מה אנחנו יודעים על התפתחות האצבעות בדגים? איפה מסתובבים האריות? מדוע נקבות חיות יותר? ואיך הצליחו לחזות את התפרצות נגיף הקורונה בסין? המחקרים החדשים של השבוע

רוצים לקבל את חדשות המדע ישירות לנייד?
הצטרפו למהנשמדע בוואטסאפ או בטלגרם

מה חדש?

  • העדות הקדומה ביותר להתפתחות האצבעות
  • מדוע נקבות חיות יותר?

  • לייצר צבע מחומר שחור
  • למה מגבות כותנה מתקשות?
  • חיזוי היקף התפרצות COVID-19 בסין
  • בעלי החיים שמסננים נגיפים
  • האריות שמסתובבים באזורים מסוכנים
  • שתלי מוח גמישים

העדות הקדומה ביותר להתפתחות האצבעות

סנפיר של דג בן 380 מיליון שנה - העדות הקדומה ביותר להתפתחות האצבעות
חוקרים מאוסטרליה ומקנדה בחנו מאובן שמור במיוחד של דג בן כ-380 מיליון שנה, שנקרא Elpistostege watsoni והתגלה ב-2010 בקנדה, ומצאו אצלו עצמות המקבילות לעצמות האצבעות שלנו. זהו המאובן הקדום ביותר שבו נראות עצמות כאלו, והוא עשוי ללמד אותנו כיצד ומתי התפתחו האצבעות לראשונה. לדג לא היו אצבעות ממש, מופרדות זו מזו – העצמות התחבאו עמוק בתוך הסנפיר ולא יכלו לזוז בנפרד זו מזו. לדג גם היו עצמות סנפיר דקות בהמשך לעצמות האצבעות, אותן איבדו אבותינו הקדומים בצאתם מהים לחיים ביבשה. "עשינו פריצת דרך משמעותית בנוגע לשאלה כיצד היד התפתחה לראשונה אצל בעלי החוליות. זו הפעם הראשונה שיש לנו ראיות חד משמעיות לאצבעות הכלואות בתוך סנפיר, עם עצמות סנפיר, בדג כלשהו", אמר ג'ון לונג (Long), שהוביל את המחקר. הכתבה המלאה
 
 בתמונה: גולגולת של מאובן אחר של Elpistostege watsoni במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל
גולגולת של מאובן אחר של Elpistostege watsoni במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע | מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

מדוע נקבות חיות יותר?

שני מחקרים חדשים מנסים להסביר את השוני בתוחלת החיים הקיים בין זוויגים שונים, כלומר זכר ונקבה, מאותו מין.
במחקר הראשון, חוקרים מאוסטרליה השתמשו בנתונים ממאגרי מידע גנטיים המכילים מידע על כרומוזומי המין של 229 מינים של בעלי חיים, ובדקו את תוחלת החיים שלהם. הם גילו שזוויגים בעלי זוג כרומוזומי מין זהים, כמו הנשים אצל בני אדם שלהן שני כרומוזומי X, חיים בממוצע 17.6 אחוזים יותר מהזוויג השני. במחקר השני, חוקרים מצרפת בדקו את תוחלת החיים של 101 מינים של יונקים, ומצאו שלנקבות יונקים יש תוחלת חיים גבוהה מהזכרים, כפי שאנחנו כבר יודעים שקורה בבני אדם. החוקרים במחקר הזה לא התייחסו לכרומוזומי המין של היונקים שבדקו, אך ידוע לנו שהנקבות של רוב היונקים הן הזוויג עם שני הכרומוזומים הזהים. שני המחקרים החדשים מביאים ממצאים חשובים מעולם בעלי החיים, אך עדיין איננו יכולים לומר בוודאות שכרומוזומי המין הם התשובה לשאלה מדוע נשים חיות יותר מגברים.
 

