להתחיל את החיים מבראשית
התפרצות וולקנית אדירה החריבה את החיים באי האינדונזי רקאטה, ומחתה את החיים על פניו. אולם ההרס התברר כבעל פוטנציאל מחקרי, כאשר האי המעוקר הפך מיד למעבדת שדה ענקית, בה אפשר ללמוד על אופן האכלוס של יצורים ואודות תפוצתם על פני האדמה
ב-27 באוגוסט 1883 התרחשה התפרצות וולקנית
שטלטלה את העולם: האי האינדונזי רקאטה (Rakata) התפוצץ בעוצמה אדירה ונקרע לגזרים. בסדרה של התפרצויות שנמשכו עד עשר בבוקר, נזרקו לאוויר 25 ק"מ מעוקבים של סלעים, ונפלטו עשן ואפר לגובה של 80 ק"מ. היה זה הרעש המחריד ביותר שידעה ההיסטוריה, והדי ההתפוצצויות נשמעו אף במרחק של 3500 ק"מ משם. גלי הלם חזקים שהתפשטו באטמוספרה, הדהדו סביב כדור הארץ במשך שבע פעמים בחמשת הימים הבאים. גלי צונאמי ענקיים מחו 297 כפרים מעל פני האדמה, והרגו 36 אלף איש. כשהתפזר העשן התברר כי שני שלישים מן האי נעלמו.
ארכיפלג קרקטואה (Krakatoa) המצוי במיצר סונדה, מרוחק כמה עשרות ק"מ מיאווה ומסומטרה. בשנת 1883 הוא כלל ארבעה איים. האי רקאטה היה הגדול מביניהם. הוא קרוי על שם הר הגעש שמצוי בדרומו. יש הקוראים לאי גם על שם הארכיפלג כולו. בעקבות ההתפוצצות כמעט נעלם כליל הר הגעש דנאן שהיה מצוי במרכז האי, ונותר ממנו איון בשם בוטסמנסרוטס. הר הגעש פרבואטן שהיה מצוי בצפונו נעלם לחלוטין. מן האי כולו נותרה רק פסגה מצופה באפר ובפומיס (אבן לבה ספוגית). גם האי לאנג נפגע וכך גם האי סרטואנג. האיון 'כובע פולני' נעלם ללא זכר. בשנת 1927 אירעה התפוצצות באותו מקום בדיוק שהשתרע בו רקאטה בעבר ונולד אי חדש. אולי משום כך העניקו לו את השם אנאק קרקטואה (ילדו של קרקטואה).
'פיצוץ קרקטואה' מחה בבת אחת את החיים מעל פני האי
כאשר התפוצץ האי בא גם הקץ על עולם קטן ומיוחד שהתקיים בו. לאחר ששקע האבק והלבה התקררה היו שרידיו של רקאטה מעוקרים, כפי שהיה בשעתו הסלע הקמאי שממנו נוצרה האדמה לפני דורות אינספור. באי לא נותר זכר לחיים כלשהם, לא לצמחים, לא לבעלי חיים, והדעות חלוקות אם שרדו לפליטה בתוך בקיעים מוגנים אי אילו שורשים, נבגים של פטריות, או מיקרואורגניזמים המצויים בקרקע.
לגבי המדענים היתה קטסטרופה טבעית ונדירה זו בבחינת הזדמנות דרמטית שאין כמוה. כמה זמן יעבור עד שהאי ישוב להיות משכן לקהילת בעלי חיים וצמחים? מה תהיינה צורות החיים הראשונות שיכו שורש במקום וכיצד הן תתפתחנה? האי המעוקר הפך מיד למעבדת שדה ענקית, שבה אפשר ללמוד על אופן האכלוס של יצורים ואודות תפוצתם על פני האדמה.
האכלוס מחדש של האי נעשה מן הים ומן האוויר כשרוב המתיישבים מגיעים מיאווה ומסומטרה. תשעה חודשים בלבד לאחר ההתפוצצות, מצא בוטנאי שביקר באי רק יצור אחד - עכביש בודד אשר טווה לשווא את רשת קוריו כדי ללכוד טרף שלא היה קיים כלל. קרוב לוודאי שחרקים ועופות היו בין ראשוני המבקרים ברקאטה, ואילו יצורים אחרים השתקעו בו רק כאשר הצמחים החיוניים לקיומם כבר נמצאו באי.
