תַקצִיר
כשאנו חושבים על האורגניזמים החשובים ביותר בים, או החזקים ביותר בו, עולים בראשינו כרישים, לווייתנים ואורגניזמים גדולים אחרים. אולם בפועל, החזקים ביותר בים הם הפִיטֹופְּלַנְקְטוֹן הזעירים. פיטופלנקטון, שהם אַצּוֹת מיקרוסקופיות, מחזיקים בכוח הזה מאחר שהם אוספים אור מהשמש, ומייצרים מזון עבור כל האורגניזמים האחרים. פיטופלנקטון הם הבסיס למערכת האקולוגית של האוקיינוס. דרך תהליך הפוטוסינתזה הם גם מייצרים חמצן, ואחראים על כמעט מחצית החמצן בעולם. אולם, חלק מהפיטופלנקטון עלולים להיות גם מזיקים – להרוג דגים או לפגוע במערכות אקולוגיות. פיטופלנקטון מזיקים אלה אף עלולים לגרום לאנשים לחלות. הם אומנם זעירים בגודלם, אך רַבֵּי-עוצמה!
מהם האורגניזמים החזקים ביותר באוקיינוס?
כשאתם חושבים על האורגניזמים החזקים ביותר בים, האם עולה בראשיכם כריש? או אולי לווייתן עצום מסוג קַטְלָן? יצור חזק נוסף באוקיינוס הוא דג הַמִּפְרָשָׂן המשתמש בלסתוֹתיותיו כמו בחֲנִית כדי לתפוס את הַטֶּרֶף שלו, ולהחליק כמו טוֹרְפֶּדוֹ (טיל תת-ימי נגד כלי שַׁיִט)! אחרי הכול, זה הדג המהיר ביותר מבּין כלל הדגים. כל האורגניזמים הללו מדהימים: חזקים, מהירים ואכזריים.
אולם, ישנהּ קבוצה אחרת של אורגניזמים, חזקים כל כך שהאוקיינוס לא יכול היה לתפקד בלעדיהם. היות שהם כה זעירים, ככל הנראה לא ראיתם אותם מעולם! אלה הם הַפְּלַנְקְטוֹן המיקרוסקופיים. הם נקראים כך מאחר שאינם נעים בכוחות עצמם, אלא רק נסחפים עם גלי הים (מקור השם מיוונית, שבּה 'פְּלַנְקְטוֹס' משמעוֹ נודד או נסחף). בפלנקטון הקטנים ביותר ניתן להתבונן רק באמצעות מיקרוסקופ. למרות שתִראו באמצעותו מגוון סוגי פלנקטון, חלקם כל כך קטנים שהם עשויים להיראוֹת כמו נקודות זעירות (איור 1). מה מַקְנֶה לאורגניזמים הזעירים האלה כוח כזה? מדוע בכלל אכפת לנו ממשהו שאין באפשרותנו לראות? פיטופלנקטון אינם שחיינים דגולים; אין להם שיניים חזקות, ולמעשה אין להם שיניים כלל. חשיבותם רבה מאחר שהם המזון שבו תלויים כל החיים בים (איור 2). ללא פלנקטון לא היה מתאפשר קיומם בים של מגוון מינֵי חיים בהם דגים; לווייתנים; כרישים; צבי ים; צדפות וחלזונות ים.
- איור 1 - בכל טיפה של מי ים יש אלפי פלנקטון מיקרוסקופיים.
- משמאל לימין: אם ניקח טיפה של מי ים (a drop of seawater) ונניח אותה תחת מיקרוסקופ, נִראה מגוון (diversity) גדול של פיטופלנקטון (phytoplankton). אם נשווה בין דגימות שנלקחו מאזורים שונים או בזמנים שונים, סביר שנבחין בסוגים שונים (different types) של פיטופלנקטון (קרדיט לתמונות: ספריית הַסְּמָלִים של רשת האינטגרציה והיישׂוּם באוניברסיטת מֶרִילֶנְד).
- איור 2 - שרשרת המזון באוקיינוס.
- מזונם של דגים, כרישים ואורגניזמים אחרים באוקיינוס מתחיל עם גדילה של פיטופלנקטון. פִיטוֹפלנקטון עשויים להיאכל על ידי זוֹאוֹפלנקטון (Zooplankton), שאז נאכלים על ידי דגים קטנים, וכן הלאה (קרדיטים לתמונה: ספריית הַסְּמָלִים של רשת האינטגרציה והיישׂוּם באוניברסיטת מֶרִילֶנְד, וכן תמונות בגישה פתוחה).
