האומנם ים המלח הוא ים המוות?!
מסתבר, שנמצאו חיים בים המלח! ים המלח – האמנם ים המוות? המאמר המעובד והשאלות הוכנו לקראת האולימפיאדה השישית לביולוגיה עיבוד המאמר והכנת השאלות: עדנה בן שלמה, אורה הירש, רחל קסנר, אסתר שדלצקי* מבוא ים המלח שובר שיאי עולם: הוא נמצא בשקע עמוק במקום הנמוך ביותר בעולם (כ-400 מטר מתחת לפני הים) והוא גם מאגר המים הגדול המלוח ביותר בעולם. מליחות המים בים המלח גבוהה פי 10 מזו האופיינית לימים גדולים ולאוקיינוסים (ריכוז המלחים בים המלח 34% ובים התיכון - 3.5%). ים המלח הוא אתר מיוחד וחשוב; מימיו משמשים לתעשייה (הפקת מינרלים), לתיירות נופש ומרפא (מעיינות חמים, בוץ ומים עם סגולות מרפא), בקרבתו אתרים רבים בעלי חשיבות תרבותית-היסטורית כמו מצדה והמערות שבהן נתגלו המגילות הגנוזות, וסביבתו מהווה בית גידול לצמחים ובעלי חיים ייחודיים. אף כי יש המכנים את ים המלח "ים המוות" חיים בו יצורים שהם חלק ממערכת אקולוגית מיוחדת ובה נרחיב במאמר זה. במשך אלפי שנות קיומו השתנה מפלס המים בים המלח באופן קיצוני (הים התייבש והוצף לסירוגין). בעוד שבתחילת המאה ה-20 הגיע מפלס ים המלח לשיא, הרי שבשלושים השנים האחרונות ירד המפלס בכ-25 מטר, ולאחרונה אף הואץ קצב הירידה במפלס. המפלס יורד בהתמדה במידה רבה כתוצאה מפעילות האדם סביבו: ניצול תעשייתי ארוך שנים, בעיקר על ידי מפעלי ים המלח המפיקים מינרלים ממימיו; מיעוט של משקעים באזור וצמצום ניכר בכמות המים המגיעה לים המלח מנהר הירדן; כיום רק 10% ממי הירדן מגיעים לים המלח והשאר מנוצלים להשקיה ולשימושים אחרים של האוכלוסייה לאורך הירדן. ירידת מפלס מי הים גרמה ליצירת בורות מסוכנים ("בולענים") באזור ולפגיעה בתעשייה, בתיירות ובמערכת האקולוגית המורכבת והמיוחדת בים המלח. פגיעה נוספת נגרמת כתוצאה מהזרמה של מי ביוב ביתי ותעשייתי אל ים המלח. בשנות השבעים של המאה ה-20 גובשה תכנית לביצוע "תעלת הימים", שאמורה הייתה להזרים מים מהים התיכון לים המלח, אך מסיבות שונות היא לא יצאה אל הפועל. לאחרונה מתרקם פרויקט "מוביל השלום", פרויקט משותף לישראל ולירדן שמטרתו הצלת ים המלח ובמסגרתו יוזרמו מי ים סוף לים המלח באמצעות תעלה או צינור. הפרויקט יתבצע רק לאחר שייערך סקר מקיף לבחינת ההשפעות הסביבתיות על האזור שבו תעבור התעלה ועל ים המלח. יש טוענים שבעקבות כניסת מי ים סוף תיווצר בשכבה העליונה של ים המלח שכבה של מים בעלת הרכב מלחים שונה מזה הקיים במי ים המלח. כתוצאה מכך ייפגעו סגולות המרפא של הים, על פניו עלולה להצטבר שכבה של מלחים קשיי תמס ואפשר שתופיע "פריחה" אדומה שהיא תוצאה של התרבות מיקרואורגניזמים המכילים צבענים אדומים, כל אלה עלולים לפגוע בתיירות הנופש והמרפא בים המלח. קודם להבנת השפעות אפשריות של פרויקט "מוביל השלום" על החיים בים המלח, חשוב להכיר את בית הגידול המיוחד הזה - בית גידול שהתנאים בו קיצוניים: מליחות גבוהה מאד, ריכוז גבוה במיוחד