הנקראות ביותר

1,000 מכשירי GPS עוד לא הצליחו לפצח את סודות הניווט של העטלפים

מחקרים חדשים מראים שעטלפים מסוגלים לבנות במוחם מפת דרכים מפורטת ומדויקת הרבה יותר מזו של בני אדם, אבל על אילו חושים היא מתבססת? ● פענוח אופני הניווט של ציפורים ועטלפים עשויה למנוע מפגעים אקולוגיים, ובעזרת טכנולוגיה חדשה אולי הם יוכלו גם למפות את זיהום האוויר של תל אביב

פרופ’ יוסי יובל/ צילום: שלומי יוסף
פרופ’ יוסי יובל/ צילום: שלומי יוסף

"פוצחה החידה של נדידת הציפורים", מכריז מעת לעת מחקר מדעי חדש, אבל האמת היא שיכולות הניווט של ציפורים וחיות אחרות, הגבוהות בהרבה מאלה של האדם הממוצע, לא פוצחה עדיין.

לא רק ציפורים, גם בעלי חיים מורכבים יותר ופחות נודדים. לדוגמה, פרפר המונרך האמריקאי מפגין נדידה בין-דורית: הפרפר שהגיע למקסיקו אינו הפרפר שיצא מקנדה אלא נכדו ואולי נינו, ובכל זאת הם מגיעים בכל שנה לאותה נקודה וחוזרים אל אותו מקום שעזבו סבי סביהם.

דוגמה מעוררת השתאות אחרת היא של עטלפות ממינים מסוימים היודעות לעוף כ-100 ק"מ בלילה ולהגיע לעץ פרי ספציפי או אל קקטוס אחד מיוחד. אין להן לא מפה ולא GPS, וגם על סימני דרך קשה לסמוך, כי התעופה נעשית בחשיכה.

לא בכדי אופני הניווט של בעלי החיים מסקרנים אותנו. לו יכולנו לחקות אותם, היינו יכולים אולי לפתח מכשירי ניווט הרבה יותר חסכוניים. אבל זו לא הסיבה היחידה למחקר. לתנועת בעלי החיים יש משמעות מבחינה אקולוגית. אם נשלוט בכיווני התנועה שלהם, נוכל למנוע העברת מזיקים ופגיעה בבתי גידול קיימים, נוכל לחסוך מהם מפגשים עצובים עם מטוסים וטורבינות, וגם לוודא שלא נשבש בטעות את המנגנונים המיוחדים הללו ולא נגרום להם ללכת לאיבוד.

"לחוש הראייה יש משמעות"

"אחרי עשרות שנות מחקר, אנחנו עדיין לא לגמרי בטוחים כיצד מתבצע הניווט של ציפורים, עטלפים ובעלי חיים נוספים בעלי יכולות ניווט חריגות", אומר פרופ' יוסי יובל מאוניברסיטת תל אביב, מחוקרי העטלפים המובילים בישראל. "כנראה הם משתמשים לשם הניווט בכמה חושים במקביל, וכל בעל חיים משתמש בחושים שונים". מכאן נובעת גם מורכבות המחקר.

לפני כמה שנים נדמה היה שהסוגיה הוכרעה. אמרו אז שציפורים נודדות באמצעות חוש מגנטי.

"בחלק מהציפורים יש לכך עדות חזקה, ובאחרות לא. זה ודאי לא הסיפור המלא. חוש מגנטי ממקם אותך רק בציר אחד, צפון מול דרום. גם אם אנחנו מניחים שישנו מצפן מגנטי, היכן הוא נמצא? במקור? בעין? מה המנגנון בגוף הציפור שקולט את השינויים בשדה?".

לפני כמה חודשים פרסמו חוקרים מאוניברסיטת לונד בשבדיה מחקר ובו זיהו חלבון רגיש לשדה מגנטי בעין של ציפורים מסוימות. ייתכן שהחלבון הזה הוא התחלה של פתרון הרכיב הזה בחידה.

והעטלפים, אמרו עליהם שהם משתמשים בסונאר, מערכת לניווט לפי קול, ועיניהם קטנות ולא יעילות בחושך.

