למי עלינו להודות עבור החמצן שאנו נושמים?

לכמה זמן אתם יכולים לעצור את נשימתכם? לא לזמן רב מאוד! בני אדם זקוקים לכ-2,000 ליטרים של חמצן מִדֵּי יום. כל החמצן בעולם מיוצר על ידי אורגניזמים כמו צמחים ואצות שמבצעים פוֹטוֹסינתזה – הם לוקחים פחמן דו-חמצני, מים ואור שמש ומשתמשים בכלוֹרוֹפיל, שהוא חומר בצבע ירוק שנמצא בתוכם, כדי לייצר אנרגיה וחמצן. הם שומרים את האנרגיה לעצמם, אך משחררים חמצן לסביבה עבור הנשימה של כולנו. יערות גשם, על עציהם הגדולים, לעיתים קרובות נחשבים בתור ''הריאות של כדור הארץ'', ומי שמספקים לנו את מרבית החמצן שאנו זקוקים לו. אולם, יריבים זעירים מִתְעַלִּים על עצי יערות הגשם הגדולים! אלה בעיקר אורגניזמים מיקרוסקופיים שחיים במים, אשר להם עלינו להודות על החמצן שאנו נושמים (איור 1). במֵימֵי העולם ישנם סוגים רבים שונים של היצורים הקטנים החשובים האלה, אך אנו נתמקד בקבוצה מסוימת, שנקראת צוֹרָנִיּוֹת.

צוֹרָנִיּוֹת – מלכות יופי ימיות

צורניות הן אצות קטנות מאוד, גודלן קטן מ-0.2 מילימטרים, כלומר דרושות יותר מ-50 צורניות כדי להשתוות לאורך של יתוש, וכדי לראותן תזדקקו למיקרוסקופ. המראֶה שמתגלה הוא יפה ומגוון להפליא – ישנם יותר מ-20,000 מינֵי צורניות בעולם, וכל מין נראה אחרת (איור 2). אך יש מאפיין ייחודי אחד שמְאַחֵד את כל הצורניות וגורם להן להיות ייחודיות בקרב כל המאכלסים הזעירים של הים, והוא דופן תא שמורכבת מסִילִיקָה (צֹרָן דו-חמצני). חומר זה הוא מה שנתן לעמק הסיליקון את שמו, מאחר שחלקים רבים של מחשבים אלקטרוניים מוחזקים יחד על ידי סיליקה. זהו גם יסוד שמשמש צמחים ואצות רבים לחיזוק גופיהם. דפנות התא מכילות הסיליקה של צורניות הן כל כך קשיחות, שהצורניות יכולות להישאר קבורות במשקעים בתחתית האוקיינוס במשך מיליוני שנים, ועדיין להישמר במצב מצוין המאפשר לחוקרים לזהות את המין המסוים שלהן! צורניות חיות בכל מיני מקווי מים – באוקיינוסים, בימים, בנהרות, באגמים, ואפילו בתנאים הקיצוניים של מעיינות חמים או הקרח באנטרקטיקה. בכל הסביבות האלה, צורניות הן מקור המזון המועדף על חיות קטנות רבות, כמו חלזונות ומוּלים, והן מסייעות למערכות אקולוגיות שלמות לתפקד ביעילות.

ישנם דברים רבים שחוקרים עדיין לא יודעים על צורניות, מאחר שהאורגניזמים האלה קטנים כל כך שקשה לחקור אותם. חוקרים יודעים שהמגוון הביולוגי העולמי, שהוא מספר המינים או היצורים המאכלסים את כדור הארץ, חשוב מאוד לבריאות כוכב הלכת שלנו, ולבריאותנו בני האדם. אך, מה לגבי המגוון הביולוגי של צורניות? האם אנו זקוקים לכל 20,000 מינֵי הצורניות, או שאפשר להסתפק בכמה מינים בלבד?

הים הַבַּלְטי – האוצר החבוי של צפון אירופה

במטרה לחקור את השאלה אם מגוון ביולוגי גדול של מִינֵי צורניות נדרש לתפקוד בריא של כדור הארץ, יצאנו להתבונן מקרוב בצורניות שנמצאות בקרקעית הים הבלטי, בצפון אירופה. ייתכן שהים הבלטי אינו מוכר לכם, מאחר שאינו מפורסם באלמוגים או בדגים צבעוניים, אך יש לו מאפיינים רבים שהופכים אותו מיוחד ומרתק. ראשית, מינים בים הבלטי צריכים להתמודד עם תערובת של מים מלוחים ומים מתוקים, שנקראת מים מְלִיחִים. מאחר שהים הבלטי מחובר לאוקיינוס רק באמצעות מֵצַר צר, רמת המליחות שלו נמוכה מזו של האוקיינוס, אך גבוהה מזו של מים מתוקים באגמים ובנהרות. לכן, מינים שחיים בים הבלטי היו צריכים למצוא דרכים לשרוד בתנאים המשונים האלה. שנית, עידן הקרח יצר שכבת קרח עבה מדהימה של עד 3 קילומטרים בקווי הרוחב של צפון אירופה, שם הים הבלטי ממוקם כיום. לכן, הים הבלטי והמינים הנוכחיים שמצויים בו נוצרו רק אחרי שכיסוי הקרחון נמס לפני כ-11,000 שנים. אף על פי שזה נשמע זמן ארוך מאוד לבן אדם, זהו זמן קצר יחסית עבור מערכת אקולוגית. הים הבלטי על המינים שבו עדיין מתפתחים, ומשמעות הדבר היא שסביבות חדשות ומינים חדשים נוצרים שם באופן מתמשך.

