סיליקון ברצף הקרקע-צמח: מנגנוני משוב מורכבים במערכות אקולוגיות

ראשי » מאמר חדש

סיליקון ברצף הקרקע-צמח: מנגנוני משוב מורכבים במערכות אקולוגיות

26/04/2021

מחברים: אופיר כץ^1,2, דניאל פופה³, דנוטה קצ’ורק^3,4, נ.ב. פרקש⁵, יורג שאלר³

1 מו”פ מדבר וים המלח (ים המלח)

2 קמפוס אילת, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב

3 Leibniz Center for Agricultural Landscape Research, גרמניה

4 Department of Soil Environmental Sciences, Warsaw University of Life Sciences, פולין

5 Department of Soil Science and Agricultural Chemistry, University of Agricultural Sciences, הודו

כתב עת: Plants

DOI: https://doi.org/10.3390/plants10040652

תקציר: יכולתם של צמחים לקלוט כמויות גדולות של סיליקון מהקרקע, לצבור אותו ברקמותיהם ואז להשיבו לקרקע מנשר יוצרת מערכת מורכבת של משובים במערכות אקולוגיות. מאמר זה סוקר של תפקידי הסיליקון בכימיה ובפיסיקה של הקרקע, וכן בפיסיולוגיה ובאקולוגיה של צמחים, תוך התמקדות בתהליכים אשר יוצרים את אותם מנגנוני משוב. ניתוח זה מדגים את האופן שבו מנגנוני המשוב מניעים תהליכים במערכות אקולוגיות ולכן משפיעים על תפקודן. ניתוח זה מלמד שקליטת וצבירת סיליקון בצמחים מעורבות באספקה של מספר גדול של שירותי מערכת, כגון טיוב קרקע, אספקת ביומסה וקיבוע פחמן. לאור הביקוש הגובר למזון והאתגרים שמציבים שינויי האקלים, הבנה טובה יותר של התהליכים התומכים בשירותים אלה היא בעלת חשיבות עליונה. לכן, מחקר עתידי צריך לכלול התייחסות לסיליקון ולחשיבותו ב תפקוד מערכות ארולוגיות ושירותי המערכת שהם מספקים.

מילות מפתח: סיליקון, קרקע, צמחים, מחזור, מערכת אקולוגית, שירותים, משוב

מאמר זה הוא חלק מגיליון מיוחד של כתב-העת, בעריכתם של יורג שאלר, אופיר כץ, נ.ב. פרקש, וולדימיר מטיצ’נקוב.

מנגנונים שונים שבאמצעותם צורות כימיות שונות של סיליקון מסייעות בהתמודדות של צמחים עם יובש ומליחות (שמאל) ועם פתוגנים, פטריות ובעלי-חיים צמחוניים (ימין) בקרקע, בשורש, בנצר ובכלל הצמח

האופן שבו קליטת סיליקון וצבירתה על-ידי צמחים משפיעות על תהליכים, תפקודים ושירותים במערכת האקולוגית

Post Views: 833

אקולוגיה של החי והצומח במרחב ים המלח וסביבתו

המחקר:

אקולוגיה פונקציונלית וביוגאוגרפיה פונקציונלית של צמחים, תוך התמקדות בהתאמתם לסביבות קיצון.

איפיון התכונות והתופעות המורפולוגיות והאנטומיות התורמות להתאמתם של צמחים לסביבתם, תוך התמקדות בחקר הצטברות סיליקון וחומרים אי-אורגניים אחרים בצמח. המחקרים מתמקדים בעיקר בגורמים המשפיעים על ההרכב הכימי ותכולת הסיליקון בצמחים, והשפעותיהן על תפקוד הצמח ועל מבנה ותפקוד מערכות אקולוגיות. לנושא חשיבותו של הסיליקון כהתאמה ליובש וכהגנה מפני בעלי-חיים יש מקום מיוחד במחקר במעבדה.

נושאי מחקר נוספים:

היסטוריה אבולוציונית של צמחים והיסטוריה האבולוציונית של יחסי צמח-בע”ח

שירותי המערכת האקולוגית ומערכת היחסים בין אדם לצמחים לאורך ההיסטוריה האנושית

מחקרים פעילים:

ביוגאוגרפיה של צבירת סיליקון בצומח ישראל והשפעותיה על תפקוד מערכות אקולוגיות (במימון הקרן הלאומית למדעים; בשיתוף פרופ’ מרסלו שטרנברג, אונ’ תל-אביב)
תפקידו של סיליקון בצמחים עשבוניים באזורים צחיחים-למחצה נוכח שינויי אקלים (במימון משרד המדע הגרמני; בשיתוף פרופ’ יורג שאלר, ZALF ופרופ’ יוהאנס מץ, אונ’ הילדסהיים)
ביוגאוגרפיה של קוצניות בצומח ארץ-ישראל (בשיתוף פרופ’ אמריטוס שמחה לב-ידון, אונ’ חיפה)

