16 / 52
16
מחקר ופיתוח
כ
http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/14/128/20160917.full למאמר:
עונשין
זריקת
חצים מורעלים מתחת למים:
חוקרים בטכניון ובאוניברסיטת חיפה
מפענחים את מנגנון הצריבה של המדוזה
מות המדוזות בעולם ובים התיכון גדלה בהתמדה, ובעקבות
זאת אנחנו נתקלים בכל שנה בנחילים גדולים בחופי
הארץ. המדוזה הנפוצה ביותר בישראל היא החוטית הנודדת
) שהגיעה לים התיכון בשנות השבעים.
Rhopilema nomadica
(
המדוזה משתייכת למשפחת הצורבניים - בעלי חיים התוקפים
את טרפם (פלנקטון) ומתגוננים באמצעות תאים צורבים
המכילים מזרקים שהם למעשה חצים מורעלים. אף שאין להן
מיליון שנה,
600
עיניים, אוזניים ואפילו מוח הן שורדות כבר
כמעט ללא שינויים התפתחותיים, ובכך הן מהיצורים המורכבים
הקדומים ביותר שלא נכחדו עד היום.
מחקר שנערך בטכניון מסביר לראשונה את מנגנון הצריבה
הייחודי של החוטית הנודדת. לדברי פרופ’ אורי שביט מהפקולטה
להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, “המדוזה תוקפת את טרפה
או את אויבה באמצעות הזרקה של חומר רעיל על ידי אלפי
מזרקים מיקרוסקופיים הממוקמים על כל אחת מזרועותיה.
) נמצאת מחט
Nematocyte
בתוך תא הצריבה הקרוי נמטוציט (
המזרק, הארוזה ומקופלת לתוך עצמה בתוך קפסולה כדורית
מיקרון. בתגובה לשינויים כימיים בסביבה או
10-
בקוטר של כ
למגע פיזי גדל הלחץ בקפסולה והמחט נורית החוצה בתאוצה
מטר לשנייה בריבוע - פי כמה מתאוצה
10
7
עצומה של יותר מ-
של קליע רובה.”
מנגנון הירי של המחט, ממצב מקופל בתוך הקפסולה ועד
להתארכותה המלאה, מעסיק חוקרים רבים ברחבי העולם.
ההסבר המקובל גורס כי המחט נשלפת ויורה את החומר
הרעיל בעקבות היווצרות של כוח הקרוי פוטנציאל אוסמוטי.
כוח זה דוחף את המחט ואת הנוזל בדומה למשאבה שדוחפת
150 -
מים במעלה בניין. הלחץ המופעל בתהליך זה עצום
אטמוספרות. כדי לסבר את האוזן, זה הלחץ הנדרש כדי להעלות
מים לקצהו של בניין בגובה קילומטר וחצי.
Journal of the
אלא שבמחקר המתפרסם כעת בכתב העת
נמצא שהכוח המניע אינו מוגבל
Royal Society Interface
לקפסולה בלבד. לאמתו של דבר מדובר במנגנון אוסמוטי אדיר
המתפתח בקצה הנע של המחט. מנגנון זה משחרר את המחט
אותה אחריו בדומה לקטר המושך קרונות.
ומושך
המחקר מבוסס על מדידות בטכנולוגיה של מעבדה-על-שבב
) ועל פיתוח של מודל מתמטי העוקב אחר
Lab-on-chip
(
תנועת החומר בתוך המערכת. מנגנון ההתארכות של מחטי
הצריבה פוענח על ידי פרופ’ שביט עם פרופסור גלעד יוסיפון
מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון ועם ד”ר תמר לוטן מבית
הספר למדעי הים ע”ש צ’רני באוניברסיטת חיפה.
את הפתרון סיפקה מערכת ניסויית שפותחה על בסיס
) במעבדתו של פרופ’
Microfluidics
פלטפורמת מיקרוזרימה (
יוסיפון. מערכת זו אפשרה לחוקרים לנתב את המחט ואת כיוון
הפריצה שלה. פרופ’ שביט מסביר: “כל קפסולה מוקמה בפתח
של מיקרו-תעלה שחיברה בין תעלת מים מרכזית לתעלה
נוספת שהכילה שמן. מצאנו שכאשר המחט חדרה דרך שמן,
מילי-
50-
קצב ההתארכות שלה ירד בשלושה סדרי גודל - מ
שניות בשמן.”
25-
שניות במים לכ
החוקרים הסיקו שבניגוד למודל המקובל, התופעה האוסמוטית
אינה מוגבלת לקפסולה אלא מתרחשת בכל סביבת הפעולה
שלה. לדברי פרופ’ שביט, “המשמעות היא שאפשר להשפיע על
הפוטנציאל האוסמוטי לאורך מסלול ההתקדמות של המחט וכך
להקטין את יכולת החדירה שלה לעור ולמנוע את הצריבה.”
פרופ’ אורי שביט
ד”ר תמר לוטן
פרופ’ גלעד יוסיפון
חוטית נודדת
צילום: עמית לוטן