פיטופלנקטון הם סוג הפלנקטון החזק ביותר
ישנם סוגי פלנקטון רבּים. פִיטוֹפְּלַנְקְטוֹן הם אורגניזמים מיקרוסקופיים דמויי צֶמַח, שלעיתים קרובות מכונים גם אַצּוֹת או מִיקְרוֹ-אצות. מבּין כל הפלנקטון, פיטופלנקטון הם האורגניזמים החזקים ביותר באוקיינוס מאחר שהם יכולים להשתמש באור שמש עבור אנרגיה, וגדלים בתהליך שמכונה פוֹטוֹסינתזה. פיטופלנקטון מהווים מזון עבור אורגניזמים אחרים באוקיינוס. הפיטופלנקטון אינם אחראיים ליצירת מזון באוקיינוסים בלבד, אלא גם לכמעט מחצית מכלל החמצן בעולם! על ידי ביצוע פוטוסינתזה, הם משתמשים בפחמן דו-חמצני מהמים ומייצרים חמצן, אשר מרבית האורגניזמים החיים, לרבּוֹת בני אדם, זקוקים לו כדי לנשום. אם כן, בפעם הבאה שתאכלו מזון ים או תיקחו נשימה–הוֹדוּ לפיטופלנקטון!
זוֹאוֹפלנקטון הם פלנקטון זעירים דמויי חיות. תוכלו לזכור את שמם בקלות אם תַּחְשְׁבוּ כיצד אומרים באנגלית גן חיות (zoo)! זואופלנקטון אוכלים פיטופלנקטון (וגם כמה סוגים אחרים של פלנקטון), והם חשובים בשרשרת המזון של האוקיינוסים (איור 2). זואופלנקטון נאכלים על ידי דגים קטנים. כמו חוליה בשרשרת, אורגניזם מסוים אוכל אורגניזם קטן ממנו, ואז נאכל על ידי אורגניזם גדול ממנו, וכן הלאה. אולם במציאוּת, השרשרת היא יותר כמו קורי עכביש, מאחר שכל כך הרבה סוגי אורגניזמים שונים אוכלים מגוון רחב כל כך של מִינֵי דברים שונים. זואופלנקטון אינם מְבַצְּעִים את קֶסֶם הפוטוסינתזה שמאפיין את הפיטופלנקטון. לכן, בעוד שהם מהווים חוליות חשובות בשרשרת המזון, הם אינם מייצרים חמצן באופן שפיטופלנקטון עושים זאת.
חלק מהפלנקטון הם תערובת של פיטופלנקטון וזואופלנקטון בגוף אחד קטן! אורגניזמים אלה יכולים לבצע פוטוסינתזה, אך בו בזמן ביכולתם גם לאכול פלנקטון אחרים [1] (איור 3). אורגניזמים מסוג זה נקראים מִיקְסוֹפלנקטון, מאחר שהם 'תערובת' (mix) של סוגי פלנקטון שונים [3]. למיקסופלנקטון אין פִּיּוֹת, אך הם יכולים לבלוע אורגניזמים שלמים. חלק מהמיקסופלנקטון משתמשים בסוג של קַשִּׁית שתייה שהם משחררים כדי לשאוב החוצה את הקרביים של הטרף שלהם. חלקם יכולים לגרום לטרף שלהם להתפוצץ, ולהשאיר ממנו מרק מזין שהם מסוגלים לספוג. סוגים אחרים של מיקסופלנקטון אפילו יכולים לאכול אורגניזמים אחרים, שהרבה יותר גדולים מהם.
- איור 3 - פעילוּת המיקסופלנקטון.
- (a) תא מיקסופלנקטון אוכל תא פיטופלנקטון קטן. (b) תמונות מיקרוסקופיות המראות תא מיקסופלנקטון תופס תא קטן, ואז בולע אותו [קרדיטים לתמונות: (a) ספריית הַסְּמָלִים של רשת האינטגרציה והיישׂוּם באוניברסיטת מֶרִילֶנְד, ו-(b) Stoecker ואחרים [2]; שוחזר באישור של Springer-Verlag].