לייצר צבע מחומר שחור

כשאנחנו רואים שלחומר יש צבע מסוים, זה אומר שהוא בלע את שאר הצבעים. לדוגמה, כנפיים כחולות של פרפר בולעות את אורכי הגל של כל הצבעים פרט לכחול, שמוחזר ממנו אל עינינו. מה שקובע אילו אורכי גל יבלע החומר הוא המבנה האטומי שלו, ברמת דיוק של ננומטר (מיליארדית המטר). כשחומר מסוים נראה לנו שחור או לבן, זה קורה לרוב מפני שאין לחומר מבנה ננומטרי מסודר ולכן הוא בולע את כל אורכי הגל או מחזיר את כולם. כעת, חוקרים מאוניברסיטת בירמינגהם בבריטניה פיתחו שיטה שגורמת גם לחומרים חסרי מבנה ננומטרי להחזיר אורכי גל בצבעים מסוימים. החוקרים תכננו משטחים דקים עם חללים שכולאים בתוכם חלקיקי אור. חלקיקי האור הכלואים בחומר משנים בצורה שניתנת לשליטה את האופן שבו הוא בולע גלי אור. החוקרים הדגימו את השיטה החדשה על ידי שחזור מדויק של ציור סיני שנעשה בצבעי מים. "הטבע מייצר צבעים בדרכים מרתקות. אם נצליח להשתמש בהן בצורה יעילה, נוכל לפתוח תיבת אוצר של צבעים עשירים ושופעים יותר מכל מה שהכרנו עד כה", אמר שאונג זאנג (Zhang), מוביל המחקר. קריאה בהרחבה (באנגלית)

למה מגבות כותנה מתקשות?

כשמייבשים מגבות במייבש כביסה הן יוצאות רכות ונעימות, אך אם תולים אותן לייבוש הן מתקשות. מאחורי התופעה הזאת עומדים כנראה המים. חוקרים מיפן נעזרו במיקרוסקופ מיוחד כדי לבחון את מבנה מולקולות המים על פני השטח של מגבות רטובות. הם גילו שבמגבות שהתייבשו באופן טבעי, חלק ממולקולות המים נקשרו לסיבי הכותנה ויצרו ביניהם מעין גשרים, שהקשיחו את האריג. כשחזרו על הניסוי עם מגבות שיובשו במייבש כביסה, לא היו מולקולות מים קשורות בין הסיבים. עד כה חשבו שמרככי כביסה פועלים על ידי הקטנת החיכוך בין סיבי הכותנה. המחקר החדש, שגילה שהקשיחות נובעת מהמים הכלואים בין הסיבים, יכול לטענת החוקרים לעזור לנו להבין טוב יותר איך מרככי כביסה עובדים ואיך אפשר לפתח מרככי כביסה יעילים יותר. קריאה נוספת (באנגלית)

חיזוי היקף התפרצות COVID-19 בסין

בשל ההתפרצות של מגפת הקורונה הקורונה ממשלות רבות נוקטות צעדים קיצוניים למניעת הדבקה. חוקרים מארצות הברית, בריטניה, סין ומדינות נוספות ניסו לפענח במחקר חדש מהו הגורם העיקרי שעל פיו אפשר לחזות את היקף התפרצות של מחלת COVID-19 בסין. מן המחקר עולה כי הגבלות הכניסה והיציאה מווהאן הוטלו באיחור, כאשר חוסר הפעולה תרם להתפשטות המגפה למחוזות נוספים והצעד של הטלת הסגר הפך לפחות יעיל. לעומת זאת, מחוזות אחרים בסין שפעלו מהר להטלת הסגר על התושבים, צמצמו בשיעור ניכר את התפשטות המחלה. החוקרים בדקו גם אם הגדלת היקף הבדיקות לאוכלוסייה במקביל להגבלת התנועה יכולה להוות גורם טוב יותר בחיזוי התפשטות הנגיף והסיקו כי בשלבים הראשונים של התפרצות המחלה, מידע המיקום חיוני לחיזוי ההתפשטות. אולם גם תוצאות הבדיקות חשובות מאוד, בעיקר בשלב מאוחר יותר כאשר צריך להבין את התפשטות המגפה בכלל האוכלוסייה. לכתבה המלאה
 