חוקר מוביל:

ד “ר אופיר כץ

הצוות:

טובל’ה סלומון

עמיתת מחקר ומנהלת המעבדה

ירון ניטקה-נקש

טכנאי שדה

ניב מורלי

סטודנט לתואר שני – אקולוגיה וכלכלת קיום בבקעת עובדה בתקופה הניאוליתית

Jinyu Ouyang (ממוקמת בגרמניה)

סטודנטית לתואר שלישי – תפקידו של סיליקון בצמחים עשבוניים באזורים צחיחים-למחצה נוכח שינויי אקלים

אירנה בלכר

טקסונומיה

חברי צוות בעבר:

ימית מרום – מנהלת מעבדה

גדעון קדם – טכנאי שדה ומעבדה

חנניה פורסט – סטודנט לתואר שני

Dr Renan F. Moura – postdoctoral fellow

הידרולוגיה של מים במדבר ואגן ים המלח

המחקר:

מחקרים העוסקים באפיון ההידרודינמיקה, שטפי הגרופת וחלקיקים מרחפים בנחלים שיטפוניים באקלים צחיח וצחיח למחצה. לתהליכי הסעת חלקיקים בנחלים (שמעט מאוד ידוע כיצד אלו מושפעים בעת שטפון בזק בתנאי זרימה בלתי קצובה) חשיבות רבה מבחינה מדעית, הנדסית וסביבתית, החל מסחיפת גדות של נחלים באזורים חקלאיים ובאזורי התיישבות, דרך סתימה או חסימה של מאגרי מים, נתיבי תובלה וסכרים, ובהשפעה על יציבות מבנים בתוך ובסביבות ערוצי זרימה (לדוגמה קריסת גשרים וסכרים עקב שיטפון). במחקרים בנושא זה נבחנים מאפייני הזרימה והשפעתם על תהליכי הסעת החלקיקים. הניטור הנכלל בעבודות אלו מבוסס על ציוד מדידה מתקדם הכולל גיאופונים, הידרופונים, אקדח רדאר, צילומי ווידאו (LSPIV) ומד מהירות תלת כיווני לכימות של מאפייני הזרימה, שטפי הגרופת והרחופת ברזולוציית זמן גבוהה.

כחלק מהמחקר פותחה שיטה חדשנית לכיול נתוני מלכודת החריץ (מכשיר לניטור שטפי גרופת נחלית) המתבססת על איסוף הנתונים על פי השינוי במסה המצטברת, ושלא כמדידה המקובלת עד היום הבנויה לפי מרווחי זמן קבועים. שיטה זו מפחיתה “רעשים” בשטפים נמוכים ומונעת מיסוך נתוני אמת בשטפים הגבוהים ולכן מאפשרת ייצוג מדויק יותר של השינויים העיתיים של שטפי הגרופת.

פרוייקטים פעילים:

אפיון ההידרודינמיקה ושטפי הגרופת בנחשולי שיטפונות
קביעת ספיקות בנחלים שיטפוניים בשיטת LSPIV
ההידרולוגיה של אגן צאלים: ספיקות, יישום של מודל הידרולוגי קיים לאזור והמלצה למפעלי כי”ל לפיתוח מערכת התראה משיטפונות.
השפעת הקמת קו הולכת המים מים-המלח לבריכות (מפעלי כי”ל) על מניפת נחל צאלים.
שידור חי של שיטפונות בזק

מחקרים נוספים בנושאי הידרולוגיה ושטפונות במדבר ופעולות ניטור ואיסוף נתונים נערכים גם תחת המרכז לחקר שטפונות במדבר (המלש”ב). [לינק למלשב]

קבוצת המחקר:

חוקר מוביל: ד “ר ערן חלפי

הצוות:

ירון ניטקה-נקש

yaron@adssc.org

טכנאי מחקר בצוות ההידרולוגי של שלוחת ים המלח

פרויקטים: ניטור שיטפונות. ריכוז נתוני ניטור, איסוף מידע בתחום הידרולוגיה-תשתיות בים המלח, עבודת שדה במחקר התחתרויות נחל דוד וקדם, עבודת שדה בנחל אשלים, עבודת שדה במחקר פיתוח שיטות ניטור שיטפונות באמצעי חישה מרחוק.

מיקרוביולוגיה

תחומי העניין של קבוצת המחקר הם פיזיולוגיה ואינטראקציה בין מיקרואורגניזמים בתנאים סביבתיים קיצונים כמו ים המלח. העבודה מתמקדת בקהילות של חיידקים ייחודיים הנמצאים במים, באדמה ועל צמחים באזורים צחיחים. במחקרים מבוצע מנסים לאתר ולזהות אוכלוסיות חיידקים המבטאים גנים שאחראים לפעילות מטבולית מעניינת שישנה אפשרות לרתום אותה לתועלת האדם והסביבה.

