האדמה: עולם נפלא אך כמעט בלתי מוכּר

מתחת לרגלינו, מיליוני אורגניזמים חיים באדמה [1]. הם נעים בגודלם מאורגניזמים מיקרוסקופיים, שנקראים מיקרואורגניזמים, ועד לאורגניזמים חסרי חוליות כמו למשל תולעי אדמה, שאורכם יותר ממטר. מגוון האורגניזמים באדמה נקרא מגוון ביולוגי של האדמה, ומשמעותו של מגוון ביולוגי היא השוֹנוּת של כל צורות החיים על כדור הארץ.

אקולוגים של האדמה הם מדענים שחוקרים את המגוון של אורגניזמים באדמה. בדרך כלל הם דוֹגמים את האורגניזמים באדמה שחיים במקומות שונים, כמו יערות גשם טרופיים או שדות חקלאיים. כדי להסיר דגימות אדמה הם משתמשים באִתֵּי חפירה, מלכודות, או מכשירים שנקראים corers (מלשון core – לִיבָּה), כתלות באם האורגניזמים שמתעניינים בהם חיים בתוך האדמה או על פני השטח שלה (איור 1). בשלב הבא, המדענים תופסים ביד או באמצעות מלקחיים את האורגניזמים שהם יכולים לראות בדגימות האדמה. כדי לתפוס את חסרי החוליות הקטנים באדמה, אקולוגים של האדמה לעיתים קרובות משתמשים בשיטת בֵּרְלֶז. במעבדה, הם ממקמים את דגימת האדמה בתעלה, כשמעל הדגימה מנורת חימום, ומתחתיה צנצנת. האור והחום גורמים לאורגניזמים הזעירים לנוע למטה דרך התעלה אל תוך הצנצנת. כעבור כמה ימים, מדענים יכולים לחקור את האורגניזמים בצנצנת.

כאשר כל האורגניזמים באדמה נאספים, מתחילה העבודה הארוכה והדקדקנית. אקולוגים של האדמה סופרים כל אורגניזם אינדיבידואלי וצופים בו בהקפדה, במטרה לזהות לאיזה מין הוא שייך. לצורך כך, הם משתמשים בסוגים שונים של מיקרוסקופים לצד מפתחות זיהוי וספרים בתחום. מספר המינים הכולל שנמצא במערכת אקולוגית מסוימת מייצג את המגוון הביולוגי של אותה המערכת. למדעני אדמה יש עבודה רבה לבצע, מאחר שאדמות הן בין המערכות האקולוגיות המגוונות ביותר והמושפעות ביותר על ידי בני אדם על פני כדור הארץ. כמו כן אדמות רבות בעולם עדיין לא נחקרו, ולכן מינים רבּים של אורגניזמים באדמה טרם התגלו.

אורגניזמים באדמה מגוונים להפליא

מגוון ביולוגי באדמה הוא כל כך גדול, שכמעט בלתי אפשרי לתאר את המאפיינים של כל האורגניזמים באדמה בבת אחת. במאמר זה נספק לכם טעימה ממגוון ביולוגי של האדמה על ידי תיאור הנראוּת וההתנהגויות של שלושה סוגי אורגניזמים באדמה שנחקרו רבּות: תולעי אדמה, קְפַזַנְבָאִים וחיפושיות אדמה (איור 2).

גודל גוף

הבדל מבני חשוב בין תולעי אדמה, קפזנבאים וחיפושיות אדמה, ובין מינים בתוך הקבוצות האלה, הוא גודל הגוף שלהם. גודל הוא דוגמה למאפיין מורפולוגי. אורכה של תולעת האדמה הקטנה ביותר הוא כמה סנטימטרים, בעוד שהתולעת הגדולה ביותר, שנמצאת ביערות טרופיים, יכולה להגיע לאורך של 2 מטרים. באירופה, אורכן של תולעי אדמה נע בין 2 מילימטרים ל-8 סנטימטרים מקצה הראש ועד לחלק האחרון של הבטן. קפזנבאים קטנים הרבה יותר, עם גודל גוף ממוצע של 2 מילימטרים בלבד, אך גודלם משתנה כתלות במקום שבו הם חיים. חלק ממינֵי הקפזנבאים שחיים בעלים מתים גדולים יותר ממינים אחרים שחיים עמוק באדמה.