של יונים מסוימים בעיקר מגנזיום וסידן, טמפרטורה גבוהה (עד 35 מעלות על פני השטח) ועוצמת קרינה חזקה. תנאים אלה מאפשרים רק ליצורים בעלי התאמות מיוחדות להתקיים במי ים המלח. חיים בים המוות "ים המוות" הוא כינוי שניתן לים המלח בעבר, כשסברו שאין מתקיימים בו חיים. כבר בשנת 1936 בפרסומו של החוקר בנימין אלעזרי וולקני דווח כי בים המלח מתקיימים מיקרואורגניזמים ייחודיים המסוגלים להתקיים בריכוז מלחים הגבוה ביותר בעולם: אצה ירוקית וכמה מיני חיידקים אדומים אארובים ואנארובים הלופילים או הַלוֹטוֹלֶרַנְטִים . תוארו גם חד תאיים כגון אמבות וריסניות ולאחרונה הוזכרו גם פטריות הלופיליות והלוטולרנטיות. כיום, בעקבות הרעת תנאי הגידול בים (תהליך הייבוש ועלייה בריכוז המלחים) מספר המינים שניתן למצוא בו קטן מזה שהיה בעבר. המיקרואורגניזמים המתוארים בהמשך הם חלק מהיצורים המתקיימים בים המלח ולהם התאמות מיוחדות לחיים בתנאים הקשים השוררים בו. האצה החד תאית דוּנַלְיֶאלָה (Dunaliella parva). אצה פוטואוטוטרופית, שמצויה בריכוז גבוה בעיקר בשכבה העליונה של המים ("מי השטח") . הדונליאלה זקוקה לגידולה למלחי חנקן, גופרית וזרחן. תרכובות חנקן וגופרית קיימות במי ים המלח בשפע ותרכובות זרחן מוזרמות אליו במי שיטפונות. תאיה של הדונליאלה הם בעלי דופן לא קשיחה, ולכן התאים מסוגלים לקלוט מים ולאבד מים ולשנות את נפחם לפי התנאים האוסמוטיים במים. בתאי האצה נוצר ונאגר גליצרול בריכוז גבוה, אך הוא אינו פוגע בתהליכים המתקיימים בתא. הגליצרול שבמי הים מקורו בתאי האצה דונליאלה, מיעוטו כתוצאה מדליפת החומר מהתאים החיים ורובו מתאים מתים של האצות. האצה מסוגלת להתקיים בתחום רחב של מליחויות הודות לשינויים בריכוז הגליצרול בתאיה והדופן הלא-קשיחה של התא. כשהמליחות בים המלח הופכת לגבוהה מדי לקיומה של הדונליאלה, נעלמים תאיה במהירות ממימי הים ובד בבד נוצרים תאים בעלי דופן עבה, המסוגלים לשרוד תקופות ממושכות במצב לא פעיל, עד לזמן בו התנאים שוב מתאימים להתרבות האצה. תאים אלה השוקעים לתחתית הים נקראים תאי קיימא. כשהתנאים בבית הגידול מתאימים לכך מתפתחים תאי קיימא לאצות. הודות לחומרים המצויים בתאיה נחשבת האצה לבעלת סגולות מיוחדות ומשתמשים בה בתעשיית התמרוקים. החיידק הַלוֹרוּבּרוּם סוֹדוֹמֶנְסִי (Halorubrum sodomense) שייך לקבוצת חיידקים אירובים הלופיליים ממשפחת Halobacteriaceae. חיידק זה וחיידקים נוספים שבודדו מים המלח (Haloferax volcanii ו- Halobaculum gomorrense) הם הטרוטרופיים וגם הם מאכלסים בעיקר את השכבות העליונות של מי ים המלח. בתנאי גידול מסוימים מייצר ההלורוברום סודומנסי חלבון סגול (בקטריורודופסין) שבאמצעותו יכול החיידק לנצל את אור השמש כמקור אנרגיה. החיידקים ההלופיליים זקוקים לריכוז גבוה של יוני מגנזיום במים. למרות שחיידקים אלה חיים רק בסביבה שבה ריכוזי המלח גבוהים מאוד, יכולתם להסתגל לשינויים במליחות הסביבה