בנוסף הקבוצה מפתחת מערכות “הנדסה מיקרוביולוגית” המיועדות לשיפור תהליכים שונים במגוון תחומים, כגון: שיטות טיפול בשפכים, יצירת ביופילם במערכות סביבתיות שונות כמו הים, תהליכי ייצור בתחום הקוסמטיקה, פתרונות לבריאות הפה והשן ועוד. המחקרים שבוצעו הראו פוטנציאל יישומים רחבי טווח. שיתוף פעולה הדוק כבר מתקיים בתחום החקלאות.

עוד נושא מחקר מרתק ומאתגר, עוסק ב- “החלל החדש”, מושג שכוונתו שיותר בני אדם מאי פעם יגיעו לחלל. צפוי כי אנשים רבים יותר יעבדו ויחיו בחלל, במספרים שייגדלו יותר יותר בעשורים הקרובים, בזכות עלויות שיגור נמוכות משמעותית וטכנולוגיות חדשות המופיעות בתחום החלל. מטרת הפרויקט הנוכחי לתמוך בבני אדם החיים ועובדים בחלל ובמיוחד במאחזים ובסיסים פלנטריים. לראשונה בעולם, בפרויקט המתנהל כרגע, תוכנן, פותח ונבנה פוטו-ביוריאקטור ייחודי לחלל (Space Multi Species Photobioreactor [SMS-PBR]) המיועד לאפשר ניצול פסולת דלק רקטי,, CO2 ומוצרי פסולת כלליים אחרים לצורך ייצור חמצן לנשימה וחומרי הזנה נוספים. מו”פ מדבר וים המלח משתף פעולה בפרויקט זה עם אוניברסיטת בר-אילן, מכללת אפקה וחברת VTS energy Ltd..מתקן ה SMS-PBR יפקח מרחוק על צמיחתם של אורגניזמים כמו אצות, חיידקים ואף דגים. נכון לעכשיו, החוקרים עובדים על דלק החלל הרעיל (הידרזין) כמקור תזונתי אפשרי לחיידקים ואצות המותאמים לשגשוג בתנאי קיצונן. המחקר כולל איתור ופיתוח של זנים שייגדלו ב- SMS-PBR יחד עם פיתוח תא גידול מתאים – הפוטוביוריאקטור שתוכנן לאחרונה. החוקרים מנסים לשפר משמעותית את ניצול הפסולת, בטיחות הצוות ובריאותו, וליישם שימוש יעיל במשאבים תוך הפחתת עלויות המשימה בחלל. מחקר זה נערך במימון סוכנות החלל הישראלית ומשרד המדע והטכנולוגיה, ישראל. שיתופי פעולה ייתקבלו בברכה.

קבוצת המחקר:

חוקר מוביל: ד”ר אשראף אלאשהב

הצוות:

איברהים שרהבאתי (מנהל מעבדה)

כרים נירוק (טכנאי מעבדה)

מיקרוביולוגיה ו-NGS של חברות חיידקים

מחקרים קליניים

המחקר:

הסגולות הרפואיות הטמונות בים המלח וסביבתו מוכרות לאנושות ונחקרות רבות לאורך ההיסטוריה. הפרמטרים העיקריים הקיימים באיזור ים המלח ונחשבים כבעלי השפעה מיטיבה לאדם הם ספקטרום קרינת שמש ייחודי (כיוון שים המלח הוא המקום הרחוק ביותר מהשמש על פני האדמה), לחץ חלקי גבוה של חמצן באוויר והימצאותם של מינרלים חיוניים בכמויות גבוהות במיוחד במי הים, בקרקע (בוץ) ובאוויר. במחקרים קליניים רבים ומקיפים, הנערכים לאורך שנים רבות וכוללים אוכלוסיות מגוונות של מטופלים הסובלים ממחלות אוטו-אימוניות בעלות ביטויים עוריים כגון פסוריאזיס, אטופיק דרמטיטיס, ויטיליגו ועוד, נבדקות השפעות השהיה בסמוך לים המלח תוך חשיפה מבוקרת לקרינת שמש ותנאי סביבה. השפעות אלו נבדקות הן על ידי מעקב אחר מצב רפואי לפני ואחרי סדרת טיפולים כמו גם לאחר זמן וכן על ידי כימות מדדים ברמת המעבדה כמו חותמת ביטוי גנים ושינויים במערכת האימונית בדם. פרסום ממחקרים אלו הוכיח יעילותם של טיפולי פוטותרפיים בים המלח להשגה דרמטית של היקף וחומרת נגעי פסוריאזיס לאורך חודשים רבים וזאת ללא שימוש בתרופות כלל.