תנועה

כדי למצוא סביבת מחיה שיש בה מספיק מזון, ושחיים בה אורגניזמים אחרים שניתן להתרבות איתם ומספר נמוך של טורפים, אורגניזמים באדמה פיתחו כמה טכניקות לתנועה, על פני השטח ובתוך האדמה. לתולעי אדמה אין רגליים, אך לחלק מהמינים יש שרירים חזקים ושערות קטנות שהם משתמשים בהם כדי לחפור בין חלקיקי אדמה. באמצעות שש רגליהן, חיפושיות אדמה יכולות לרוץ על פני השטח של האדמה כדי לתפוס את טַרְפָּן. למינים רבים של חיפושיות אדמה יש כנפיים, המאפשרות להם לברוח במהירות מִטורפים או מהפרעות אחרות, או לנוע למקום שבו הן יכולות למצוא עוד טרף או בני זוג. קפזנבאים גם נעים על שש רגליהם, אולם הודות למבנה מיוחד שפועל כמו קפיץ, חלקם יכולים לקפוץ לגובה של כמה סנטימטרים כדי לברוח מטורפיהם!

צבע

מינים שונים של אורגניזמים באדמה הם צבעוניים. חלק מתולעי האדמה שחיות בסנטימטרים הראשונים בתוך האדמה, בעלים מתים, או בקוֹמפּוֹסט, או בדֶשֶׁן הן אדומות-חומות, מה שמאפשר להן להסוות את עצמן מפני טורפיהן כעלים מתים כתומים-חומים, וכן צבען מגן עליהן מפני אור אולטרה-סגול [2]. תולעי אדמה אחרות חיות עמוק יותר באדמה, ולעיתים קרובות בעלוֹת צבעים חיוורים כמו גוונים בהירים של ורוד, אפור, או ירוק. באדמה החשוכה, פיגמנטציה אינה הכרחית מאחר שאור אולטרה-סגול אינו חודר לשם. תולעי אדמה אחרות חיות בעיקר באדמה, אך מוציאות את ראשיהן מחוץ לאדמה כדי לאכול עלים מתים; כתוצאה מכך, רק ראשיהן עוברים פיגמנטציה. לקפזנבאים יש כמעט אותן תבניות צבע כמו תולעי אדמה: מינים עם פיגמנטציה חיים על פני השטח של האדמה, ומינים ללא פיגמנטציה חיים בתוך האדמה [3]. חיפושיות אדמה הן בעלות תבניות צבע נפלאות רבּוֹת, במיוחד חיפושיות אדמה מסוג קָרָבּוּס. הצבעים החיים שלהן עשויים להרתיע את הציפורים הטורפות שלהן, או לסייע לחיפושיות האדמה להסוות את עצמן בסביבתן.

סוגי פֶּה

הבדל משמעותי נוסף בין שלוש הקבוצות שבהן אנו עוסקים הוא סוג הפה שלהן. לחיפושיות אדמה יש לסתות שיכולות להיות בעלות צורות וגדלים שונים כתלות בסוג המזון שהן אוכלות הכי הרבה. לדוגמה, לחלק מהמינים יש לסתות תחתונות ארוכות מאוד ששלוחות קדימה כדי להגיע אל תוך קונכיות חלזונות. לקפזנבאים יש פִּיּוֹת קטנים שמאפשרים להם לאכול פטריות שגדלות על עלים ופיסות קטנות מהעלים עצמם, מה שיוצר עלים שלדיים מתים יפהפיים. לתולעי אדמה אין לסתות תחתונות, אך הבטנים השריריות שלהן חזקות מספיק כדי לפרק את האדמה ואת העלים שהן אוכלות.