ישנם גם חיידקים שהם פלנקטון, הנקראים בַּקְטֶרְיוֹפלנקטון. חיידקים אלה מְבצעים את מִחְזוּר הים, ולכן גם הם חשובים במיוחד באוקיינוסים. בַּקְטֶרְיוֹפלנקטון מסייעים לְפָרֵק את גופם של אורגניזמים אחרים, ובעשׂותם זאת הרכיבים החשובים נהיים זמינים עבור אורגניזמים חדשים. אולם, בַּקְטֶרְיוֹפלנקטון אינם מסוגלים לבצע פוטוסינתזה. בנוסף, ישנם פלנקטון מסוימים שהם וירוסים (נגיפים), הנקראים וִירוֹפלנקטון (או וִירִיוֹפלנקטון). וירוסים אלה יכולים להדביק סוגי פלנקטון אחרים, כמו גם אורגניזמים אחרים.
כל סוגי הפלנקטון השונים הללו מְתַקְשְׁרִים זה עם זה בדרכים מורכבות. יחד, הפלנקטון מייצרים מזון וחמצן, וממחזרים חומרים עבור גדילה חדשה. כך או אחרת, הפיטופלנקטון הם האורגניזמים החזקים ביותר בים, כיוון שהם הדלק אשר גורם לכל המערכת האקולוגית לתפקד, והם מניחים את היסודות למערכת האקולוגית של האוקיינוס. כאשר מיקסופלנקטון פועלים כמו פיטופלנקטון, ומבצעים פוטוסינתזה, אף הם יכולים להיחשב כחזקים ביותר. אך, כמו היסודות של בניין, אם הם נחלשים, או שנעשה שימוש ביסודות הלאי נכונים, הבניין עלול להתמוטט. באופן דומה, כאשר אין מספיק פיטופלנקטון כדי לייצר מזון, או אם גְּדֵלִים סוגי פיטופלנקטון הלא מתאימים, שרשרת המזון של הים עלולה לקרוס, ולהפוך את האוקיינוס למדבר מֵימִי שומם. שרשראות מזון – או רשתות מזון – של אגמים ושל מים מתוקים אחרים, תלויות אף הן בפיטופלנקטון עבור מזונן. אם כן, פיטופלנקטון הם החזקים ביותר בכל מֵימֵי העולם.
כוח הפיטופלנקטון עלול להזיק לפעמים
סוגי פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון שונים מצויים במים בעלי סביבות מִחְיָה שונות. חלק מהפיטופלנקטון אוהבים לחיות במים רדודים, ליד החוף, ואחרים מעדיפים לחיות במים עמוקים יותר, או רחוק מהחוף. חלקם אוהבים מים חמים כמו אלה שיש בשלהי הקיץ, וחלקם מעדיפים מים קרים יותר כמו אלה שמאפיינים את עונת החורף, או מצויים באזורי קוטב. לכל מין ישנהּ סביבת מחיה המועדפת עליו. ממש כמו מגוון הצמחים על פני האדמה, קיים מגוון עצום של פיטופלנקטון, וחלקם מזיקים. בעולם המיקרוסקופי הזה ישנם רשעים כמו גם גיבורי-על!
דרך אחת שבה פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון עלולים להיות מזיקים היא כאשר יותר מדי מהם גדֵלים בבת אחת. תופעה זו מכונה 'פְּרִיחָה' (כמו פריחת פרח), ובהתרחשותה היא עשויה לשנות את צבע המים כשהם מצטברים, לעיתים באופן מרהיב. מונח אחר עבור אירועים אלה הוא 'פְּריחוֹת אצות מזיקות'. פריחות מסוימות עשויות להפוך את המים לאדומים, וזה המקור למונח 'גֵּאוּת אדומה' שלעיתים קרובות משמש לתיאור התופעה [4]. לא כל פריחות האצות הן אדומות; חלקן ירוקות או חומות, כתלות בפיגמנטציה של המינים שגורמים לפריחה.
כאשר פריחות אלה מתחילות למות, הירקבותן (על ידי חיידקים) עושה שימוש בחמצן. אם יותר מדי חמצן מצוי בשימוש, הדבר עלול לגרום להיווצרות אזורים המכונים אזורים מתים. אלה הם אזורים באוקיינוס שבהם יש כל כך מעט חמצן, שמרבּית האורגניזמים – פרט לסוגים מסוימים של חיידקים – אינם יכולים לשרוד. התרחשויות כלל-עולמיות של אזורים מתים שכאלה מתרחבות [5] מאחר שיותר ויותר פריחות מתרחשות ביותר ויותר אזורים באוקיינוסים.