מוגבלת. צבירת מלח (בעיקר אשלגן כלוריד KCl) בתאים בריכוז דומה ואף גבוה יותר מזה שבמי ים המלח מאפשרת לחיידקים אלה לשמור על הלחץ האוסמוטי בתאיהם. חלבוניהם של החיידקים הם בעלי מבנה מיוחד, המקנה להם יציבות בריכוזים גבוהים של מלח. השפעת הגורמים הא-ביוטים על קיום החיים בים המלח א. שינוי בריכוז המלחים במים כתוצאה מכניסת מי גשמים ושטפונות: עד לשנת 1979 היה ים המלח גוף מים משוכב – עשוי משלוש שכבות מים נפרדות, שבכל אחת מהן ריכוז שונה של מלח. השכבות נוצרו כתוצאה מהבדלים בצפיפות המים: צפיפות נמוכה בשכבת "מי השטח" העליונה (40 מ' עליונים) – הפחות מלוחה, צפיפות שעולה באופן הדרגתי בשכבת מעבר (בעומק של 40-80 מ') וצפיפות גבוהה בשכבה העמוקה (עומק גדול מ-80 מ') והמלוחה ביותר. בגלל האידוי הרב והירידה המתמדת במפלס הים, עלתה במשך השנים מליחותה של שכבת המים העליונה, עד שבפברואר 1979 הגיעה מליחות מי השטח לערך כה גבוה שהשתווה לזה של מי העומק וכתוצאה מכך נוצר גוף מים ללא שכבות ובו אין הבדל משמעותי בין ריכוז המלחים בעומקים שונים. כמות מי הגשמים והשיטפונות המגיעה לים המלח שונה בכל שנה. בדרך כלל מי הים מלוחים מאוד (כ-340 גרם מלחים לליטר) אולם, בחורף גשום מהרגיל, כאשר מגיעים לים מי שיטפונות רבים (כמו לאחר החורפים הגשומים במיוחד בשנים 1980 ו- 1991-1992) נוצר שוב שיכוב. עם חלוף הזמן, בעקבות אידוי רב ועליית ריכוז המלחים בשכבה העליונה של המים, השיכוב המחודש של מי ים המלח נעלם.
מסתבר, שנמצאו חיים בים המלח! ים המלח – האמנם ים המוות? המאמר המעובד והשאלות הוכנו לקראת האולימפיאדה השישית לביולוגיה עיבוד המאמר והכנת השאלות: עדנה בן שלמה, אורה הירש, רחל קסנר, אסתר שדלצקי* מבוא ים המלח שובר שיאי עולם: הוא נמצא בשקע עמוק במקום הנמוך ביותר בעולם (כ-400 מטר מתחת לפני הים) והוא גם מאגר המים הגדול המלוח ביותר בעולם. מליחות המים בים המלח גבוהה פי 10 מזו האופיינית לימים גדולים ולאוקיינוסים (ריכוז המלחים בים המלח 34% ובים התיכון - 3.5%). ים המלח הוא אתר מיוחד וחשוב; מימיו משמשים לתעשייה (הפקת מינרלים), לתיירות נופש ומרפא (מעיינות חמים, בוץ ומים עם סגולות מרפא), בקרבתו אתרים רבים בעלי חשיבות תרבותית-היסטורית כמו מצדה והמערות שבהן נתגלו המגילות הגנוזות, וסביבתו מהווה בית גידול לצמחים ובעלי חיים ייחודיים. אף כי יש המכנים את ים המלח "ים המוות" חיים בו יצורים שהם חלק ממערכת אקולוגית מיוחדת ובה נרחיב במאמר זה. במשך אלפי שנות קיומו השתנה מפלס המים בים המלח באופן קיצוני (הים התייבש והוצף לסירוגין). בעוד שבתחילת המאה ה-20 הגיע מפלס ים המלח לשיא, הרי שבשלושים השנים האחרונות ירד המפלס בכ-25 מטר, ולאחרונה אף הואץ קצב הירידה במפלס. המפלס יורד בהתמדה במידה רבה כתוצאה מפעילות האדם סביבו: ניצול תעשייתי ארוך שנים, בעיקר על ידי מפעלי ים המלח המפיקים מינרלים ממימיו; מיעוט של משקעים באזור וצמצום ניכר בכמות המים המגיעה