"העטלף משתמש בסונאר במרחב המיידי שלו, אולם כשהוא עף לגובה ומנווט שם, הוא לא יכול להשתמש במערכת הזאת, גם משום שהוא מחפש נקודה שנמצאת הרחק וגם משום שבגובה אין הרבה נקודות ציון שיכולות להחזיר הד".

בשנים האחרונות, התפתחויות טכנולוגיות אפשרו קפיצת דרך במחקר. "בעבר הטכנולוגיה היחידה בתחום המחקר הזה הייתה טיבוע, כלומר, תופסים ציפור או עטלף, מסמנים ומשחררים אותם, וכשתופסים אותם שוב יודעים שהחיה הגיעה מהנקודה ההיא לנקודה הזאת", אומר יובל.

בהמשך השתמשו חוקרים בחיישנים פסיביים. "אל הציפורים או אל העטלפים הוצמדו תגי RFID, ואז סרקנו את האזור באמצעות אנטנה, והבנו היכן הם נמצאים", מספר יובל. אולם שיטה כזאת מאפשרת לעקוב אחרי תנועה של עטלף רק במקום שבו יש אנטנה, ואילו העטלפים טסים עשרות עד מאות קילומטרים בלילה.

בכל זאת בוצעו בשיטה זו ניסויים מרשימים. "למשל, אם אנחנו משחררים שתי קבוצות עטלפים במקום מסוים, לאחת שיבשנו את חוש הראייה ולאחרת לא שיבשנו. כך יכולנו לראות באמצעות ה-RFID והאנטנה שקבוצה אחת עפה מיד צפונה לבית, והקבוצה השנייה מתברברת. זה סימן שבעטלף, או לפחות בסוג העטלף הזה, לחוש הראייה יש משמעות".

פרופ' רן נתן, חוקר תנועת בעלי חיים מהאוניברסיטה העברית, היה שותף במחקר שבדק אם עטלפים יודעים להגיע למטרה גם אם לא ראו ציוני דרך שהם מכירים בדרך אליה. "יחד עם הדקטורנט דוד שוהמי ,לקחנו עטלפים שגדלו בפארק בריטניה ושחררנו אותם באזור גבעות גורל. כולם חזרו לעץ הפרי האהוב עליהם או למערה", הוא מספר. "כיצד הגיעו הביתה ממקום שכלל לא הכירו? אחת ההשערות הייתה שהם ראו את האורות של קו החוף והשתמשו בהם כדי להתקרב עד המקום שהם מכירים. אבל איך נבדוק את זה? נחכה להפסקת חשמל שבה יוחשך כל קו החוף?

פרופסור רן נתן / תמונה פרטית

"לילה אחד היה לי רעיון - לשחרר אותם במכתש רמון. מהקרקעית של המכתש לא רואים את האורות. וכך בדיוק עשינו. שחררנו מחצית מהעטלפים מההר - והם חזרו הביתה 84 ק"מ, כמעט בקו ישר. אלה ששוחררו במכתש, התברברו חזק מאוד. הם עפו אולי 40 ק"מ, ואז פתאום התכיילו ועפו בקו ישר צפונה.

"מה אנחנו למדים מכך? שהם אכן רואים משהו במרחק. אנחנו לא יודעים בדיוק מה הם רואים. אולי אורות, אולי את קו החוף עצמו. אנחנו יודעים גם שיש להם סימן נוסף שצריך 'להתניע' אותו, שבסופו של דבר עזר להם להתכייל במכתש ולנוע צפונה. אולי מדובר בסימן מגנטי, אולי בבריזות שמגיעות בשעה זו לנגב".

הצעד ההגיוני הבא היה לחבר מכשיר GPS אל העטלף. אבל כיצד? רובם שוקלים פחות מ-50 גרם. התשובה הייתה פיתוח של מכשיר GPS ששוקל 3 גרם.

המכשיר פותח במיוחד עבור מעבדתו של פרופ' יובל. בתחילה עלה כל מכשיר 1,000 דולר, והיום הם עולים 300 דולר לאחד, "אנחנו מאבדים אותם כל הזמן. זה כמו לזרוק לפטופים לים. אני חושב שעד היום שרפנו 1,000 מכשירים כאלה, כ-300,000 דולר", הוא מחייך, "אבל זו הכלכלה של המחקר: המכשירים הללו מביאים מענקים והמענקים מביאים כסף לייצר עוד מכשירים. כך או כך, עצוב לי על כל אחד שהולך לאיבוד, בעיקר בגלל המידע על המכשירים, ואחר כך בגלל עלותם".