דרך אחרת שבה פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון עלולים להיות מזיקים היא כאשר הם מייצרים רעלים. ממש כפי שחלק מצמחֵי הקרקע עלולים להיות רעילים, גם חלק מהפיטופלנקטון והמיקסופלנקטון עשויים להיות רעילים. מין מיקסופלנקטון שנקרא Karlodinium יכול לשחרר את הרעלים שלו למים, להרוס את זִימֵי הדגים ולהרוג את הדגים באופן כמעט מיידי. לאחר מכן, פלנקטון ה- Karlodinium אוכלים את פיסות הדגים האלה לארוחת הערב שלהם. מין מיקסופלנקטון אחר שנקרא Karenia brevis שכיח ליד חוף פלורידה. מין זה יכול לייצר תרכובת רעילה חזקה מספיק כדי להרוג לא רק דגים אלא אפילו פָּרוֹת ים (המכונות גם 'תַּחַשׁ הנהרוֹת') עצומות וצבי ים ענקיים [4]!
גם אנשים עלולים לחלות מרעלי הפלנקטון האלה. סוגים שונים של פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון מייצרים סוגי רעלים שונים [6]. לעיתים אנשים מפתחים פריחות על עורם אם הם שוחים כאשר הפלנקטון הרעילים הללו נמצאים במים. מדאיגים עוד יותר הם הרעלים שעלולים להיכנס למאכלי ים, ואז להיאכל על ידי אנשים. צדפות ומוּלים אוכלים פיטופלנקטון, אך כשהם ניזונים מהסוגים הרעילים מבּין הפיטופלנקטון, הרעלים עלולים להישאר בגוף שלהם. כאשר אנו אוכלים את הצדפות או המולים האלה, אנו צורכים גם את הרעלים. חלק מהרעלים עשויים לגרום לקיבה רגיזה או לשלשול, אך ישנם רעלי פיטופלנקטון חזקים יותר. אלה עשויים לגרום לנו להיות חולים הרבה יותר אם אנו צורכים מאכלי ים שמזוהמים על ידם. חלק מהרעלים עלולים לגרום להפסקת הנשימה. צריכת כמות גדולה של רעלים אלה, עלולה לגרום למוות. חשיפה ממושכת של אנשים לרעלים אחרים שמייצרים פיטופלנקטון כאלה, עלולה לגרום למחלת הסרטן. מדענים מגלים עניין רב בהבנה לגבי מה ביכולתנו לעשות כדי לעצור את האורגניזמים הזעירים והרעילים האלה מִגְּדִילָה באופן בלתי נשלט, וכיצד באפשרותנו להגן על אנשים מפני מחלות.
פיטופלנקטון: זעירים אך אדירים!
פיטופלנקטון הם אורגניזמים זעירים בעלי כוח רב! הם משמשים כדֶּלֶק למערכת האקולוגית של האוקיינוס כולו, ולצד זה יש להם את הכוח להזיק או להרוג. בפעם הבאה שתִראו תמונה של כריש, לווייתן, או דג ענקי, חִשְׁבוּ מהיכן מגיע מזונן של החיות: הפיטופלנקטון האדיר. קחו נשימה עמוקה והוֹדוּ לפיטופלנקטון עבור החמצן שהם מייצרים. ובפעם הבאה שתהיו בחוף, ותראו שם שֶׁלֶט או סימן המזהירים מפני שחייה או אכילת דגים בְּשֶׁל אצות רעילות או מזיקות, שִׁמְרוּ מרחק! כַּבְּדוּ את כוחם של הפיטופלנקטון והמיקסופלנקטון, וזִכְרוּ שגם באגמים עשויות להיות מיקרו-אצות רעילוֹת. למרבה הצער, אנו מזהמים את האגמים והאוקיינוסים שלנו עם חומרי מזון שגורמים לפריחות האלה לגדול, עֵקֶב שימושנו במְדַשְּׁנִים ליבולים. מדשנים אלה מחלחלים לאגמים, לנהרות ולאוקיינוסים. לכן ישנם הרבה יותר פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון מזיקים ורעילים שגדלים כיום, מאשר לפני שנים. שינויי האקלים מחמירים את המצב מאחר שרבות מהפריחות המזיקות גדלות היטב במים חמים [7].
מה ביכולתנו לעשות?
