חוקרים ביפן: עצים "נודדים" במעלה הרים בעזרת בעלי חיים, אסטרטגיה שעשויה לסייע להם להתמודד עם התחממות כדור הארץ
האקלים בכדור הארץ מתחמם, ואם תימשך המגמה הנוכחית, הטמפרטורה הממוצעת צפויה לעלות עד סוף המאה ב-4.8 מעלות צלזיוס ביחס להיום. הטבע כבר מתחיל להגיב על השינויים האלה, וכל אורגניזם מוצא את הפתרונות המתאימים לו. מחקר חדש שנעשה ביפן חושף שצמחים מסוימים יכולים "לנדוד" לאקלים נוח יותר באמצעות בעלי חיים, וכך לחמוק משינויי הטמפרטורה.
כיום כבר אין מחלוקת בין המדענים על כך שהעולם מתחמם, אך יש מחלוקות רבות על היקף השינוי ומהירותו ועל מידת ההשפעה של האדם על התהליך. ההשפעות על עולם הטבע מגוונות למדי. שינויי האקלים משפרים את מצבם של מינים מסוימים, בעוד אחרים נפגעים מכך. גורלו של כל מין תלוי במידה רבה ביכולתו להגיב על השינוי ולהתאים את עצמו.
התגובה יכולה להיות התנהגותית, כמו למשל שינוי שעות הפעילות ודפוס הנדידה במרחב, או פיזיולוגית, כמו סילוק חום יעיל יותר או איבוד נוזלים מופחת. לממלכת הצמחים יש מגבלה עיקרית אחת – צמחים אינם יכולים לזוז ממקום למקום בכוחות עצמם. בעוד שבעלי החיים יכולים לנדוד למקום מחיה אחר, הצמחים מוגבלים למקום שבו נבטו והכו שורש, וההזדמנות היחידה שלהם לנדוד היא בעת הפצת הזרעים. לצמחים יש אסטרטגיות שונות לעשות זאת, בעיקר בעזרת רוח, מים או בעלי חיים.
לצמחים המייצרים פירות עסיסיים וטעימים יש שיתוף פעולה הדוק עם בעלי החיים הניזונים מהם. לאחר שהזרעים שבתוך הפרי מסיימים את מסעם במערכת העיכול, בעל החיים מפזר אותם בגללים שלו, וכך הזרעים מקבלים הזדמנות לנבוט במקום חדש, רחוק מצמח-האם.
הכימיה של הטמפרטורה
מחקר שפורסם בכתב העת Current Biology בדק אם מיני צמחים הרגישים לטמפרטורה יוכלו, בתנאים מסוימים, לחמוק מנזקי התחממות האקלים בעזרת בעלי החיים המפיצים אותם. החוקרים מדדו את טווח ההפצה של זרעי דובדבן מקומי, Prunus verecunda, בגללים של שניים מהמינים המפיצים אותו – דוב ודָלָק. הדוב האסייתי נפוץ יחסית בכל רחבי מזרח אסיה, והדָלָק היפני מצוי רק באיי יפן. שניהם אוכלי-כול: הם טורפים בעלי חיים קטנים מהם, אבל זוללים גם זרעים ופירות בעונה המתאימה.
מחקרים קודמים הראו שלשני המינים חשיבות רבה בהפצת זרעים, במיוחד באזורי אקלים ממוזג, שעטלפי פירות אינם נפוצים בהם. כעת ניסו החוקרים לחקור את דפוס ההפצה של הזרעים במרחב. מחקרים כאלה דורשים בדרך כלל אמצעי מעקב מורכבים ויקרים, אבל כאן השתמשו החוקרים בשיטה פשוטה ואלגנטית, המתבססת על הרכב אטומי החמצן בצמחים.
לחמצן, כמו לרוב היסודות בטבע, יש כמה איזוטופים – צורות של היסוד הנבדלות זו מזו במשקלן האטומי, אך זהות לחלוטין מבחינה כימית. בגרעין של האיזוטופ הנפוץ של חמצן יש 8 פרוטונים ו-8 ניטרונים, ולכן הוא נקרא חמצן 16 (16O). בערך 99.75 אחוז מאטומי החמצן בטבע הם 16O. ב-0.2 אחוז מאטומי החמצן יש בגרעין שני ניטרונים נוספים, והאיזוטופ הזה נקרא לפיכך 18O.