לים המלח מנהר הירדן; כיום רק 10% ממי הירדן מגיעים לים המלח והשאר מנוצלים להשקיה ולשימושים אחרים של האוכלוסייה לאורך הירדן. ירידת מפלס מי הים גרמה ליצירת בורות מסוכנים ("בולענים") באזור ולפגיעה בתעשייה, בתיירות ובמערכת האקולוגית המורכבת והמיוחדת בים המלח. פגיעה נוספת נגרמת כתוצאה מהזרמה של מי ביוב ביתי ותעשייתי אל ים המלח. בשנות השבעים של המאה ה-20 גובשה תכנית לביצוע "תעלת הימים", שאמורה הייתה להזרים מים מהים התיכון לים המלח, אך מסיבות שונות היא לא יצאה אל הפועל. לאחרונה מתרקם פרויקט "מוביל השלום", פרויקט משותף לישראל ולירדן שמטרתו הצלת ים המלח ובמסגרתו יוזרמו מי ים סוף לים המלח באמצעות תעלה או צינור. הפרויקט יתבצע רק לאחר שייערך סקר מקיף לבחינת ההשפעות הסביבתיות על האזור שבו תעבור התעלה ועל ים המלח. יש טוענים שבעקבות כניסת מי ים סוף תיווצר בשכבה העליונה של ים המלח שכבה של מים בעלת הרכב מלחים שונה מזה הקיים במי ים המלח. כתוצאה מכך ייפגעו סגולות המרפא של הים, על פניו עלולה להצטבר שכבה של מלחים קשיי תמס ואפשר שתופיע "פריחה" אדומה שהיא תוצאה של התרבות מיקרואורגניזמים המכילים צבענים אדומים, כל אלה עלולים לפגוע בתיירות הנופש והמרפא בים המלח. קודם להבנת השפעות אפשריות של פרויקט "מוביל השלום" על החיים בים המלח, חשוב להכיר את בית הגידול המיוחד הזה - בית גידול שהתנאים בו קיצוניים: מליחות גבוהה מאד, ריכוז גבוה במיוחד של יונים מסוימים בעיקר מגנזיום וסידן, טמפרטורה גבוהה (עד 35 מעלות על פני השטח) ועוצמת קרינה חזקה. תנאים אלה מאפשרים רק ליצורים בעלי התאמות מיוחדות להתקיים במי ים המלח. חיים בים המוות "ים המוות" הוא כינוי שניתן לים המלח בעבר, כשסברו שאין מתקיימים בו חיים. כבר בשנת 1936 בפרסומו של החוקר בנימין אלעזרי וולקני דווח כי בים המלח מתקיימים מיקרואורגניזמים ייחודיים המסוגלים להתקיים בריכוז מלחים הגבוה ביותר בעולם: אצה ירוקית וכמה מיני חיידקים אדומים אארובים ואנארובים הלופילים או הַלוֹטוֹלֶרַנְטִים . תוארו גם חד תאיים כגון אמבות וריסניות ולאחרונה הוזכרו גם פטריות הלופיליות והלוטולרנטיות. כיום, בעקבות הרעת תנאי הגידול בים (תהליך הייבוש ועלייה בריכוז המלחים) מספר המינים שניתן למצוא בו קטן מזה שהיה בעבר. המיקרואורגניזמים המתוארים בהמשך הם חלק מהיצורים המתקיימים בים המלח ולהם התאמות מיוחדות לחיים בתנאים הקשים השוררים בו. האצה החד תאית דוּנַלְיֶאלָה (Dunaliella parva). אצה פוטואוטוטרופית, שמצויה בריכוז גבוה בעיקר בשכבה העליונה של המים ("מי השטח") . הדונליאלה זקוקה לגידולה למלחי חנקן, גופרית וזרחן. תרכובות חנקן וגופרית קיימות במי ים המלח בשפע ותרכובות זרחן מוזרמות אליו במי שיטפונות. תאיה של הדונליאלה הם בעלי דופן לא קשיחה, ולכן התאים מסוגלים לקלוט מים ולאבד מים ולשנות את נפחם לפי התנאים האוסמוטיים במים. בתאי האצה נוצר ונאגר גליצרול בריכוז גבוה, אך הוא