תַקצִיר
במשך עשרות שנים, מדענים ידעו היכן מצויים הכמויות הגדולים ביותר של מינים שחיים מעל לאדמה. על בסיס זה הם יצרו מפות של העולם, המציגות את הדפוסים הללו. עבור מרבית קבוצות החיות שמעל לאדמה, הכמויות הגדולות ביותר של מינים מצויים באזורים הטרופיים, ובמספרים פוחתים לכיוון הקטבים. אולם, עד לאחרונה לא הבנו דפוסים גלובליים כאלה עבור אורגניזמים רבים שחיים בתוך האדמה. תולעי אדמה מספקות לבני אדם שירותים מועילים רבים, כמו הזזת האדמות ושיפור איכותן, מה שיכול להגדיל את כמות המזון המגודל. במחקרנו החלטנו ליצור מפות גלובליות של עושר מִינֵי תולעי אדמה. מפות אלה חשובות כדי שנבין היכן התולעים מצויות ומדוע הן חיות במקומות הללו, במטרה להגן על תולעי אדמה ועל השירותים שהן מספקות.
מיפוי חיות העולם
על פני כדור הארץ ישנם כ-150 מיליון קילומטרים רבועים של אדמה. זהו אזור גדול כל כך שקשה לדמיין אותו. עם כל כך הרבה אדמה, כיצד ניתן לדעת היכן חיות נמצאות, וכמה מהן יש? מגוון סיבות גורמות לכך שאנו מעוניינים לדעת את מספריהן של החיות ואת הדפוסים שלהן ברחבי העולם. לדוגמה, אנו עשויים לרצות לדעת היכן ליצור שמורות טבע במטרה להגן על מרבית המינים, או אולי נבקש לדעת מהו הדפוס הכללי של אוכלוסיות חיות וצמחים, ואם הדפוס הזה עקבי ביחס למינים רבים שונים. יערות טרופיים למשל ידועים בכך שהם מכילים הרבה מינים שונים של ציפורים, אך האם זה נכון גם עבור חיות אחרות?
כדי ללמוד על כמות של חיות, מדענים וכן מי שאינם מדענים בדרך כלל מבצעים סקרים. במסגרת סֶקֶר סופרים את מספר המינים, או מספר הפריטים שנמצאים, באמצעות שיטה מתאימה עבור אותו המין. לדוגמה, אם ברצוננו לסקור פרפרים, נשתמש ברשת שמוחזקת ביד כדי לנסות לתפוס כמה שיותר פרפרים באמצעות שיטות עקביות, תוך סקירת אזורי אדמה מסוימים במשך פרק זמן מסוים. אולם, עריכת סקרים אורכת זמן, וגם עולה הרבה כסף. נוסף על כך אף פעם לא יהיה באפשרותנו לערוך סקר בכל מקום בעולם כולו. אם כן, כיצד אנו יודעים כמה חיות יש ברחבי העולם?
לצורך כך נוכל להשתמש במתמטיקה! בפרט, אנו יכולים להשתמש בכלי שמדענים מכנים מודלים סטטיסטיים, או רק מודלים, לשם הפשטות. במשך עשורים רבים, מדענים יצרו מודלים שמשערכים כמה מינים של ציפורים, צמחים ומינים שחיים מעל לאדמה ישנם ברחבי הגלובוס. לרוע המזל, השיטה הזו מעולם לא יושׂמה עבור רבים מהאורגניזמים שמתחת לרגלינו. לכן, החלטנו ליצור מודל עבור תולעי אדמה, שהן מין מגניב במיוחד (איור 1), אשר מספק לבני אדם שירותי מערכת אקולוגית רבים [1]. תולעי אדמה מסייעות לפרק עלים שנשרו כך שחומרי המזון חוזרים לאדמה; הן עוזרות ליבולים שלנו לגדול טוב יותר ומסייעות לשמור על האקלים בתצורה שבה אנו זקוקים לו. כמו כן, ביחס לאורגניזמים של אדמה, קל יחסית לסקור תולעי אדמה מאחר שאנו יכולים לראותן! מלבד זאת, ישנוֹ די הרבה מידע זמין לגבי תולעי אדמה.
- איור 1 - מינים שונים של תולעי אדמה.
- ישנם 7,000 מינים מתוארים של תולעי אדמה ברחבי הגלובוס [1], והם שונים מאוד בצורתם. (a) Scherotheca gigas היא תולעת אדמה שנמצאת לעיתים קרובות בצרפת ובספרד (התמונה צולמה על ידי Iñigo Virto). (b) Aporrectodea smaragdina נמצאת בהרי האלפּים ובמזרח אירופה (התמונה צולמה על ידי Michael Steinwandter).