כדי לאפיין במדויק את תנאי סביבת ים המלח שאין דומה להם ובמטרה לשפר ולדייק את תוכניות הטיפולים מבוססות הפוטותרפיה, מבוצעות בסביבת ים המלח מדידות ביומטאורולוגיות כולל אורכי גל בתחום UVA ו- UVB, ניטור ארוסלים והשוואת נתוני קרינה לאזורים ייחודיים אחרים בעולם. בעבודות אלו נחקרים ההרכב של קרינת הUVB הגלובלית, היחס בין קרינה ישירה למפוזרת ויישום התוצאות בטיפולי פוטוקלימטותרפיה בים המלח.

קבוצת המחקר:

חוקר מוביל: ד”ר (MD) מרקו הררי

הצוות: ד”ר אברהם קודיש

המכון לחקר העור

המחקר:

המכון לחקר העור, שהינו חלק משלוחת ים המלח, מוביל מחקרים יישומיים ותהליכי פיתוח טכנולוגיות ומוצרים פורצי דרך הקשורים לבריאות עור האדם ותפקודו. תחומי המחקר והפיתוח משלבים קוסמטיקה, דרמטולוגיה ורפואה. לחוקרי המכון ניסיון רב וממושך בעבודה עם משאבי טבע וסביבה היחודיים לאיזור ים המלח והמדבר, קרי, מינרלים המצויים במי הים, בקרקע ובאויר, תנאים אטמוספיריים- קרינה, לחץ חמצן, וצמחי מרפא מדבריים- אנדמיים ואחרים.

החי והצומח בסביבת ים המלח נדרשים תדיר למצוא פתרונות ולפתח לעצמם מנגנונים מיוחדים להתמודדות עם איומים ולחצים (עקות) המופעלים עליהם כל העת. לחצים אלו כוללים בין היתר את הצורך לשגשג בסביבה רוויית מלחים, באקלים חם מאוד ויבש, בזמינות מועטה של מים מתוקים, באווירת קרינה על-סגולית גבוהה ובנוכחות של מזיקים שונים.

לפי גישת חוקרי המכון, הגדרת ‘מהו עור’ מורחבת ומיושמת לכל שטח פנים המכסה גוף כלשהו ומכאן שתחום המחקר נפרס וכולל את בראשונה את עור האדם אך עוסק גם בעורם (או פרוותם) של בעלי חיים שונים, במעטה המיקרוביאלי העוטף מרכיבים שונים בצמחי המדבר (עלים למשל) ובמעטה העליון של גופי מים כגון ים המלח עצמו והבולענים שנוצרו לחופיו.

מחקרים רבים הנערכים במכון לחקר העור ובשלוחה בכלל מנסים להתחקות אחר מנגנוני התמודדות טבעיים אלו במטרה לנסות ללמוד אותם ולמצוא דרכים ליישמם לתועלת האדם. כדוגמאות לכך ניתן להזכיר מנגנוני הגנה על- ותיקון של- DNA בחיידקים אוהבי מלח כמו-גם ביופילם מיקרוביאלי הנוצר סביב עלי עץ השיטה ומקנה יכולת הגנה מקרינת שמש גבוהה.

שילוב הידע לחדשנות: שיתוף פעולה בין פיתוח מודל העור למיקרוביולוגיה. מחקר לבחינת אפשרות הפקתם של חומרים המבוססים על תוצרי חיידקים מהסביבה לפיתוח תכשירים דרמטולוגיים. במחקר זה משולבים הידע והממצאים במיקרוביולוגיה עם מודל העור האנושי החי.

תחומי התמחות ומחקרים בביצוע:

