פותחה גישה חדשנית לחקר תנועת חיים

"אקולוגיה של התנועה" - גישה חדשנית לחקר התנועה של יצורים חיים, שפותחה באוניברסיטה העברית בירושלים, תוצג בגיליון מיוחד של כתב העת האמריקני היוקרתי Proceedings of the National Academy of Sciences - PNAS, שראה אור השבוע.

עורך הגיליון המיוחד, פרופ' רן נתן, ראש המחלקה לאבולוציה, סיסטמטיקה ואקולוגיה במכון למדעי החיים של האוניברסיטה העברית, יזם לפני מספר שנים הקמת קבוצת מחקר בינלאומית לקידום נושא מחקר האקולוגיה של התנועה. הגיליון המיוחד של PNAS מאגד 13 מאמרים ומסכם את פירות עבודת הקבוצה וכן את תרומתם של חוקרים רבים מרחבי העולם לתחום מחקרי חדש זה.

הקבוצה פעלה בשנת הלימודים תשס"ז במכון ללימודים מתקדמים של האוניברסיטה העברית. בראש הקבוצה עמד פרופ' נתן וחבריה כוללים גם את פרופ' רונן קדמון מהמחלקה לאבולוציה, סיסטמטיקה ואקולוגיה במכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית, וחוקרים מאוניברסיטאות ברקלי, דיוויס ורטגרס בארה"ב, מועצת המחקר הספרדית ואוניברסיטת בן-גוריון.

לדברי פרופ' נתן, "אחד מהמאפיינים הבולטים של החיים על פני כדור הארץ הוא כושר הניידות והמגוון הרב של הדרכים בעזרתן בעלי חיים, צמחים ומיקרואורגניזמים נעים במרחב. תופעות שונות של תנועת יצורים חיים כמו התפשטות מגיפות ונחילי ארבה השאירו את חותמן על ההיסטוריה האנושית, כמו גם ניידות האדם עצמו. עוד משחר הימים תיעד האדם את תנועתם של בעלי חיים בציורי קיר עתיקים, ובדברי הנביא ירמיהו מתועד התזמון המדויק של ציפורים נודדות.

חקר התנועה כיום מתאפיין במספר גדול של שדות מחקר שכל אחד מהם מתרכז בחקר מערכת תנועה ספציפית בקבוצה של מינים קרובים זה לזה. מחקר זה הוביל אומנם לתובנות רבות וחשובות, אולם עד כה לא פותחה גישה משולבת שתביא לפיתוח תיאוריה אודות עקרונות בסיסיים הנחוצים להבנת תהליכים אקולוגיים ואבולוציוניים החיוניים לחקר תנועת היצורים החיים כולם. מטרת גישת ה"אקולוגיה של תנועה" היא לתת בסיס רעיוני ומכלול כלים הנחוצים לפיתוח תיאוריה כוללנית".

פרופ' נתן מסביר כי גישת ה"אקולוגיה של תנועה" מתבססת על מודל מבוסס-מנגנון בעל ארבעה רכיבים בסיסיים ששילובם מאפשר תנועה של הפרט, מודל המתואר במאמר הפותח של הגיליון המיוחד. הרכיב הראשון הוא המוטיבציה לנוע - רעב, למשל, יעודד את הפרט לנוע בחיפוש אחר מקורות מזון ואילו תחושת סיכון יכולה לגרום לעזיבה מהירה של אזור הסכנה. הרכיב השני מתאר התאמות המאפשרות את התנועה, למשל מערכת השלד-שרירים המאפשרת לצ'יטה ספרינט מהיר או שערות דקיקות המאפשרות הסעה של זרעי הסביון בעזרת הרוח. הרכיב השלישי הוא יכולת הניווט בעזרתה יכול הפרט לקלוט מידע על סביבתו אשר משפיע על כיוון ועיתוי התנועה. הרכיב הרביעי כולל את הגורמים החיצוניים המשפיעים על התנועה, כמו מקורות המזון או נוכחות של חברים ללהקה, מתחרים וטורפים. שילוב ארבעת הרכיבים הללו יוצר את מסלול התנועה, שהוא המרכיב החמישי והאחרון במודל האקולוגיה של תנועה.

עוד כולל הגיליון המיוחד מאמר הסוקר מחקרים מהעשור האחרון העוסקים בקשת רחבה של מגוון צורות תנועה וסוגי אורגניזמים ומראה כי ניתן ליישם בנקל את המודל המוצע לכל אחת ממאות העבודות שנבדקו; שני מאמרים המציגים גישות תיאורטיות כוללניות לחקר התנועה; שני מאמרים המדגימים את יישום הגישה לחקר התנועה של צמחים; ושישה מאמרים נוספים העוסקים בתנועה מסוגים שונים של מגוון בעלי חיים: פרפרים, דגים, צבי ים, נשרים, פילים ויונקים אחרים.