פיתוח מודל להבנת תבניות גלובליות של תולעי אדמה
כדי ליצור מודל להערכת מספר תולעי האדמה ברחבי העולם [2], היינו זקוקים לנתונים מפורטים על אורגניזם זה. נתונים על תולעי אדמה כוללים את כמויות מִינֵי תולעי האדמה שנאספו באמצעות סקרים. אדם אחד אינו יכול לסקור הכול, ורצינו לקבל סקרים רבים ככל הניתן ברחבי הגלובוס. לכן, ביקשנו ממדענים רבים אחרים לשלוח לנו נתונים מהסקרים שערכו. פָּנִינוּ למדעני תולעי אדמה שהכרנו, או שכבר פרסמו את סקריהם בעיתונים מדעיים. כאשר מדענים מפרסמים מאמרים, הנתונים שלהם תמיד נבדקים ומבוקרים על ידי מדענים אחרים, לכן היינו בטוחים באמינות הנתונים, בפרט אלה שכבר נותחו ופורסמו. לעיתים קרובות הסקרים בוצעו באמצעות שיטות מעט שונות, אולם מדענים רבים פשוט חפרו חור מרובע באדמה, חיפשו בו תולעי אדמה וספרו את מספר מִינֵי תולעי האדמה שמצאו. סך הכול, אספנו נתונים מ-180 חוקרים ברחבי הגלובוס, שהכילו יותר מ-9,000 סקרים של תולעי אדמה.
מספר מיני תולעי האדמה שמדענים ספרו בסקריהם נע בין אפס מינים בכמה סקרים עד ל-12 מינים שנמצאו בסקרים אחרים. היינו זקוקים גם למידע על אקלים, לדוגמה הטמפרטורה וכמות המשקעים, ולמידע על האדמה, כמו למשל רמת חוּמציוּת (pH) במיקום שבו נערך כל סקר. את סוגי המידע האלה קיבלנו ממאגרי נתונים פתוחים.
בסופו של דבר, במודלים נעשה שימוש בגורם מסוים, כמו אקלים ורמת חומציות של האדמה, במטרה לשערך את מספר מיני תולעי האדמה באזור מסוים. כדי להבין כיצד המודלים פועלים, דמיינו את התרחיש הזה: אנו סוקרים חופים רבים ושואלים מוכרי גלידה כמה גביעי גלידה הם מכרו. לאחר מכן, אנו מקבלים מידע על הטמפרטורה הממוצעת בכל חוף. אז, אנו יכולים ליצור מודל שמראה כיצד הטמפרטורה משפיעה על מספר גביעי הגלידה שנמכרים בכל חוף. כפי שאתם עשויים לצפות, ככל שהטמפרטורות חמות יותר, כך נמכרת יותר גלידה. באמצעות המודל הזה, ביכולתנו להעריך כמה גביעי גלידה יימכרו בחופים שבהם אין באפשרותנו לערוך סקר. עבור תולעי אדמה, אנו יכולים לעשות משהו דומה כדי לבחון אם מספרי המינים שנמצאים בסקרים משתנים ביחס לגורם סביבתי כמו טמפרטורה.
מודל תולעי האדמה שפיתחנו מכיל פרטים רבים לגבי הסביבה – 12 משתנים שונים בסך הכול – אך העיקרון הבסיסי נותר זהה. 12 פריטי הסביבה כוללים מידע לגבי האדמה; סוג הצמחייה שמכסה את האדמה והאקלים. באמצעות המודל שלנו, הערכנו כמה מיני תולעי אדמה ישנם עבור כל המקומות בעולם, ויצרנו מפה מתאימה (איור 2).
- איור 2 - מספר מיני תולעי האדמה ברחבי העולם, שנוצר על ידי שימוש במודל שלנו.
- סך הכול, 180 חוקרים סיפקו נתונים מקצת יותר מ-9,000 סקרים. נתוני הסקרים שולבו עם נתונים על הסביבה, כמו רמת החומציות, כך שיכולנו לחזות את כמות מיני תולעי האדמה ברחבי העולם – אפילו במקומות שבהם לא נערכו סקרים. בדרך כלל, מספר מיני תולעי האדמה נע בין 1 (אזורים המופיעים במפה בסגול כהה) ל-4 (אזורים המופיעים במפה בצהוב בהיר). אזורים שנמצאים באקלים ממוזג, כמו למשל אירופה, הכילו את מספר מיני התולעים הגדול ביותר (מוצגים במפה בגוונים של צהוב).
מה גילינו על תולעי אדמה?
כפי שציינו בתחילת המאמר, בדרך כלל אנו מצפים שבאזורים הטרופיים יהיו הכמויות הגדולות ביותר של מינים. הסיבה לכך היא שבדרך כלל אנו מוצאים יותר מינים במקומות שבהם הטמפרטורות גבוהות יותר. אולם, המפות שלנו מראות שאין זה המקרה עבור תולעי אדמה. המודל שפיתחנו מצביע על כך שלוּ הייתם עורכים סקר באזור הטרופי וסקר נוסף באזור אקלים ממוזג, הייתם מוצאים יותר מיני תולעים באזור המתון.