חקר השפעת התזונה על תפקוד העור
איתור, בידוד ופיתוח חומרי טבע לטיפול דרמטולוגי
חקר מנגנוני ההגנה הטבעיים של העור כנגד קרינה אולטרה-סגולה
פיתוח מודלים ייחודיים וחדשניים למחקר המבוססים על רקמות עור אנושי חי (תרומות מניתוחים פלסטיים) על מבנים תלת-מימדיים של עור מלאכותי ועל תאי עור מבודדים. מודלים אלו מקנים את היכולת להעריך את השפעתם של חומרים פעילים חדשים על העור במגוון רחב של פרמטרים, כגון הערכת חיות הרקמה, סף הרעילות, השפעה מטיבה על דלקות, ריפוי פצעים, גירוי עורי, מחמצנים ומעכבי חימצון, הגנה מקרינת השמש, אנטי-אייג’ינג, חדירות לעור, אלסטיות וריפוי ועוד ועוד.
פיתוח מודלים חלופיים לניסויים בבעלי חיים
פיתוח מולקולות חדשות עבור טיפולים דרמטולוגיים
פיתוח והעמדת מודלים מעבדתיים-מחקריים מבוססי רקמות ממקור אנושי לחקר תהליכי כוויות, פצעים ודרכי הטיפול בהם.
איתור צמחי מדבר וצמחים ימיים בעלי פוטנציאל קוסמטי או רפואי מטיב. פיתוח שיטות להכנת תמציות מכל חלקי הצמח, בדיקה של התמציות במודלי המחקר השונים על מנת להוכיח תכונות הצמח ופעילותו על העור. חקר צמחי המרפא מהרמה הבסיסית ועד למסחור מוצרים וידע דורש שיתופי פעולה נרחבים עם תחומי מחקר ועשייה משיקים כגון כימיה, חקלאות, בוטניקה, גימלון וייצור.
בדיקת השפעות של הסביבה [זיהום אויר, קרינה וכו’] ושל עקות מטבוליות על העור.
בחינת יעילותם ובטיחותם של חומרים, פורמולציות ותכשירים דרמו-קוסמטיים.
מחקרי חדירות של חומרים דרך רקמות העור, ממברנות מלאכותיות או תווך אחר.
בדיקת השפעתם של חומרים פעילים להגנה מפני סוגים שונים של סרטן העור- עיכוב גידול, מניעת יצירת גרורות וחדירה לתאי הגוף ומניעת הידבקות לתאים.
מחקרים ופיתוח מוצרים מבוססי צמח הקאנביס (תחת אישורי יק”ר).

לרשות המכון לחקר העור וחוקריו עומד מיטב המכשור הקיים ובכלל זה כל הדרוש לעבודה עם תרביות תאים, חיידקים, וירוסים ותאי פטריות בצלחת, עם תרביות רקמה ממקור אנושי או חייתי, למערכות עור משוחזר ועוד. לצורך ביצוע אנליזות ביוכימיות, ביולוגיות וכימיות קיימים ספטרופוטומטרים וקוראי פלטות מתקדמים, UHPLC, מכשיר ייחודי מסוגו לקביעת ערך מקדם הגנה מקרינה (SPF/UVAPF) בתכשירים, תמציות ובדים, מיקרוסקופיה מתקדמת כולל פלואורוסנציה ואפשרות לlive cell imagine, FACS, וכל הדרוש להיסטולוגיה. בנוסף, מכשור מגוון עבור מחקרי השפעות קרינת שמש וחומרי הגנה על תרביות ורקמות- מנורות UVA, UVB, UVC ו-IR.

להכנת חומרים פעילים ופורמולציות למחקר, מתמציות צמחיות ועד לתכשירים סופיים, מצוידות מעבדות המכון במיטב הכלים ובכללם מערכת חדשנית להפקה מקבילה של תמציות בתנאים ובממיסים שונים (ASE350), אוופורטור, מהמגן סילברסון וכן מערבלים שונים, תנורי ייבוש ושריפה, מכשירי מדידות pH, צמיגות, עוצמות וספקטרום קרינה (טבעיים או מלאכותיים) ועוד.

אספקת שירותי מחקר בתחום בריאות העור ופיתוח מוצרים לתעשיות הקוסמטיקה והפרמצבטיקה:

המכון לחקר העור מספק שירותי מחקר וניסוי בתשלום וכן מנהל שיתופי פעולה מגוונים: מכירת שירותי מחקר פרה-קליניים לחברות קוסמטיקה, דרמטולוגיה וסטארט-אפ רפואי, בהתבסס על ידע וניסיון רב של הצוות, תוך שימוש במודלי הניסוי הייחודיים שפותחו במקום, ובהישענות על מגוון רחב מאוד של מכשור מתקדם ויכולות טכנולוגיות מהשורה הראשונה בעולם. אנו בצוות המחקר מנוסים בייעוץ ובבניית מערכי ניסוי המותאמים אישית לכל לקוח לפי דרישותיו ויכולותיו. צוות המחקר רגיל בהובלת ניסויים המיועדים להצגה לגופי רגולציה רלוונטיים, עבור רישום פטנטים או לשם פיתוח עסקי של מיזמים וגיוס משאבים ממשקיעים. אנו מבצעים סריקת מתמדת של הספרות המדעית במטרה למצוא ולהטמיע שיטות ומכשור חדשים ומתקדמים. הצוות של שירותי המחקר מומחה בעבודה תחת סטנדרטים מחייבים של שירות לקוחות, פרוטוקולי ניסוי ודיווח, דיוק, אמינות, דיסקרטיות ולוחות זמנים צפופים. לכל עבודת מחקר ממונה חוקר אחראי בדרגת P.hD הנמצא בקשר ישיר ורציף עם מזמין העבודה. בנוסף ובאם נדרש, אנו מקושרים למומחים מקצועיים וליועצים מנוסים מהמעלה הראשונה, היכולים לתת ערך מוסף רב בכל מקום שנדרש.