חסימת כביש בז'ייג'יאנג, סין | צילום: kavastudio, Shutterstock

בעלי החיים שמסננים נגיפים

חוקרים גילו מגוון של בעלי חיים ימיים שיכולים לנטרל נגיפים על ידי סינון מי הים. החוקרים, מהולנד, חקרו מערכות אקולוגיות ימיות ורצו להבין כיצד נשמרת רמה מאוזנת של נגיפים במים ומדוע הם לא מתפשטים שם בצורה נרחבת יותר. הם לקחו עשרה בעלי חיים ימיים שאינם נדבקים בנגיפים מסוימים, וערכו מבחן שבודק את יכולתם להיפטר מהנגיפים האלה במים. החוקרים גילו ששושנות מים, פגיות של תולעים זיפיות, רכיכות, סרטנים, צדפות וספוגים הפחיתו במידה ניכרת את כמות הנגיפים. הספוגים הצטיינו במיוחד בסינון הספוגים והצליחו להפחית את כמות הנגיפים במבחנה ב-98 אחוזים תוך 24 שעות בלבד. תוצאות המחקר שופכות אור על האופן שבו מערכות אקולוגיות ימיות מצליחות לשמור על איזון, והחוקרים מקווים שבעתיד נוכל להשתמש בממצאים לשמירה עליהן. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
החוקרת ג'ניפר וולש בזמן עבודת המחקר, NIOZ

האריות שמסתובבים באזורים מסוכנים

האריות במערב אפריקה נמצאים בסכנת הכחדה קשה. ישנן עדויות שנותרו רק כ-400 פרטים במתחם הפארקים הלאומיים W-Arly-Pendjari, שמשתרע על פני מספר מדינות במערב אפריקה. בחלק מהשטחים החיצוניים של המתחם מתקיימים אירועי צייד לשם ספורט של חיות בר, הידועים גם כ- Trophy hunts. כדי להבין טוב יותר את התנהגות בעלי החיים הללו ולעזור בשימורם, חוקרים מארצות הברית בדקו באילו שטחים מעדיפים האריות להסתובב. הם הציבו 238 מצלמות דיגיטליות המופעלות על ידי תנועה על פני 13,000 קילומטרים רבועים במתחם הפארקים, כולל 11 אזורים בהם מתבצע צייד לשם ספורט על ידי בני אדם. ממצאי המחקר הראו שהאריות העדיפו להגיע לאזורים בהם זמינות המים ומגוון בתי הגידול גדולים, מה שמבטיח להם יותר טרף. למרבה הצער, בחלק מאותם אזורים פוריים מתנהל צייד של חיות בר. החוקרים ממליצים לשפר את התנאים באזורי הפארק הפנימיים, מה שישפיע על פיזור האריות במתחם ויפחית את המפגש שלהם עם ציידים. קריאה בהרחבה (באנגלית)

שתלי מוח גמישים

​כדי לנטר פעילות מוחית של חולים נוירולוגיים ולהקל את התסמינים של מחלת פרקינסון או אפילפסיה, נהוג להשתמש בשתלים ובאלקטרודות ממתכת, שעלולים ליצור דלקת ברקמה הסובבת אותם, חוקרים מ-MIT פיתחו חומר מוליך רך דמוי משחת שיניים, שעשוי מפלסטיק במרקם ג'לטיני, ואפשר להזין אותו למדפסת תלת-ממד ולהדפיס אלקטרודות ושתלי מוח. החוקרים הדפיסו להמחשה אלקטרודה מהחומר החדש, השתילו אותה במוח של עכבר ועקבו אחר האותות החשמליים שהתקבלו מתא עצב בודד בזמן שהעכבר טייל בסביבה מבוקרת. הרגישות של האלקטרודה החדשה עלתה בהרבה על זו של אלקטרודות מתכת, ומכיוון שהיא עשויה מחומר רך וגמיש, היתה ידידותית יותר לרקמת המוח העדינה. החוקרים מקווים שהתגובה הדלקתית לחומר החדש תהיה חלשה יותר ושהוא יספק תחליף זול ונוח לשיטות הקיימות. קריאה בהרחבה (באנגלית)
 
שתל שנעשה מהחומר החדש, באדיבות החוקרים