המאפיינים של אורגניזמים באדמה מרמזים על תפקידיהם החשובים

תצפיות זהירות אחר מאפיינים של אורגניזמים באדמה יכולות ללמד אקולוגים של אדמה דברים רבים על מה האורגניזמים אוכלים, היכן הם חיים וכיצד הם מְתַקְשְׁרִים עם סביבותיהם (איור 3). הפעולות של אורגניזמים באדמה חשובות במיוחד לשמירה על אדמות בריאוֹת. אורגניזמים אלה יכולים לשנות את הארגון הפיזי של האדמה על ידי יצירת מחילות; להוסיף חומרי מזון לאדמה דרך פירוק של עלים מתים, ולסייע לווסת אוכלוסיות של אורגניזמים אחרים באדמה [4].

תולעי אדמה ממלאות תפקיד חיוני בשמירה על אדמות בריאוֹת באמצעות פעילות החפירה הנמרצת שלהן. תולעי האדמה שחיות באדמה, למיניהן השונים, נעות דרכּה, אוכלות את המזון שהן מוצאות שם ומערבבות חלקיקי אדמה עם פיסות של עלים מתים. בתנועתן, הן יוצרות מחילות רבות שדרכן אוויר ומים יכולים לנוע ביתר קלות [5], מה שמסייע לאורגניזמים אחרים באדמה לשתות ולנשום, ומסייע לשורשי צמחים לגדול. חלק מתולעי האדמה הגדולות יוצרות מחילות אנכיות ארוכות ורחבות, בדומה לארובּות. אחרות יוצרות מחילות צרות יותר, אולם עדיין תורמות באופן משמעותי לערבוב האדמה. לכן, לתולעי אדמה תפקיד חשוב בהפחתת הצפות וסַחַף של האדמה, ובשיפור בריאות האדמה.

גם קפזנבאים ממלאים תפקידים חיוניים באדמות, במיוחד באמצעות מִחְזוּר חומרי מזון מעלים מתים, אשר מסייע לגדילת צמחים. בחלק מהמקרים, קפזנבאים עשויים להגיע לצפיפויות של 100,000-10 אינדיבידואלים למטר מרובע! הם יכולים לאכול כמויות גדולות מאוד של אשפת עלים ושל מיקרואורגניזמים, כמו פטריות וחיידקים. לאחר האכילה, הם מייצרים הרבה פיסות צואה קטנות שמורכבות מחלקיקים זעירים של עלים מתים שמעורבבים עם מים. פיסות צואה הן ארוחות מושלמות עבור מיקרואורגניזמים, אשר ימשיכו להתמיר את העלים המתים לחומרי מזון שצמחים יכולים להשתמש בהם. מחזוּר חומרי המזון שמבוצע על ידי קפזנבאים ומיקרואורגניזמים חשוב במיוחד למערכות אקולוגיות ולגדילה של צמחים.

לחיפושיות אדמה יש דיאטות מגוונות, והן גם יכולות להיות טורפים שניזונים מקשת רחבה של טרפים – מכנימות קטנות ועד חלזונות גדולים. מינים של חיפושיות אדמה מתמחים בטרף שהם אוכלים; לדוגמה, המין Cychrus caraboides ניזון מחלזונות בלבד. חלק מחיפושיות האדמה תופסות קפזנבאים קטנים, הודות לעיניים המפותחות שלהן (איור 3). חיפושיות אדמה חשובות בוויסות אוכלוסיות של חיות אחרות. לדוגמה, ביבולים, הן ניזונות ממזיקים שאחרת יכלו להזיק לצמחי יבול. לכן, במלחמתם נגד מזיקים, חקלאים משתמשים בהן לעיתים במקום בכימיקלים, במה שנקרא הדברה ביולוגית, המשתמשת באינטראקציות טוֹרף-טֶרֶף טבעיות בין אורגניזמים כדי לשלוט במזיקים. חיפושיות אדמה משתנות בגודל גופן, ומרביתן אוכלות טרף שקטן יותר מהן. מאחר שלא כל מינֵי חיפושיות האדמה ניזונים מאותו טרף, חשוב לשמור על מגוון גדול של אורגניזם אדמה זה במערכת אקולוגית, המאפשר גם ויסות מיטבי של מזיקים [6].