מוזמנים לפנות אלינו ולקבל פתרון התפור בדיוק לפי צרכיכם.

קבוצת המחקר:

חוקרת מובילה: ד”ר נוית עוגן-שטרן

navit@adssc.org

חוקר שירותי מחקר: ד”ר תומר קטושבסקי

tomer@adssc.org

מנהל תפעול ופיתוח עסקי: אורן רז

oren@adssc.org

הצוות:

רענן גבירץ

raanan@adssc.org

תלמיד לתואר שלישי. מנחים: ד”ר גיא כהן וד”ר אריה גרוזמן (בר אילן)

תחום מחקר: פיתוח מודל תאי לסריקת מעכבים של IL-33 על מנת למצוא פתרון למספר מחלות עוריות

לובה גולוביצ’ר

luba@adssc.org

עוזרת מחקר, מתמקדת בביצוע שירותי מחקר לתעשיית הפארמה והקוסמטיקה

טופז אלופר

topaz@adssc.org

תלמידה לתואר שני. מנחים: ד”ר נוית עוגן-שטרן וד”ר עידן כהן (בן גוריון)

תחום מחקר: פיתוח מודל לריפוי פצעים בעור אנושי

היאם אבו-גליון

hiam@adssc.org

עוזרת מחקר, מתמקדת בביצוע שירותי מחקר לתעשיית הפארמה והקוסמטיקה

הידרולוגיה ואקו-הידרולוגיה

חוקרת: רחלי ארמוזה-זבולוני
עוזר מחקר: איתי עבאדי
עוזר מחקר: ינאי שלומי

בעשרות השנים האחרונות אנחנו עדים לשינויים גלובאליים באקלים כדור הארץ, כשההשלכות של שינויים אלה עדיין לא מובנות. ככל הנראה, אנו ניצבים בפני תקופה שתאופיין בעיקר בחוסר יציבות ובתופעות אקלימיות ייחודיות. השינויים האקלימיים כמו גם הפיתוח המואץ מגבירים את הדחיפות במחקר סביבתי יישומי. גורם מכריע בתפקוד המערכת האקולוגית בדרום הערבה הינו זמינות משקעים. תדירות, משך ועוצמת אירועי גשם מהוווים עורק חיים מרכזי לכל הפלורה והפאונה באזור. אולם, אירועי הגשם הינם מועטים וכיתמיים ולא תמיד אפקטיביים. כיום ישנה חשיבות גדולה באפיון התנאים המשפיעים על זמינות המים בקרקע והתרומה שלהם לשגשוג המערכת האקולוגית. קבלת תמונה רחבה ומפורטת ככל האפשר של מכלול התנאים תאפשר ניתוח מעמיק של מצב המערכת האקולוגית בכללותה. שאלות ותחומי מחקר:

הרחבת ניטור אירועי גשם וספיקות בנחלי דרום הערבה ובחינת שגשוג המערכת האקולוגית בהתאם לזמינות המשקעים ולאירועי שיטפונות.
בחינת התנאים הגאומורפולוגיים באגן ניקוז של נחל שיטה וזמינות מים לעצי שיטה בנחל.
בחינת השינויים בתוואי זרימת המים והחידור בעקבות פגיעה בקרום הקרקע (soil crusts) ובסמוך לצירי תנועה ראשיים ומשניים. כיצד שינויים אלה משפיעים על תפוצת צמחים ובעלי חיים? תוואי זרימת המים בשפך נחל רחם ובחינת ההשלכות של בניית שדה תעופה תמנע.
פיתוח שיטות לשימוש בכלי טייס בלתי מאוישים (כטב”מים) לניטור אירועי זרימה, אזורי הצפה ותפוצת צמחים ובעלי חיים.
כיצד שינויים בפעילות האדם ובתנאי האקלים (משקעים וטמפרטורה) משפיעים על תפוצת בעלי חיים וצמחים, בסקאלות שונות של זמן ומרחב?

אנתרופולוגיה

חוקרת: אביגיל מוריס

כחוקרת אנתרופולוגית אני לוקחת חלק בארבעה מחקרים מגוונים באזורי הערבה, ים המלח והנגב הכוללים:

א. “תהליך ההזדקנות בערבה: תפיסות, חוויות ותכנון לעתיד”. המחקר בודק כיצד אנשים בחבל אילות בגילאי 65-50 תופסים וחווים את תהליך ההזדקנות ברמה האישית, הקהילתית והאזורית ועל מה מצביעות תוצאות המחקר ביחס לרווחה (well being) העתידית של האוכלוסיה המזדקנת באיזור.