אינו פוגע בתהליכים המתקיימים בתא. הגליצרול שבמי הים מקורו בתאי האצה דונליאלה, מיעוטו כתוצאה מדליפת החומר מהתאים החיים ורובו מתאים מתים של האצות. האצה מסוגלת להתקיים בתחום רחב של מליחויות הודות לשינויים בריכוז הגליצרול בתאיה והדופן הלא-קשיחה של התא. כשהמליחות בים המלח הופכת לגבוהה מדי לקיומה של הדונליאלה, נעלמים תאיה במהירות ממימי הים ובד בבד נוצרים תאים בעלי דופן עבה, המסוגלים לשרוד תקופות ממושכות במצב לא פעיל, עד לזמן בו התנאים שוב מתאימים להתרבות האצה. תאים אלה השוקעים לתחתית הים נקראים תאי קיימא. כשהתנאים בבית הגידול מתאימים לכך מתפתחים תאי קיימא לאצות. הודות לחומרים המצויים בתאיה נחשבת האצה לבעלת סגולות מיוחדות ומשתמשים בה בתעשיית התמרוקים. החיידק הַלוֹרוּבּרוּם סוֹדוֹמֶנְסִי (Halorubrum sodomense) שייך לקבוצת חיידקים אירובים הלופיליים ממשפחת Halobacteriaceae. חיידק זה וחיידקים נוספים שבודדו מים המלח (Haloferax volcanii ו- Halobaculum gomorrense) הם הטרוטרופיים וגם הם מאכלסים בעיקר את השכבות העליונות של מי ים המלח. בתנאי גידול מסוימים מייצר ההלורוברום סודומנסי חלבון סגול (בקטריורודופסין) שבאמצעותו יכול החיידק לנצל את אור השמש כמקור אנרגיה. החיידקים ההלופיליים זקוקים לריכוז גבוה של יוני מגנזיום במים. למרות שחיידקים אלה חיים רק בסביבה שבה ריכוזי המלח גבוהים מאוד, יכולתם להסתגל לשינויים במליחות הסביבה מוגבלת. צבירת מלח (בעיקר אשלגן כלוריד KCl) בתאים בריכוז דומה ואף גבוה יותר מזה שבמי ים המלח מאפשרת לחיידקים אלה לשמור על הלחץ האוסמוטי בתאיהם. חלבוניהם של החיידקים הם בעלי מבנה מיוחד, המקנה להם יציבות בריכוזים גבוהים של מלח. השפעת הגורמים הא-ביוטים על קיום החיים בים המלח א. שינוי בריכוז המלחים במים כתוצאה מכניסת מי גשמים ושטפונות: עד לשנת 1979 היה ים המלח גוף מים משוכב – עשוי משלוש שכבות מים נפרדות, שבכל אחת מהן ריכוז שונה של מלח. השכבות נוצרו כתוצאה מהבדלים בצפיפות המים: צפיפות נמוכה בשכבת "מי השטח" העליונה (40 מ' עליונים) – הפחות מלוחה, צפיפות שעולה באופן הדרגתי בשכבת מעבר (בעומק של 40-80 מ') וצפיפות גבוהה בשכבה העמוקה (עומק גדול מ-80 מ') והמלוחה ביותר. בגלל האידוי הרב והירידה המתמדת במפלס הים, עלתה במשך השנים מליחותה של שכבת המים העליונה, עד שבפברואר 1979 הגיעה מליחות מי השטח לערך כה גבוה שהשתווה לזה של מי העומק וכתוצאה מכך נוצר גוף מים ללא שכבות ובו אין הבדל משמעותי בין ריכוז המלחים בעומקים שונים. כמות מי הגשמים והשיטפונות המגיעה לים המלח שונה בכל שנה. בדרך כלל מי הים מלוחים מאוד (כ-340 גרם מלחים לליטר) אולם, בחורף גשום מהרגיל, כאשר מגיעים לים מי שיטפונות רבים (כמו לאחר החורפים הגשומים במיוחד בשנים 1980 ו- 1991-1992) נוצר שוב שיכוב. עם חלוף הזמן, בעקבות אידוי רב ועליית ריכוז המלחים בשכבה העליונה של המים, השיכוב המחודש של מי ים המלח נעלם.