גודל גוף, סוג הפה וצורתו, אסטרטגיות צַיִד וסוג הטרף הם מאפיינים חשובים שאקולוגים של אדמה לרוב מתייחסים אליהם, כדי להבין טוב יותר את הקשרים בין חסרי חוליות באדמה לבין הסביבות שלהם.

מסקנות

אורגניזמים באדמות מגוונים להפליא בהיבטי צורה והתנהגות. אקולוגים של האדמה חוקרים את העולם המופלא של האדמה, ואגב כך עשויים לגלות מינים חדשים ומאפיינים חדשים. באמצעות התבוננות במאפיינים של המינים שהם מוֹצאים, מדעני אדמה יכולים להבין טוב יותר את האינטראקציות בין אורגניזמים לבין מערכות אקולוגיות. כשמתייחסים אליהם יחד, התפקידים השונים שמבצעים מגוון המינים של אורגניזמים באדמה, הם משלימים וחיוניים בשמירה על אדמות בריאוֹת. לכן, חשוב מאוד שנְתַחְזֵק וּנְשַׁמֵּר מגוון ביולוגי של אדמה, אשר יתמודד עם ההשפעות ההולכות ומתחזקות של פעילויות אנושיות, כמו למשל חקלאות אינטנסיבית ושינויי אקלים. הַגְבָּרַת המוּדעוּת הציבורית לגבי חשיבותם של אורגניזמים באדמה, ושיפור הידע שלנו על מגוון ביולוגי של אדמה, הם מפתחות משמעותיים בהפחתת ההשפעות השליליות שלנו על המערכות האקולוגיות המדהימות שנמצאות מתחת לרגלינו.

תודות

המחברים מודים למַאֲגַד TEBIS (http://www.reseau-tebis.fr/) ולארגונים בלתי ממשלת יים שונים, כמו Les petits debrouillards (https://www.lespetitsdebrouillards.org) ו-CARABES (https://assocarabes.com) שאיתם המחבּרים פועלים במטרה להגביר מוּדעוּת אזרחית ולעודד הגנה על אדמות ועל המגוון הביולוגי שלהן. המחברים גם מודים ל-Morgane Arietta Ganault על איכותם של האיורים המפורטים, למנחה המדעית ולסוקרת הצעירה על הצעותיהם לשיפור איכות כתב היד, ול-Susan Debad על שסייעה עם התחביר האנגלי ששיפר את בהירות כתב היד.

מילון מונחים

חסרי חוליות (Invertebrate): ↑ חיה קטנה שאין לה שלד חיצוני, כמו למשל חרקים, תולעים, או רכּיכות.

מגוון ביולוגי של האדמה (Soil Biodiversity): ↑ מגוון צורות החיים באדמות. יכול להימדד על ידי מספר המינים, מאפייניהם, או הגֶנִים של האורגניזמים האלה.

אקולוג של אדמה (Soil Ecologist): ↑ מדען שחוקר אורגניזמים באדמה, לרבּוֹת האינטראקציות שהם מקיימים עם סביבתם ותפקידיהם בתפקוד האדמה.

שיטת ברלז (Berlese Method): ↑ תהליך של הוצאת אורגניזמים קטנים מאשפת עלים ודגימות אדמה, על ידי ייבושן ואיסוף האורגניזמים שנעים דרכן ונופלים לצנצנת.

מין (Species): ↑ אורגניזמים אינדיבידואליים ששייכים לאותו המין יכולים לייצר צאצאים פוריים. זוהי היחידה השכיחה ביותר לתיאור חיים על כדור הארץ. כל בני האדם שייכים לאותו המין, אולם ישנם הרבה מאוד מינים של אורגניזמים באדמה.

מאפיין (Trait): ↑ כל אפיוּן שיכול להימדד על אורגניזם כדי לתאר את צורתו, יכולת התנועה שלו, תזונתו, התנהגותו, או שיטת הרבייה שלו.

אור אולטרה-סגול (UV Light): ↑ חלק מקרני השמש שהוא בלתי נראה לעין בלתי מזוינת, ועלול לגרום לכוויות שמש.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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