הדרך המקורית של הספוגים במפרץ לאילת להרחיק טורפים

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט גילה כי הספוגים במפרץ אילת פיתחו דרך מקורית כדי להרתיע טורפים שלא יתקפו אותם. החוקרים זיהו כי בתוך הספוגים יש ריכוז חסר תקדים של המתכת היקרה – והמינרל החשוב – מוליבדן שנחשב לרעיל מאוד. בשלב שני, החוקרים זיהו את החיידק שמאפשר לספוג לאצור בגופו ריכוזים גבוהים של המתכת ואת הסימביוזה. המחקר נערך בהובלת הדוקטורנטית שני שוהם ופרופ' מיכה אילן מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances.
 

החוקרים מסבירים כי ספוגים הם בעלי החיים הרב-תאיים הקדומים ביותר הידועים למדע. הם נמצאים בכל הסביבות הימיות, והם משחקים תפקיד חשוב במעגלי הפחמן, החנקן והצורן של כדור הארץ. ספוג מעבד ומסנן פי 50,000 מי ים ממשקל גופו – מדי יום. בשל הכמויות האדירות של המים שעוברים דרכם, גם שיירי יסודות עשויים להצטבר בגופם – ומדענים מנסים להבין טוב יותר כיצד הם מתמודדים עם כמויות רעילות של חומרים כמו ארסן ומוליבדן.

פרופ' מיכה אילן, ד"ר טל אידן ותלמידת המחקר שני שוהם 
 

הדוקטורנטית שוהם: "כבר לפני 20 ו-30 שנה נלקחו במעבדתנו דגימות מספוג בשם Theonella conica בשונית האלמוגים של זנזיבר באוקיינוס ההודי וכבר אז נמצאו בו ריכוזים גבוהים של מוליבדן. זהו יסוד קורט החשוב למטבוליזם התקין בתאים של כל בעלי החיים, לרבות האדם, וגם מתכת מבוקשת מאוד בתעשייה. במחקר שלי ביקשתי לבדוק האם יש ריכוזים כל כך גבוהים בספוג הזה גם במפרץ אילת. זה ספוג נדיר, ובאילת הוא נמצא בעומקים של מתחת ל-27 מטרים. ובאמת מצאתי את הספוג וניתחתי את הרכבו, ואכן נמצאה בו הכמות הגבוהה ביותר של מוליבדן – יותר מכל אורגניזם אחר בכדור הארץ: 46,793 מיקרו-גרם לכל גרם של משקל יבש".

שוהם מוסיפה: "כמו כל יסוד קורט, ברגע שעוברים את הריכוז המסיס במים – המוליבדן הופך רעיל. אבל צריך לזכור שספוגים הם יצורים חלולים, צבר תאים ללא איברים או רקמות. בספוג הזה, עד 40 מנפח הגוף הוא חברה מיקרוביולוגית: חיידקים, נגיפים ופטריות שחיים עם הספוג בסימביוזה. אחד החיידקים האלה נקרא Entotheonella, הוא מאוד דומיננטי בספוג Theonella conica, והוא משמש כמעין 'איבר' אגירה של מתכות – בספוג האילתי זה קורה בתוך גופו של הספוג. שם החיידק אוגר ועוד ועוד מוליבדן, וממיר אותו מצורתו המסיסה והרעילה למינרל. למה הוא עושה את זה? אנחנו לא בטוחים. יכול להיות שהמוליבדן משמש את הספוג להגנה, כלומר שהספוג אומר: 'אני רעיל – אל תאכלו אותי'. ובתמורה לשירות הזה, הספוג לא אוכל את החיידק ומאכסן אותו".

מוליבדן היא אמנם מתכת מאוד מבוקשת, המשמשת בעיקר לסגסוגות (למשל לחיזוק פלדה), אבל לדברי שני שוהם – יהיה קשה לכרות אותה מהספוגים: "אמנם הריכוזים בספוג גבוהים מאוד, אבל אם נכמת את זה לגרמים – נגיע לגרמים בודדים לכל ספוג. וגם הספוג עצמו לא שכיח. ישנה חקלאות ימית של ספוגים, בעיקר לתעשיית התרופות, אבל זה עסק לא פשוט. ספוגים הם בעלי חיים מפונקים מאוד, שצריכים תנאים ספציפיים.

"לעומת זאת, בהחלט רצוי למקד את המשך המחקר על יכולותיו של החיידק Entotheonella לאגור מתכות רעילות. לפני מספר שנים גילו במעבדתנו ש'בן דוד' של הספוג, ספוג בשם Theonella swinhoei, שנפוץ במפרץ אילת, הראה ריכוזים אדירים של המתכות הרעילות ארסן ובריום. גם כאן אותו חיידק התגלה כאחראי משמעותי באגירת המתכות והפיכתן למינרלים, ובכך נטרל את רעילותן. המשך המחקר על החיידק יוכל בעתיד לשמש אותנו בטיפול במקורות מים מזוהמים בהן ארסן הוא מטרד גדול המשפיע באופן ישיר על בריאותם של כ-200 מיליון איש ברחבי העולם".