היחס הכמותי בין שני האיזוטופים משמש כמדד לתהליכים שונים, ובין השאר אפשר להשתמש בו כמעין "רשם טמפרטורות". מכיוון שאיזוטופ 18O כבד יותר, שיעורו קטן יותר ככל שהטמפרטורה יורדת (בעיקר משום שדרושה אנרגיה רבה יותר כדי לאדות מים שהחמצן שבהם כבד יותר). מחקרים קודמים הראו שמדידת היחס הכמותי בין האיזוטופים של חמצן בדגימות צמחים מאפשרת לזהות באיזה גובה גדלים הצמחים.
החוקרים מדדו את היחס בין האיזוטופים בזרעי דובדבן שגדלו בגבהים שונים באזור הררי במחוז קנטו (Kanto), מערבית לטוקיו, וראו שאכן נשמר המִתאם בין הגובה שהעץ גדל בו ליחס האיזוטופים. בשלב הבא אספו החוקרים גללים של דובים ודלקים, מדדו את רמות האיזוטופים של חמצן בזרעים שנמצאו בתוך הגללים, וקבעו באיזה גובה צמחו העצים שאת פירותיהם אכלו החיות.
אוכלים הכל ומסייעים לעצים. דב שחור אסיאתי אוכל גרגירי יער | מקור: ויקיפדיה (Abu0804)
בעקבות השלג
הנתונים הראו כי מקור הזרעים בצמחים הגדלים נמוך יותר מהגובה שבו נמצאו הזרעים. הדובים מעלים את הזרעים כ-300 מטרים אנכיים בממוצע, והדלקים בכ-200 מטרים בממוצע. כיווּן העלייה נובע כנראה מדפוסי הבשלת הפירות. בתחילת העונה ראש ההר עדיין מושלג ובבסיס ההר חם יותר, ושם נמצא רוב הפרי. ככל שהאביב מתקדם, השלג נמס וההבשלה מתקדמת בהדרגה במעלה ההר, ובעלי החיים עולים עמה.
החוקרים הסיקו כי מיני צמחים רגישים לטמפרטורה, כמו הדובדבן, "מצאו" אולי מנגנון שיסייע להם בעתיד לחמוק מההתחממות, משום שהפרש גובה של מאות מטרים אנכיים יכול להתבטא בהפרש טמפרטורה ניכר. אך יש במנגנון הזה גם מלכוד מסוים. אם ההר לא גבוה מספיק, בשלב מסוים הצמחים עלולים "להיתקע" ולהיקלע לבידוד גיאוגרפי.
דוגמה לתהליך כזה אפשר לראות בתפוצה של עצי האלה האטלנטית בהר הנגב הגבוה. עצים אלה נפוצים יחסית בגובה של כ-600 עד 1,000 מטרים מעל פני הים בהר הנגב, אך בני מינם הקרובים ביותר לשם נמצאים עשרות קילומטרים צפונה. יש חוקרים הסבורים שעצי האלה בהר הנגב הם שריד לתקופה לחה וקרירה יותר בארץ ישראל, אז היו העצים נפוצים בכל המרחב שבין שני המוקדים האלה. ככל שהאקלים באזור התחמם, תפוצת העצים בנגב הוגבלה לאזורים גבוהים, ושתי האוכלוסיות נפרדו.
המגמה העוזרת לצמחים מסוימים יכולה לפעול גם בכיוון ההפוך. אם ההבשלה מתרחשת לקראת הסתיו, בעלי החיים יורדים למטה, ועלולים להפיץ את הזרעים לאזורים שבהם ההתחממות צפויה להיות חזקה יותר. לבריחה לגובה יש יתרון על פני בריחה צפונה לאזורים קרירים יותר: יש לנדוד צפונה מרחק גדול פי אלף בערך מהמרחק שיש לעלות כדי להשיג ירידת טמפרטורה זהה. יש כנראה עוד דוגמאות רבות לכך, ואלה יכולות לעזור לחוקרים להבין מגמות ודפוסים בתגובת הטבע על שינויי האקלים.