מכשירים אלה כוללים לא רק חיישני מיקום, אלא גם רמקולים קטנים. "אני מקליט את הקולות שהעטלף משמיע, ולפי זה אני יודע מתי הוא מחפש מזון בסביבה הקרובה שלו (ומשמיע את השריקות הקטנות שחוזרות אליו כהד ובאמצעותן הוא מזהה חרקים או פירות בחושך), ואני גם שומע אותו לועס. אנחנו יודעים לפי הלעיסות מה הוא אכל בדיוק, ויודעים לנחש אפילו את ההרכב התזונתי של הפרי. כך אני יכול לדעת אם העטלף אכן מצליח לטייב את המפה והמסלול שלו מיום ליום כדי לאכול טוב יותר".

הטכנולוגיה הזאת נשמעת אולי כמו סטארט-אפ מתחום ניטור התזונה ומניעת השמנה אצל בני אדם. ליובל יש רעיונות נוספים. "אם היינו יכולים לשים חישנים כימיים על מושבה של עטלפים בתל אביב, היינו יכולים למשל להשתמש בהם כדי למפות את זיהום האוויר בכל תל אביב".

"האח הגדול" של העטלפים

אחת השאלות הבוערות במחקר היא אם לעטלפים ולמינים מנווטים אחרים יש אפשרות לבנות במוח מפה קוגניטיבית מפורטת, או שהם מנווטים על בסיס סימני דרך בלבד. אצל בני אדם מדובר בשילוב של השניים: יש לנו בראש מפה גסה ולא מפורטת במיוחד, והוראות הגעה אנחנו נותנים בסימנים: 'לך עד העמוד הירוק, אחר כך בשביל העפר ותעבור את הצריף".

נראה שאצל העטלפים המפה הפנימית היא מדויקת יותר. איך בוחנים זאת? משחררים עטלף במקום מוכר לו במפה, אך כזה שאף פעם לא הזדמן לו לעוף ממנו בדיוק הביתה. אם הוא מנווט לפי ציוני דרך, הוא אמור לעוף לציון הדרך הקרוב וממנו מציון דרך אחד לאחר, עד הבית. אם הוא מנווט לפי מפה - הוא יעוף הביתה בקו ישר.

במחקרים שביצעו יובל ונתן (בנפרד וגם יחד), הם מצאו שהעטלפים שחקרו אכן נעים בקו ישר. דמיינו זאת כך: נניח שאתם יודעים כיצד להגיע מירושלים לתל אביב, ומתל אביב לחיפה. אם יניחו אתכם בנקודה מסוימת בדרך בין תל אביב לירושלים, האם תדעו להגיע ממנה בקו ישר לחיפה? זה מה שעושה עטלף. יש לו יתרון עלינו - הוא עף בגובה ורואה את המפה למטה, אולם הוא עושה את הדרך הזאת גם בלי לזהות את חיפה מרחוק.

דרוש זיכרון לא רע למפה כזאת.

נתן: "הזיכרון שלהם מרשים ממש. נניח, אנחנו לפעמים רואים אותם עפים לעצים שפרחו יחסית מוקדם בשנה שעברה. למשל, אם התאנה נותנת פרי בדרך כלל באוגוסט אך יש כמה עצי תאנה באותו אזור שמבשילים כבר באפריל, אז אנחנו רואים שבאפריל פתאום כמה מהעטלפים מתחילים לעוף אל אותן תאנים מסוימות שמבשילות מוקדם. הם סימנו את העץ הזה באופן ספציפי במפה שלהם. הם מגיעים ו'בודקים' אותו עוד לפני שיש הבדל פיזי בינו לבין יתר העצים. עכשיו אנחנו חוקרים פרטים צעירים ובוחנים באיזה שלב בחיים הם רוכשים את היכולות הללו".