עבודת צוות מנצחת

כדי להתבונן מקרוב באופן שבו צורניות משפיעות על יצירת חמצן, השתמשנו בציוד צלילה המאפשר לצלול לקרקעית הים הבלטי, בחופים רדודים שבהם היה אור רב לגדילתם של צורניות ואורגניזמים אחרים על פני השטח של משקעים. אספנו דגימות באמצעות צינוריות שיכולנו לדחוף אל תוך המשקעים הרכים. כשחזרנו אל פני השטח, ניתחנו את המגוון של צורניות בדגימות באמצעות מיקרוסקופ, כדי לזהות את כל מִינֵי הצורניות הנוכחים. מדדנו גם את כמות הכלורופיל בכל דגימה. מאחר שכלורופיל חשוב לפוטוסינתזה, מדידת כמותו יכולה לומר לנו כמה חמצן הצורניות יכולות לייצר. לבסוף, השווינו את מגוון הצורניות לכמות הכלורופיל בכל דגימה, במטרה לבחון אם מגוון הצורניות היה קשור לכמות החמצן שהן יכלו לייצר.

תוצאותינו היו מעניינות. נראה שמגוון הצורניות אכן היה משמעותי (איור 3)! כשהיו רק כמה מִינֵי צורניות בחברת הצורניות, כמות הכלורופיל הייתה בלתי יציבה, לעיתים נמוכה ולעיתים גבוהה, אולי מאחר שלפעמים נכחו אורגניזמים אחרים שסייעו להגדיל את כמות הכלורופיל, או מאחר שהיו מינֵי צורניות מסוימים שהכילו כלורופיל רב בתוכם. אך כאשר בחברת הצורניות נכחו הרבה מִינֵי צורניות, תמיד היה מספיק כלורופיל, והחברות היו מסוגלות לייצר חמצן רב. אם כן, מגוון גדול יותר של צורניות הבטיח שהמערכת האקולוגית בקרקעית הים מסוגלת לתפקד טוב ולייצר את החמצן שבני אדם זקוקים לו לנשימה. נדמה כי התפיסה שלפיה ''עבודת צוות מגשימה חלומות'' תְּקֵפָה גם לצורניות.

כיצד אנו יכולים לסייע לצורניות לשגשג?

המגוון הביולוגי של העולם כולו נמצא בסכנה כיום, מאחר שבני האדם משתמשים ביותר מדי מרחב ובכמות רבה מדי של משאבי כדור הארץ, מה שמקשה על אורגניזמים אחרים לשרוד. בעוד שלרוב אנו נוטים לדאוג יותר לחיות החמודות והפרוותיות על פני היבשה, במחקר הזה הראינו שאנו צריכים להיות מודאגים באותה המידה מהמגוון של צורניות זעירות שמסייעות לנו להמשיך לנשום.

כיצד ביכולתנו להגן על צורניות? הן קטנות כל כך שהגנה על מין מסוים אינה בת-ביצוע, אך אנו יכולים להגן על המגוון של חברות צורניות שלמות על ידי קבלת החלטות שיפחיתו את שינויי האקלים וישמרו על הסביבה בריאה כמה שיותר. רבות מהפעולות האלה הן באחריותם של מבוגרים, אך גם אתם יכולים לסייע. לדוגמה, אם תנסו להגיע לבית הספר באופניים במקום ברכב, או לעשות את המרב כדי לשמור על הטבע שסביבכם נקי ובריא. אם כולם יתרמו את חלקם נוכל לְשַׁמֵּר את המגוון הביולוגי של העולם, ולשמור על סביבה בריאה עבור בני אדם, צורניות וכל המינים האחרים.

מילון מונחים

פוטוסינתזה (Photosynthesis): ↑ תהליך שבו צמחים ירוקים, אצות ירוקות וכמה אורגניזמים אחרים משתמשים באנרגיית אור כדי להמיר מים, פחמן דו-חמצני ומינרלים לחמצן ולאנרגיה.

כלורופיל (Chlorophyll): ↑ פיגמנט ירוק שמאפשר פוטוסינתזה.

צורנית (Diatom): ↑ חיה מיקרוסקופית בעלת דפנות תאים שמכילות סיליקה.

מגוון ביולוגי (Biodiversity): ↑ כל מגוון החיים על פני כדור הארץ, לרבּות כל היצורים החיים.

מליחים (Brackish): ↑ מים שיש בהם יותר מליחוּת מבמים מתוקים, אך פחות מליחות מבמי ים.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.