ב. הערכה של שירותי מערכת אקולוגית תרבותית בערבה הדרומית. המחקר עוסק בשני תחומים:

הערכת התועלות התרבותיות שתושבי האזור והתיירים מקבלים מהסביבה הטבעית בערבה מבחינת השראה רוחנית ודתית, בילוי, תיירות אקולוגית, נוף, חינוך, תחושת מקום ומורשת תרבותית.
מחקר על הזהות, השימוש, הקשר הרגשי ועתיד השטחים הפתוחים סביב יישוב אחד בערבה, כדי לאתר לאלו אזורים מסביב ליישובים יש משמעות לתושבים ומה מקומם בתכנון עתידי של השטחים הפתוחים באזור. המחקר משמש כ”פיילוט” למחקרים עתידיים ביישובי האזור ויתרום לפרויקט גדול יותר של פיתוח תכנית אב לשטחים פתוחים בערבה הדרומית.

ג. מחקר עם ד”ר יהושע שמידט במימון משרד המדע והטכנולוגיה ומתואם עם ועדת ההיגוי הבין- משרדית להיערכות לרעידות אדמה:

במערכות החינוך היסודי ובחטיבת הביניים, כולל מחקר דיאכרוני השוואתי לבדיקת יעילותן של התערבויות חינוכיות בפריפריה הדרומית להיערכות לרעידת אדמה.
בתי מלון באילת ובים המלח: מידת החוסן של ענף המלונאות לרעידת אדמה גדולה באזור הדרום. המחקר בוחן רמות של עמידות ארגונית לרעידות אדמה בענף התיירות ומה ניתן לעשות כדי להפחית את ההרס מרעידת אדמה גדולה ולהגדיל את ההתאוששות ממנה.

ד. הכנסות בלתי פורמאליות בקרב נשים בדואיות בכפרים לא מוכרים בנגב. המחקר בוחן את הדרכים השונות בהן נשים בדואיות, החסרות זכויות שוות בפיתוח מערכות כלכליות מתאימות בישראל, פונות למערכות כלכליות מקומיות מצומצמות, שמטרתן לייצר רשת ביטחון כלכלית להישרדותן.

שת”פ אזורי

רכזת תחום: רינה קדם

מרכז מדע ים המלח והערבה יוזם ושותף למספר פרויקטים בנושאים חוצי גבולות. המרכז ממוקם בין אילת לצפון ים המלח לאורך גבול משותף של מעל 200 ק”מ עם ירדן. ישנן סוגיות ומפגעים סביבתיים רבים בעלי אופי חוצה גבולות, אשר אנו חולקים עם שכנינו.
מטרת המחלקה לקדם פרויקטים ומחקרים חוצי גבולות עם חוקרים ושותפים ירדנים ופלסטיניים בכדי לקדם ניהול משאבי טבע משותפים, פיתוח קהילתי וכלכלי לצד שימור סביבתי. כמו כן, צוות המחלקה אוסף עם השנים מומחיות בתהליכי שיתופי הפעולה עצמם כמו האתגרים וההזדמנויות, המורכבויות והרגישויות, שבעבודה משותפת מסוג זה בתנאי קונפליקט ופוסט קונפליקט. בין פעילויות המחלקה:

סדנאות נוער העוסקות במחקר יישומי ותינוך סביבתי
פיתוח רשת תיירות סביבתית מדברית
פיתוח גרעיני מנהיגות קהילתיים סביבתיים
עידוד מחקרים משותפים בנושאים נרחבים כמו גאולוגיה, אקולוגיה, הידרולוגיה, ותיירות
הרצאות בנושאי שיתוף פעולה סביבתי ופיתוח קהילתי
גיוס משאבים מקרנות בינלאומיות

העבודה נעשית בניהול משותף עם ארגונים ירדנים ופלסטיניים וקהל היעד העיקרי הינו קהילות הגבול, אשר חולקות את האזור הגאוגרפי הייחודי מים המלח ועד הים האדום. במחלקה ארבעה אנשי צוות ישראלים. בנוסף, רינה קדם הינה תלמידת דוקטורט באוניברסיטה העברית, אשר חוקרת את השיתוף פעולה הסביבתי בין ישראל לירדן ובבלקנים, על מנת להבין את השפעתו על קהילות גבול: על יציבות פוליטית, שימור סביבתי ופיתוח קהילתי.

הצעת מחקר דוקטורט

סטודנטית: ניצן שגב-שאולוב

במסגרת עבודת הדוקטורט שלי אני משתתפת בתכנית ניטור של 5 שנים, בודקת מגוון של החי והצומח ובוחנת כיצד דליפת הנפט השפיעה לא רק על האוכלוסייה שלהם, אלא גם על התנהגותם כדי לספק תמונה ברורה יותר לשימור ושיקום שמורת עברונה.

