחד.

מחיי שיתוף לתועלת לאדם
דגי הפנסים הם דוגמה לחיי שיתוף שבהם התלות ההדדית בין האורגניזמים המעורבים היא מוחלטת: החיידק אינו מסוגל לחיות באופן עצמאי, ובלעדי החיידקים הדג יהיה עיוור, ללא הגנה ומזון ורווק. רק לאחר שנות עמל רבות הצליחו חוקרים לבודד את החיידק הזוהר ולגדלו באופן עצמאי, ואף מצאו לו יישומים.
העובדה שהוא פולט אור שאת עוצמתו ניתן למדוד בצורה מדויקת מאפשרת להשתמש בו כסמן לרמת הזיהום במים. שינוי לרעה באיכות המים מורגש על ידי החיידק, שמגיב בשינוי עוצמת ההארה שלו. במלים אחרות, החיידק מודיע לנו שהמים מזוהמים. ערכה לבדיקת איכות מים שמבוססת על חיידקים זוהרים פותחה בעבר על ידי התעשייה הישראלית, ולאחרונה התפרסמו מחקרים שמטרתם להנדס חיידקים שיזהרו ויזהירו כאשר יגלו רעלים בסביבתם.

הכתבה מוקדשת לנאוה, באמונה שעוד יבוא יום של אור.

עוד על ביולוגיה ימית כאן>>

האם היית ביעד הזה?

  • 2

    כן הייתי

  • 3

    לא, אבל מתכנן

  • 0

    לא מעוניין

האם המאמר הזה עזר לך?

עזר מאדדי עזרלא כל כך עזרכלל לא עזר





מרכז ההזמנות של מסע אחר

טיסות במחירים שפויים - גאוני כמה שזה פשוט

השוואת מחירי השכרת רכב בחו"ל
המחיר המשתלם ביותר - בלי הפתעות ובלי אותיות קטנות

מרכז ההזמנות של מסע אחר

טיסות במחירים שפויים - גאוני כמה שזה פשוט

השוואת מחירי השכרת רכב בחו"ל
המחיר המשתלם ביותר - בלי הפתעות ובלי אותיות קטנות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

*

code