חשוב שכולנו נתרום את חלקנו להפחתת זיהום המים ולהאטת שינויי האקלים, כך שהפיטופלנקטון והמיקסופלנקטון הטובים יוכלו להמשיך לגדול, להזין דגים ולספּק לנו חמצן. על ידי כך שנהיה אזרחים אחראיים ומסורים לכדור הארץ שלנו ונפחית את הזיהום, נוכל כולנו לפעול לשמירה על הפלנקטון הרעילים תחת שליטה!
מילון מונחים
פלנקטון (Plankton): ↑ אורגניזמים מיקרוסקופיים המצויים בים או במים מתוקים.
פיטופלנקטון (Phytoplankton): ↑ פלנקטון דמויי-צמח שמבצעים פוטוסינתזה והופכים אור שמש, עם פחמן דו-חמצני ומים, לחמצן ולאנרגיה שנדרשת עבורם לגדילה.
פוטוסינתזה (Photosynthesis): ↑ התהליך שבו צמחים ירוקים ואצות דמויות-צמח משתמשים באור שמש, עם פחמן דו-חמצני ומים, כדי לייצר את מזונם.
זואופלנקטון (Zooplankton): ↑ אורגניזמֵי פלנקטון דמויי-חיות שאוכלים אורגניזמֵי פלנקטון אחרים, כמו פיטופלנקטון, בקטריופלנקטון, או מיקסופלנקטון.
מיקסופלנקטון (Mixoplankton): ↑ פלנקטון שיכולים לשלב פוטוסינתזה (כמו צמח) והֲזָנָה (כמו חיה) עבור תזונתם.
בקטריופלנקטון (Bacterioplankton): ↑ חיידקים ימיים שמסייעים לְפָרֵק שְׁפֹכֶת ואורגניזמים מתים, ולמחזר את חומרי המזון שלהם.
וירופלנקטון (או ויריופלנקטון) (Viroplankton or virioplankton): ↑ וירוסים (נגיפים) שעלולים להדביק סוגים אחרים של פלנקטון או אורגניזמים אחרים.
פריחת אצות מזיקה (Harmful algal bloom): ↑ גדילה של אצות (פיטופלנקטון ומיקסופלנקטון) שעלולה לגרום לתמותת דגים, או לזיהום מזון ימי באמצעות רעלנים. כמו כן פריחה זו עלולה לשנות מערכות אקולוגיות בדרכים שליליות.
אזורים מתים (Dead zones): ↑ אזורי אוקיינוסים ונהרות שבהם רמות החמצן נמוכות מדי מכדי לתמוך במַרְבּית החיים הימיים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
מקורות
[1] ↑ Glibert, P. M., Mitra, A., Flynn, K., Hansen, P. J., Jeong, H. J., and Stoecker, D. 2019. Plants are not animals and animals are not plants, right? Wrong! Tiny creatures in the sea can be both at once! Front. Young Minds. 7:48. doi: 10.3389/frym.2019.00048
[2] ↑ Stoecker, D., Tillmann, U., and Granéli, 2006. “Phagotrophy in harmful algae,” in Ecology of Harmful Algae, eds E. Granéli, J. Berlin: Turner (Springer). p. 177–87.
[3] ↑ Flynn, K. J., Mitra, A., Anestis, K., Anschütz, A. A., Calbet, A., Duarte Ferreira, G., et al. 2019. Mixotrophic protists and a new paradigm for marine ecology: where does plankton research go now? J. Plankton Res. 41:375–91. doi: 10.1093/plankt/fbz026
[4] ↑ Glibert, P. M. 2019. Why were the water and beaches in west Florida so gross in summer 2018? Red tides! Front. Young Minds. doi: 10.3389/frym.2019.00010
[5] ↑ Diaz, R. J., and Rosenberg, R. 2008. Spreading dead zones and consequences for marine ecosystems. Science. 321:926–9. doi: 10.1126/science.1156401
[6] ↑ Basti, L., Hégaret, H., Shumway, S. E. 2018. “Harmful algal blooms and shellfish,” in Harmful Algal Blooms: A Compendium Desk Reference, eds S. E. Shumway, J. M. Burkholder, and S. L. Morton (John Wiley and Sons Ltd). p. 135–90. doi: 10.1002/9781118994672.ch4
[7] ↑ Glibert, P. M. 2020. Harmful algal at the complex nexus of eutrophication and climate change. Harmful Algae 91:101583. doi: 10.1016/j.hal.2019.03.001