יובל הלך כברת דרך מחקרית ארוכה כדי לוודא שהוא יודע בדיוק את ההיסטוריה של העטלפים שלו, כדי שיוכל לומר בוודאות שהם עפים במסלולים שטרם ראו בעבר: הוא הקים מושבת עטלפים שלמה מאפס, בפיקוח מלא, בתוך הגן הזואולוגי בתל אביב. מעין "האח הגדול" של העטלפים, מלידתם ועד מותם. "המטרה שלי היא להראות שהעטלף מנווט בין שתי נקודות שמעולם לא הלך ביניהן ולכן אין לו ציוני דרך. איך אדע שמעולם לא הלך ביניהן? אם אעקוב אחרי כל מה שעשה בחייו. אני רואה שהעטלף מתחיל את חייו בשטח קטן, ולאט לאט מתחיל להתפרש ברחבי העיר. אני יכול לראות שפרט מסוים עף יום אחד לים והלך לאיבוד כי זה מחוץ למפה שלו, ואז פתאום זיהה משהו שהוא מכיר, ועף חזרה הביתה בקו ישר".

נמצאה נווטת טובה יותר מיונת דואר

בעוד יובל מתמחה בעטלפים וחוקר מגוון אספקטים בחייהם מלבד תנועה, נתן חוקר חיות נעות שונות, ובהן ציפורים. לאחרונה זיהה סטודנט שלו ציפור בשם כרוון, שהתגלתה כבעלת יכולות נדידה מופלאות. הכרוונים סולקו משדה התעופה במרכז לקרית שמונה כדי שלא יתנגשו במטוסים, אך הם חזרו.

"הכרוונים הצליחו לחזור ממרחקים גדולים יותר מאשר יונת הדואר, שנחשבת דוגמה ומופת של ניווט ציפורי".

לכרוונים יש שתי פאזות ניווט, כפי שעולה מעבודה של נתן יחד עם יותם אורחן. "בהתחלה הם משוטטים כאילו איבדו את דרכם, ואז בשלב כלשהו 'נופל להם האסימון' והם טסים בקו ישר הביתה, בדומה לעטלפים", אומר נתן, אבל אצל העטלפים נראה כי שלב ההתכיילות הוא ממש קצר. כרוונים יכולים לחכות שבוע, אפילו שבועיים, למרות שיש להם מוטיבציה גבוהה לחזור - הם מקננים והקן שלהם נשאר בשדה התעופה. הם מחכים לסימן כלשהו ואנחנו חוקרים מהו ה'אסימון' שנופל להם שפתאום מאפשר להם להבין היכן הם ביחס לבית, ואז לטוס אליו".

מה הן ההשערות המובילות?

"אני חשבתי שזה שדה מגנטי והסטודנטים שלי חשבו שזה ריח, ונראה כרגע שהם צדקו. איך יודעים? בנינו תוכנה של 'ציפור וירטואלית' ובדקנו מה יהיה המסלול שלה אם היא מנווטת על פי ריח ומה צפוי אם היא מנווטת על בסיס מגנט, ונראה שהמסלול האמיתי מוסבר יותר על ידי ריח".

אתם בודקים את הציפורים ב-MRI, כדי לראות אילו חלקים במוח שלהן מפותחים?

"בעבודה שלי עם נעמה אלחדף, השווינו ציפורים מהבר ומהשבי. ציפורי הבר ניווטו במהלך חייהן הרבה יותר. ציפינו למצוא את אפקט 'נהגי המונית', כלומר שאזור הניווט במוח שלהם יהיה מאוד מפותח. ואכן מצאנו הבדל גם באזורים המוחיים שמייצגים מפה וגם באלה שמייצגים ריח.

"הדבר הבא בחקר נדידת הציפורים הוא השפעת המיקרוביום, עבודה של יוני וורטמן מתל חי. ייתכן שחיידקי המעי של הציפורים הן שמגיבות לשדה המגנטי ונותנות לציפור אותות לאן לטוס".

משהו כמו "אם יש לי קלקול קיבה אז שם זה צפון?"

"לא ממש יודעים. זה מחקר ממש בתחילת דרכו". 

הערפדים שמנווטים את דרכם לדם של יונקים אחרים

לא הרחק מחדרו של פרופ' יוסי יובל יושב חוקר עטלפים נוסף, פרופ' יורם יום טוב, שפרסם לאחרונה את ספר המדע הפופולרי "הרואים את הקולות", העוסק כולו בעטלפים.