אצות ירוקות-כחלחלות שנישאו ברוח, התפשטו במהירות ויצרו מצע שבתוכו החלו להנץ ולהתפתח נבגים מיקרוסקופיים של טחבים ושרכים, וזרעונים קלי משקל של צמחים כגון האמיליה והוודליה. גם כל אלה הגיעו אל האי באמצעות הרוח. כעבור שלוש שנים בלבד מן ההתפרצות כבר נמצאו בו 11 מינים של שרכים ו-15 מיני צמחים בעלי פרחים. אכלוס מחודש ופתאומי זה נתרחש הודות לקרקע שככל שהלכה ונעשתה פורייה יותר כך התבססו בה יותר מיני צמחים.
עוד בנושא אקולוגיה וסביבה
כוכבי הים שאוכלים את איי האלמוגים
יהודה בלו
תושבים באיי אלמוגים אחדים חשו כי האי עליו הם שוכנים, הולך ונעלם מדי שנה בשנה. בתחילה לא היתה ברורה הסיבה, ולפיכך הוזמנו ביולוגיים ימיים כדי לגלות הכיצד נעלמים האלמוגים. אלה מצאו אוכלוסיות עצומות של כוכבי ים, אשר ניזונו מן האלמוגים המרכיבים את האיים
בשנת 1896 כוסו הצלקות של ההתפרצות הוולקנית בשכבה של צמחייה ירוקה. באמצעות הרוח הגיעו אל האי זרעים של קנה סוכר ופה ושם התפתחו בו בצורה אקסטנסיבית. אף הזרעים הזעירים של הסחלבים העדינים הסתייעו ברוח, והצליחו למצוא לעצמם תשתית מתאימה. ארבעה מינים מהם החלו לצמוח באי. האפשרות שזרעים ירדו על פניו של אי אינה עניין למקרה לבדו. כאשר זרם אוויר מתנגש עם רכס הררי ונדחף כלפי מעלה, גוברת ההתעבות של אדי המים בתוכו. זרעים, נבגים וחלקיקים אחרים המרחפים באוויר הם נקודות מוקד לעיבוי, ולפיכך הם מתכסים בטיפות מים. אלה מעלות את משקלם של הגופים הזעירים ומחישות את נפילתם ארצה. למעשה, הרוחות נשאו עימן כ-32 אחוזים ממיני הצמחים שהתנחלו באי עד ימינו.
60 אחוזים נוספים ממיני הצמחים באי הגיעו אליו באמצעות זרמי האוקיינוס. אגוז הקוקוס, למשל, מותאם היטב למסע הימי. יש לו קליפה חיצונית קשה, רקמה סיבית קלה המסייעת לו לצוף על פני המים, ומעטפת של דונג שמטרתה למנוע חלחול של מים מלוחים לתוך האגוז פנימה. זרעים של עצים כמו ברינגטוניה וקזוארינה שנישאו במי הים, הושלכו אל מעבר לקו הגאות והחלו לגדול לאורך החופים. כך גם זרעי עץ הקאלופילום שנסחפו אל החוף והשתרשו בו. זרעי שיח הטורנפורטיה והלפופית הגיעו אל האי עם סחופת ימית.
תאנה ופפאיה הובאו אל האי על ידי ציפורים שניזונו מן הפירות הללו במקומות אחרים, והפרישו את זרעיהם באי רקאטה. גם בעלי חיים קטנים שנצמדו אל נוצותיהן של הציפורים הוסעו אל האי. אצל ציפורים מאזורים לחים מצטבר, על פי רוב, בוץ מסביב לרגליהם ובתוכו מצויים זרעים. עד ימינו העבירו בעלי חיים דוגמת ציפורים, חרקים ויצורים בעלי כושר שחייה 8 אחוזים ממיני הצמחים הקיימים באי.
25 שנים, 263 מינים
עשרים וחמש שנים לאחר ההתפרצות כבר הצליחו 263 מינים שונים של בעלי חיים למצוא חזרה את דרכם אל האי. היו אלה בעיקר חרקים, אולם גם 16 מינים של עופות, שני מיני זוחלים וארבעה מינים של חלזונות יבשה. ברבות הזמן הגיעו אל האי זוחלים נוספים. שחיינים מעולים כמו החנק והכוח עשו זאת בכוחות עצמם, אך מרביתם כגון שממיות, חרדונים וחומטים, הגיעו אליו על גבי סחופת ים צפה שאליה נצמדו, אם בצורת ביצים או בחיים. מנגנוניהם הפיסיולוגיים של הזוחלים מאפשרים להם להתקיים תקופות ממושכות בהיעדר מזון או מים מתוקים, וכך הם עשויים לעבור מרחקים גדולים.תוך חמישים שנה שוקם האי כמעט לחלוטין. יער צעיר ועבות כיסה אותו, ומאות מינים שונים של יצורים התבססו בו. בשנת 1933 כבר דווח על 271 מיני צמחים, 47 מינים של חולייתנים ובהם 31 מיני ציפורים, כמה מינים של עטלפים ואפילו שני מינים של חולדות. דומה כי כיום החיים באי עשירים ומשגשגים, אולם עדיין רחוקים מלהגיע למצב של שיווי משקל ביולוגי. גם לא כל היצורים שהתקיימו בעבר באי כבר שבו אליו. אף קשרי הגומלין שבין המינים השונים טרם הגיעו למצב של איזון. החולדות, למשל, עלולות בשנים מסוימות להתפשט יתר על המידה, ואילו בשנים אחרות קשה למצוא אפילו חולדה אחת.
