שונית מקרמיקה תסייע בשיקום הטבע
השונית המלאכותית יוצרה בטכנולוגיה של הדפסת תלת ממד והיא מותאמת לסביבה שלה
קבוצת חוקרים וחוקרות פיתחה שיטה להצלת שוניות האלמוגים, אוצר טבע נדיר הנמצא תחת איום בשל שינויי האקלים, העיור בקו החוף, זיהום וסכנות נוספות מיד אדם. שיטה זו מתמקדת ביצירת פתרון מלאכותי המותאם לסביבה על בסיס ידע שנאסף ממנה.
החוקרים מאוניברסיטת בר-אילן וממוסדות אקדמיים נוספים בישראל שילבו מספר אלמנטים מרכזיים להבנת בית הגידול בשוניות האלמוגים: ביולוגיה מולקולרית, טכנולוגיית תלת-ממד והדפסת תלת-ממד. הפיתוח החדש מייצר דגמים המבוססים על המבנה הטבעי של שוניות האלמוגים באילת.
צוות המחקר כולל את פרופ׳ אורן לוי והדוקטורנטית נטלי לוי מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת בר-אילן, פרופ׳ עזרי טרזי ועופר ברמן מהטכניון, פרופ׳ טלי טרביץ והדוקטורנט מתן יובל מאוניברסיטת חיפה, ופרופ׳ יוסי לויה מאוניברסיטת תל אביב.
"חקר השיטות לשימור המגוון הביולוגי של שוניות האלמוגים הוא נושא מרכזי בעולם, אך יש צורך דחוף להשקיע בטכנולוגיה שיכולה לשדרג את המערכת האקולוגית ואת הבנת הסביבה הימית של השוניות," הסבירה נטלי לוי. תהליך העבודה מתחיל מצילומים תת-ימיים של השוניות. מהמידע החזותי מורכב מודל תלת-ממדי של הריף בדיוק מרבי של גודל וצורה. אלפי תמונות צולמו ונשלחו למעבדה כדי לחשב את המורכבות הצורנית של השונית המעודדת התפתחות של מגוון מינים. בשלב הבא משתמש צוות המחקר בשיטה מולקולרית לאיסוף מטען גנטי סביבתי, המספק נתונים מדויקים על השונית כגון מיני האורגניזמים החיים בה. נתונים אלה ורבים אחרים מוזנים לאלגוריתם של טכנולוגיית התלת-ממד ומאפשרים לבנות מודל אינטראקטיבי של השונית ולעצבו בהתאמה מדויקת לסביבה הייעודית. השלב השלישי הוא ייצור השונית בהדפסה תלת-ממדית.
חלקי השונית מיוצרים מקרמיקה מיוחדת הנטמעת בטבעיות בין שוניות האלמוגים ומספקת את צרכי הבניה והשיקום האידיאליים ביותר עבור האזור הנפגע, או להקמת מערך שוניות חדשות כבסיס להמשך המארג הביולוגי. ״הדפסה תלת-ממדית בחמר טבעי מאפשרת ליצור מורכבות גבוהה וגיוון צורני בין יחידה ליחידה, שאינם אפשריים באמצעים הרגילים של ייצור בתבנית,״ הסביר פרופ׳ עזרי טרזי.
המחקר משלב אלגוריתמיקה של סריקת תלת-ממד יחד עם סריקת DNA עם אלגוריתם של הדפסה, המאפשר בדיקה מעמיקה ומדויקת של הנתונים מכל שונית בעולם והתאמת המודל המודפס לסביבה הספציפית הנחקרת. האלגוריתם מאפשר גם היזון חוזר של הנתונים לבדיקת רמת האפקטיביות של העיצוב לאחר הטמעתו בשונית.
"השוניות המלאכותיות הקיימות מתקשות להיות מצע אטרקטיבי לעושר הביולוגי של בעלי החיים והצומח בשונית האלמוגים. אנו מציגים שילוביות חדשה של טכנולוגיה הניתנת להתאמה אישית לאתר ייעודי תוך שימוש בנתונים בזמן אמת, שנאספו מהמערכות האקולוגיות של האלמוגים," הדגישה לוי. "השימוש בהדפסה תלת-ממדית מאפשר חופש פעולה נרחב במציאות פתרונות מבוססי אלגוריתם והטמעה של ייצור בר-קיימא לפיתוח שיקום ימי בקנה מידה גדול," הוסיף עופר ברמן.
לדברי החוקרים והחוקרות, פיתוח מבנה וחומר אטרקטיביים לגיוס דגים, בעלי חיים, אלמוגים וצמחים תומכים בגדילה של שוניות טבעיות באזורים חדשים. מכאן נולד הצורך ליצור מבנים ייחודיים המשחזרים את המורכבות הטבעית של שונית האלמוגים הן בגודל והן בעיצוב בצורה יעילה ומהירה. צוות המחקר מתקין כמה פיילוטים של שוניות מודפסות מסוג זה במפרץ אילת כדי לבחון את התוצאות וליישמן במקומות נוספים בעולם.
כתבה: שחר שלוח