בין היתר עוסק הספר במיתוס הערפד, העטלף צמא הדם, שלעתים אנחנו שוכחים את הקשר בינו לבין דמות הערפד האגדי ששואבת ממנו השראה.

מה אנחנו יודעים על חיי עטלפים

העטלפים הערפדיים מתגוררים דווקא בדרום אמריקה (ולא בחבל טרנסילבניה שברומניה, כפי שניתן היה לנחש), ומשפחת העטלפים הזאת כוללת שלושה מינים. השיניים שלהם קטנות, אך חדות מאוד. אין להן תפקיד בביתור המזון אלא רק ביצירת החתך בעור הקורבן. בשני צדי הלשון שלהם יש שתי תעלות המוליכות את הדם אל מערכת העיכול שלו.

"הערפד יוצא לפעילות לאחר החשיכה. הוא עף אל טרפו בגובה שלא עולה על מטר ונוחת ישירות עליו או במרחק ממנו. אם נחת במרחק, הוא הולך אל הטרף תוך הישענות על עצמות כנפיו. הקורבן הוא בדרך כלל יונק, ובימינו בעיקר בהמות מבויתות כמו בקר, סוסים, חזירים ועזים, אך לעתים מותקפים גם בני אדם הישנים בשדה", כותב יום טוב.

"בקדמת חוטמם של הערפדים מצוין תאי חוש הרגישים לטמפרטורה, ובעזרתם הם מבחינים ממרחק היכן מצויים כלי דם סמוכים לפני עור הקורבן. המקומות המועדפים לתקיפה הם הצוואר, האוזניים, הרגליים ובסמוך לפי הטבעת או לאיבר המין הנקבי.

הרואים את הקולות

"העטלף ניגש לטרפו ומלקק את עורו תוך הפרשת חומר מאלחש הנמצא ברוק, כך שהקורבן אינו חש בדבר. הוא מגלח בשיניו שטח עור, או שהוא נושך שטח עור שאין עליו שערות, מה שמקל על הליקוק ועל שאיבת הדם... הדם זורם מגוף הקורבן ללא הפרעה בשל חומרים מונעי קרישה המופרשים ברוק העטלף.

"משך המציצה עד חצי שעה אך החומר המונע קרישה פועל במשך זמן רב ולכן אובדן הדם מגוף הקורבן נמשך לעתים שעות אחדות, הרבה לאחר שהעטלף כבר הרפה ממנו. הנזק לקורבן יכול להיות גדול. ערפד יכול לצרוך עד 20 מ"ג דם ביום ומספר עטלפים יכולים לתקוף קורבן אחד".

ולמרות זאת, כותב יום טוב, הערפדים חברותיים מאוד. "הם חיים בקבוצות של זכר מבוגר עם כמה נקבות וצאצאיהם הצעירים. הערפדים בקבוצה נוהגים לחלוק את ארוחותיהם עם פרטים אחרים במשכנותיהם. השיתוף נעשה באמצעות הקאת דם לפיו של הפרט הרעב. לשיתוף המזון חשיבות רבה כי השגת הדם אינה קלה".

כדי להיפטר מהערפדים, לא משתמשים באור שמש דווקא. מגדלי הבקר בדרום אמריקה נוטים להזריק חומרים נוגדי קרישה לפרות, או לרסס בהם את הערפדים ישירות. הפרות אינן כה רגישות לחומר, אולם כשהערפד יונק דם עשיר בנוגדי קרישה, הוא חוטף בעצמו שטפי דם פנימיים או מדמם למוות מפצעים שנוצרו במהלך תהליכי הליקוק והנשיכה ההדדיים עם חבריו ומשפחתו.

רוצה להשאר מעודכן/ת בנושא גלובס טק?
אני מאשר/ת קבלת תוכן פירסומי מגלובס
נושאים נוספים בהם תוכל/י להתעדכן
נדל"ן
נתוני מסחר
שוק ההון
נתח שוק
דין וחשבון
הסיפורים הגדולים של השבוע
מטבעות דיגיטליים
✓ הרישום בוצע בהצלחה!
עקבו אחרינו ברשתות
לכתבה הקודמתאתגר הבינה המלאכותית הגדול של אינטל: להתמודד עם אנבידיה והסינים בעזרת מובילאיי