הסיבה לכך היא שישנם היבטים רבים של הסביבה אשר משפיעים על מספר מיני תולעי האדמה שנמצאים בסקר. אף על פי שהאדמה חשובה, מצאנו שהאקלים (לדוגמה, הטמפרטורה וכמות הגשם) היה הגורם החשוב ביותר בקביעת מספר המינים. מאחר שתולעי אדמה מעדיפות לחיות בלחות ובתנאים חמים, האזור הממוזג הרבה יותר מתאים עבורן. ישנם יותר מינים של תולעי אדמה במקומות שבהם תנאי הסביבה אידיאליים. כל עוד הסביבה אינה קיצונית, כלומר יבשה מדי, לחה מדי, חמה מדי או קרה מדי, סביר מאוד שיהיו בה תולעי אדמה. חלק ממיני תולעי האדמה עשויים לאהוב תנאים שהם מעט שונים ממרבית תולעי האדמה האחרות. לחלופין, חלק ממיני תולעי האדמה עשויים להסתגל לחיים באזורים שהם פחות אידיאליים, מאחר שבאזורים אלה ישנם פחות מינים שמתחרים על מזון, לדוגמה, אך זהו תחום שמדענים עדיין חוקרים.
מודלים של תולעי אדמה יכולים להרחיב את מאמצי השימור
תולעי אדמה חשובות מאוד עבור שירותי מערכת אקולוגית רבים שבני אדם זקוקים להם, כמו הגדלת ייצור המזון. עם הידע החדש שנצבר מהמודל שלנו, אנו מקווים שתולעי אדמה ילקחו בחשבון כעת במסגרת השיקולים, כשמדענים ואנשי שימור מתכננים יצירת שמורות טבע. בדרך כלל, שמורות טבע מוקמות בהתבסס על מספר המינים של צמחים או של אורגניזמים שחיים מעל לאדמה. אולם, מאחר שבאזורים הטרופיים אין כמות גדולה של מיני תולעי אדמה (שלא כמו הרבה צמחים וחיות אחרים מעל לאדמה), אנו צריכים לחשוב על תולעי אדמה ועל אורגניזמים אחרים של האדמה בנפרד, ובאופן פוטנציאלי להקים שמורות טבע עבורם בלבד.
נוסף על כך מאחר שמצאנו כי אקלים הוא ההיבט הראשי בסביבה שקשור בכמות של תולעי האדמה, העובדה שהאקלים שלנו משתנה היא מטרידה. מחקרנו העתידי יבסס את האופן שבו מספרי תולעי האדמה משתנים כאשר האקלים משתנה, מאחר שחלק מהמינים עשויים להגיב באופן חיובי לשינויים באקלים, בעוד שאחרים לא. אנו צריכים להבין כיצד שינויי אקלים ישפיעו על תולעי אדמה ועל אורגניזמים אחרים באדמה, כך שנוכל להגן על האורגניזמים בעלי הערך האלה לעתיד.
מילון מונחים
שמורות טבע (Nature Reserves): ↑ אזורים שבהם חיות, צמחים והסביבה מוגנים.
סקר (Survey): ↑ ספירת מספר המינים או מספר הפרטים שנמצאים באמצעות שיטה מתאימה עבור אותו המין.
מודלים סטטיסטיים (Statistical Models): ↑ תהליך של ניסיון להשתמש בגורמים ידועים דוגמת טמפרטורה כדי לחזות גורם שייתכן כי אין באפשרותנו למדוד, כמו מספר מיני תולעי האדמה.
שירותי מערכת אקולוגית (Ecosystem Services): ↑ תועלות שמסופקות לבני אדם על ידי הסביבה הטבעית והאורגניזמים שבתוכה. שירותים אלה עשויים לכלול עלייה בייצור מזון, פירוק עלים שנשרו וסיוע בשמירה על האקלים שלנו בתצורה שבה אנו זקוקים לו.
רמת חומציות (pH): ↑ קנה המידה שמשמש לציון מידת החומציוּת או הבסיסיוּת (אַלְקָלִיוּת) של משהו. כך, מיץ לימון הוא חומצי וסודה לשתייה היא בסיסית.
אזור אקלים ממוזג (Temperate Region): ↑ קווי הרוחב האמצעיים של כדור הארץ, אשר נפרשׂים בין האזורים הטרופיים לאזורי הקוטב. באזור המתון לרוב יש עונות מובחנות יותר (אביב, קיץ, סתיו וחורף) בהשוואה לאקלימים טרופיים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
מאמר המקור
↑Phillips, H. R. P., Guerra, C. A., Bartz, M. L. C., Briones, M. J. I., Brown, G., Crowther, T. W., et al. 2019. Global distribution of earthworm diversity. Science 366:480–5. doi: 10.1101/587394
מקורות
[1] ↑ Orgiazzi, A., Bardgett, R. D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M. J. I., Chotte, J. L., et al. 2016. Global Soil Biodiversity Atlas. Luxembourg: Publications Office of the European Union. doi: 10.2788/2613
[2] ↑ Phillips, H. R. P., Guerra, C. A., Bartz, M. L. C., Briones, M. J. I., Brown, G., Crowther, T. W., et al. 2019. Global distribution of earthworm diversity. Science 366:480–5. doi: 10.1101/587394