במהלך התקופה המודרנית, מינים ובתי גידול חשופים לשינויים סביבתיים מהירים רבים, אשר נגרמים בידי האדם. שינויים אלה כוללים שינוי בתי גידול, חשיפה למינים אקזוטיים, ניצול יתר של משאבים, שינויי אקלים וזיהום. מקור רציני של זיהום ברחבי העולם הוא דליפות דלק, אשר עשויות לגרום לנזקים נרחבים למינים של חי וצומח ולאקוסיסטמה. כאשר הסביבה נחשפת לקטסטרופה, ההשפעה על מגוון המינים מתרחשת מיד, אך השפעות של שאריות עשויות להימשך שנים.

שמורת הטבע עברונה סובלת מהפרעות אנושיות – היא זוהמה פעמיים על ידי נפט גולמי בשנים 1975 ו-2014. במטרה להעריך את הנזק, אשר נגרם למערכת האקולוגית המדברית לטווח הקצר והארוך, מבוצע בשטח ניטור של 5 שנים העוסק בבחינת גורמים שונים של קרקע, צומח ובע”ח. בעבודה זו נבחנת ההשפעה של דליפת הנפט בשלוש רמות שונות: רמת החברה, רמת האוכלוסייה והתנהגות.

כמו כן, פרוטוקול שימוש באינדיקטור התנהגותי, אשר ישלים את תוצאות הסקרים הדמוגרפים ע”י תצפיות שדה וניסויים התנהגותיים מבוקרים בתנאי מעבדה על חיפושיות שוכנות הקרקע מזוסטנה (M. angustata) , זחלים של ארינמלים (Myrmeleontidae) ושני סוגי זוחלים: שנונית האז (Acanthodactylus opheodurus) וישימונית תמנע (Stenodactylus sthenodactylus).
המטרה לזהות אינדיקטור התנהגותי פוטנציאלי, אשר יאפשר להעריך בצורה מיטבית את מצב השמורה בעתיד ויסייע למקבלי ההחלטות לקבוע כיצד לנהל שמורה אשר סבלה מזיהום נפט, במקרה של עברונה כמו גם במקרים עתידיים.

תחנות מטאורולוגיות ביישובי חבל אילות (מו”פ מדבר וים המלח בשיתוף קק”ל)
יישוב	מיקום	אתר אינטרנט- נתונים מתעדכנים בזמן אמת
אילות	“E34°57’48.7 “N29°34’53.9 29.581630, 34.963540	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IKIBBU2
באר אורה	“E34°59’24.2 “N29°42’38.8 29.710775, 34.990059	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/ISOUTH870
אליפז	“E35°00’37.5 “N29°47’52.8 29.797992, 35.010406	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IELIFA1
סמר	“E35°01’13.3 “N29°50’03.2 29.834230, 35.020348	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/ISAMAR12
יטבתה	“E35°03’41.5 “N29°53’41.3 29.894815, 35.061520	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IYOTVA1
גרופית	“E35°03’50.6 “N29°56’37.0 29.943597, 35.064052	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IGROFI1
קטורה	“E35°03’39.9 “N29°58’01.8 29.967171, 35.061077	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IKETUR1
לוטן	“E35°05’09.4 “N29°59’22.2 29.989502, 35.085933	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/ILOTAN1
יהל	“E35°07’31.9 “N30°05’03.2 30.084222, 35.125536	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/IYAHEL1
נווה חריף	“E35°02’10.7 “N30°02’21.9 30.039405, 35.036299	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/ISOUTH871
נאות סמדר	“E35°01’50.1 “N30°02’55.2 30.048677, 35.030590	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/INEOTS1
שחרות	“E34°59’59.9 “N29°54’15.3 29.904247, 34.999972	https://www.wunderground.com/dashboard/pws/ISHAHA6

סיליקון ברצף הקרקע-צמח: מנגנוני משוב מורכבים במערכות אקולוגיות

מי אנחנו

השותפים שלנו

ארכאולוגיה

אקולוגיה של החי והצומח במרחב ים המלח וסביבתו

הידרולוגיה של מים במדבר ואגן ים המלח

מיקרוביולוגיה

מחקרים קליניים

המכון לחקר העור

חישה מרחוק

ארכיאולוגיה בדגש אזורי

שמירת טבע וניטור

קהילה וחינוך

מחקרי עבר בשלוחה

אנרגיה מתחדשת

חוקר: טארק אבו-חאמד

הידרולוגיה ואקו-הידרולוגיה

אנרגיה מתחדשת / טיפול מיקרוביאלי בזיהומי קרקע ומים

אנתרופולוגיה

גיאוגרפיה

מעבדת קרקע במרכז מדע ים המלח והערבה

אקולוגיה

חינוך סביבתי

שת”פ אזורי

גיאוגרפיה

הצעת מחקר דוקטורט

אקולוגיה של החי והצומח במרחב ים המלח וסביבתו

Get the coolest tips and tricks today