ביוגיאוגרפיה של איים
בעקבות המעקב אחר השתנות הרכב המינים באי רקאטה, ועל בסיס תצפיות חשובות באיים נוספים, פיתחו רוברט מק'ארתור (Robert MacArthur) ואדוארד ו'ילסון (Edward Wilson) תיאוריה בשם "ביוגיאוגרפיה של איים". שני החוקרים הבחינו כי עצם הגעתו של מין מסוים אל האי אינה מבטיחה כלל את הישארותו בו. כך למשל, מין של נחש פיתון שנרשם בסקר שנערך בשנת 1933 לא נצפה שוב בשנת 1985, או ינשופים ושרקרקים שהגיעו לאי רקאטה בשנת 1919 נרשמו גם בשנת 1985, בשעה שמינים שהגיעו לפניהם כמו בולבול ומין של חנקן נעלמו מן האי. לפיכך העלו הם את הרעיון שעושר המינים באי הינו תוצאה של שיווי משקל דינמי בין שני תהליכים המתרחשים בד בבד: מחד, התנחלות מתמדת של מינים חדשים, ומאידך, היעלמות מתמדת של מינים קודמים.
שני החוקרים הציעו שלושה דגמים לפיזורם של מינים באיים:
- מספר המינים באי מייצג נקודת שיווי משקל בין קצב ההתנחלות של המינים לבין היעלמותם, וזאת בלי כל קשר ליחסי הגומלין בין המינים ולדרישות התזונתיות שלהם. בנקודת שיווי משקל זו יתייצב מספרם בכל פעם שיסטה ממנה. ו'ילסון ומק'ארתור הסתמכו על כך שמספר המינים באי רקאטה נותר כמעט תמיד קבוע, אף שזהותם של המינים עשויה להשתנות. בשנת 1919, למשל, הגיע מספר מיני הציפורים באי ל-31, ומספר זה נותר קבוע, אף שמינים מסוימים נעלמו ואחרים הופיעו במקומם.
- ככל שהאי מרוחק יותר מהיבשת כך יש בו פחות מינים. הסיבה לכך היא שמינים רבים משוללים יכולת הגעה למרחקים ניכרים. משום כך, באיים מרוחקים מאד מן היבשת יימצאו, בדרך כלל, מינים בעלי יכולת הפצה טובה.
- ככל שהאי גדול יותר כך מספר המינים המצויים בו יהיה רב יותר. ו'ילסון ומק'ארתור הסתמכו בכך על ההנחה שגודלן של אוכלוסיות נתון דרך קבע לעליות ולירידות, כתוצאה מגורמי אקראי רבים ושונים, ולכן ככל שהאוכלוסייה גדולה יותר, כך גדלים סיכוייה לשרוד חרף התנודות. לעומת זאת, באיים קטנים קיים סיכוי גדול יותר להיעלמותו של מין נתון, שכן האוכלוסייה של אותו מין הינה קטנה יחסית, ולכן הסיכוי להיעלמותה בנסיבות מקריות הוא גבוה למדי. כמו כן, קיימת הנחה שמינים רבים מגיעים לאי כתוצאה מאירועי אקראי, ולפיכך, ככל שהאי גדול יותר כך עולים הסיכויים שמינים רבים יותר יזדמנו אליו.
הדגם השלישי שהציעו ו'ילסון ומק'ארתור נתקל בביקורתו החריפה של דייויד לאק (David lack), שחקר בעצמו את הביולוגיה של איים. הוא טען כי איים קטנים נושאים מינים מעטים רק משום שמספר בתי הגידול שעליהם קטן. כדוגמה לכך ציין כי בים הקריבי ישנם איים בעלי גודל דומה ומרחק דומה מהיבשה, אך מספר מינים השוכנים בהם שונה למדי ותלוי בפני השטח: באיים הרריים מצויים מינים רבים יותר של ציפורים מאשר באיים המישוריים, כיוון שעל פני איים הרריים שורר מגוון אקלימי גדול יותר מאשר על פני איים מישוריים, ולכן מגוון בתי הגידול נמצא מתאים למינים רבים יותר של ציפורים.
