מאת: שוקי רביב
עריכה: יעל הלפמן כהן
בביקור האחרון בהולנד כאשר ברחנו מהחום בארץ אל הלחות הקרירה של אירופה, חיפשתי ציפורים בשמיים, אבל דווקא על הקרקע משהו משך את תשומת ליבי: כתמים בהירים על אבני המדרכה, שנראו כמעט כחלק מהאבן. שאלתי את עצמי: מה אני רואה? שריד של צמח שהתייבש, או משהו חי שאנחנו חולפים על פניו בלי להבחין בו? ולמה בארץ אני מבחין בכתמים כאלה הרבה פחות?
השאלות האלה החזירו אותי לחזזיות, יצורים שהמראה שלהם מסתיר מערכת יחסים ביולוגית הנקראת סימביוזה — חיים בצוותא של אורגניזמים ממינים שונים. חזזית אינה צמח, אלא מערכת המורכבת מפטרייה ומשותף המבצע פוטוסינתזה — אצה או ציאנובקטריה, חיידק המסוגל לנצל את אנרגיית האור. השותף הפוטוסינתטי מייצר חומרי מזון מפחמן דו־חמצני ומים, ואילו הפטרייה יוצרת את המבנה העוטף אותו, מספקת תמיכה והגנה ומסייעת באגירת מים ובקליטת מינרלים.
כך נוצרת מערכת חיים שבה אורגניזמים שונים מתקיימים יחד ומשלבים את היכולות שלהם. הקשר ביניהם מאפשר לחזזיות להתקיים גם בתנאים קשים, על סלעים, על גזעי עצים ואפילו במקומות שבהם זמינות המים מוגבלת.
ומה לגבי ישראל? חזזיות לא נדירות בארץ. הן גדלות גם בגליל, גם באזורים ים־תיכוניים וגם בנגב. חלקן יוצרות קרום הצמוד לסלע, ואחרות מתפתחות בתוך שכבתו החיצונית, ולכן קל לפספס אותן. הלחות חשובה, אבל גם סוג הסלע, כיוון המדרון והמיקום המדויק משפיעים על המקום שבו נמצא אותן.
הסימביוזה הזאת משמשת גם מקור השראה לפיתוח טכנולוגי. במחקר שפורסם בשנת 2022 בכתב העת Scientific Reports, חוקרים פיתחו חומר ביולוגי בהשראת חזזיות, במטרה להגביר את קליטת הפחמן הדו־חמצני באמצעות פוטוסינתזה.
החוקרים שילבו ציאנובקטריות בתוך ציפוי פולימרי אקרילי, שאותו יישמו על שלד תלת־ממדי נקבובי של ספוג ליפה. הציפוי נועד למלא חלק מתפקידי הפטרייה בחזזית: להחזיק את התאים במקומם, לספק להם תמיכה פיזית ולאפשר להם להמשיך לבצע פוטוסינתזה.
במקום לגדל את המיקרואורגניזמים כשהם מרחפים בנוזל, החוקרים קיבעו אותם בתוך חומר המשלב תשתית תומכת ופעילות ביולוגית. בתנאי הניסוי, קצב קליטת הפחמן הדו־חמצני של החומר היה גבוה פי 14–20 מזה שנמדד בתרביות ביקורת של ציאנובקטריות בתרחיף. אחד החומרים נותר פעיל במשך 84 ימים, ללא תוספת מים או חומרי הזנה במהלך הניסוי.
זהו עיקרון ביומימטי מעניין: לא להעתיק את החזזית בשלמותה, אלא לזהות כיצד המבנה שלה תומך בפעילות של אורגניזם חי, וליישם את הרעיון במערכת מתוכננת. המחקר מציג הוכחת היתכנות מעבדתית, ועדיין נדרשת עבודה כדי לבחון את הביצועים בתנאי סביבה משתנים ובקנה מידה גדול. גם קליטת פחמן אינה מבטיחה אגירה ממושכת שלו; לשם כך נדרש פתרון שיבטיח את המשך הטיפול בפחמן שנקלט.
יצאתי לחפש ציפורים, ומצאתי סיבה להתעכב על האבן שמתחת לרגליים. מה שנראה כמו כתם התגלה כהזדמנות להתבונן במערכת חיים שבה אורגניזמים שונים מתקיימים יחד – מודל לפיתוח חומרים שבהם המבנה תומך בחיים, והחיים מעניקים לחומר תפקיד.
קישור למחקר.
תמונה: כתמים מתחת לרגליים. צילם: שוקי רביב