כמו כן, נטען כי מספר המינים תלוי גם במינים עצמם המאכלסים את האיים, ולא רק בפני השטח או במימדיו. עבור ציפורים, למשל, סביר כי תוספת מיני צמחים מסוימים תעלה את האפשרות לקיומם של יותר מיני ציפורים. אם צמחים שחביבים על ציפורים ישתכנו באיים קטנים, יהיה עושר המינים בהם גדול יותר מאשר באיים גדולים שהצמחים הללו כלל אינם מצויים בהם.
אישוש התיאוריה על ידי ניסוי באיי מנגרובים
אדוארד ו'ילסון ותלמידו דניאל סימברלוף (Daniel Simberloff) ביקשו לאמת את תחזיות התיאוריה בניסוי מבוקר שערכו באיי מנגרובים זעירים במפרץ פלורידה. שיחי מנגרוב (Rhizophora mangle) יוצרים חורש הטבול במי חופי ים באזורים חמים, ומאפיינים אותם שורשי אוויר המזדקרים מן המים ומסייעים להם בנשימה. זוהי מערכת מאד הומוגנית מפני שמדובר במין צמח אחד. היא מקיימת חברות של פרוקי רגליים שונים: חרקים, עכבישים, סרטנים ועוד. שני החוקרים ביקשו, אם כן, לבדוק את קצב התנחלות של המינים באיים ואת קצב החילוף שלהם.
הבחירה באיי מנגרובים נעשתה משני שיקולים: ניתן לשנות ולבקר את גודלם. כמו כן, מגוון טיפוסי בתי הגידול שבאיים נקבע אך ורק על פי מורפולוגית הצמחים: ענפים מתים וחלולים, פרחים, סדקים בקליפות הגבעולים, שורשים, פירות, עלים. אי לכך יהא מספר טיפוסי בתי הגידול זהה הן באי קטן המכיל מעט פרטים של מנגרוב, והן באי גדול המכיל פרטים רבים יותר.
המחקר בוצע בשלבים הבאים:
- עריכת סקר מקיף של כל מיני היצורים המתקיימים באיים.
- הקטנת חלק מהאיים באמצעים מכאניים.
- פרישת אוהלי ענק וריסוס בקוטלי חרקים על מנת להשמיד את כל פרוקי הרגליים.
- מעקב מתמיד אחר אכלוסם מחדש של האיים.
מתוצאות הניסוי נתברר כי באיים שרוססו ולא שונה גודלם, התייצב מספר המינים לאחר כמחצית השנה והיה קרוב ביותר למספר שקדם לריסוס. עם זאת, הרכב המינים בכל אי השתנה. תוצאות אלו מאששות לפיכך את ההנחה הראשונה בתיאוריה שלפיה קיים שיווי משקל דינמי, שבו עושר המינים אינו משתנה אך הרכב המינים נתון לשינוי.
מתוצאות הניסוי נתברר גם כי באיים המרוחקים ביותר מהיבשת היה מספר המינים הקטן ביותר וקצב ההתנחלות באיים אלה היה הקטן ביותר. תוצאות אלה מאששות את ההנחה השניה בתיאוריה. כמו כן, נתברר כי מספר המינים באיים ירד כאשר הופחת גודלם. תוצאות אלה מאששות, כמובן, את ההנחה השלישית בתיאוריה שלפיה יש תלות בין גודל האי לבין מספר המינים שמצויים בו, ותלות זו אינה תלויה במגוון בתי הגידול.
עוד נתברר כי אומנם מיני היצורים שבו והתנחלו באיים, והיתה חזרה לנקודת שיווי המשקל המקורית. אולם, בשלבי ההתנחלות המוקדמים היתה עלייה מעבר לנקודת שיווי המשקל, ורק לאחריה חלה ירידה לרמתה הקודמת טרם הניסוי. נראה כי איים יכולים לשאת מספר גבוה של מינים כל עוד האוכלוסייה הכוללת שבהם קטנה מאד, אולם כשהאוכלוסיות כוללות כבר פרטים רבים, הרי שתחרות וטריפה גורמות להיעלמותם של כמה מינים מכל אי ואי.
לקריאה נוספת:
Simon Winchester - Krakatoa: The day the world exploded. 2003
Edward Wilson & Robert MacArthur - The theory of island biogeography. 1967
Edward Wilson & Daniel Simberloff. 1970. Experimental zoogeography of islands. A two-year record of colonization. Ecology 51: 934–937
David lack - Island biology. 1976
לפנייה לכתב/ת 
מומלצים
