זרעים למען העתיד
זמן קצר לאחר פלישת המחבלים הגדולה לישראל ב-7 באוקטובר 2023, והתגובה הצבאית של ישראל אליה ברצועת עזה ובגבול הצפון, היו כבר מי שחשבו על שיקום נזקי המלחמה. לא מדובר רק בנזקים לנפגעים ולמפונים בני האנוש, אלא גם לצמחים שבית הגידול שלהם נהרס. כלים כבדים שנוסעים בשטחי לחימה או פעילות צבאית אחרת דוחסים את האדמה ומונעים נביטה של הזרעים בתוכה. במקרים רבים גם נשפכים סולר או דלקים אחרים, ופוגעים קשות ביכולת השיקום הטבעית של הצמחייה. מי שנחלצו לעזור היו אנשי בנק הזרעים במכון וולקני, או בשמו הרשמי יותר “בנק הגֵנים הלאומי”. אנשי צוות של הבנק אספו צמחים באזורי הפעילות הצבאית ושימרו את הזרעים שלהם, כדי שבבוא העת יהיה אפשר להחזיר אותם לבית הגידול ולאפשר להם לשגשג שם.
בנק הגנים במכון וולקני, מכון המחקר של משרד החקלאות, החל לפעול לפני שנים רבות. לפני כשני עשורים הוחלט בשיתוף עם יד הנדיב להפוך אותו למאגר זרעים לאומי, או בשמו הרשמי עוד יותר "המרכז למשאבים גנטיים ואיכות זרעים". "הוא הוקם כדי לשמר צמחים גם כבסיס למחקר, גם כדי לאפשר שיקום אקטיבי של שטחים שנפגעו, גם לצורך ביטחון תזונתי וגם כדי שהדורות הבאים יוכלו להנות מהצמחים כפי שאנו נהנים מהם", הסבירה מנהלת המרכז, ד”ר עינב מייזליש גתי, לאתר מכון דוידסון. "ישראל עוברת תהליכי עיור מהירים, מבנים, נתיבי תחבורה ושטחים חקלאיים תופסים יותר שטח על חשבון המגוון הביולוגי הטבעי. מתוך כ-2,500 מינים של צמחי בר בישראל, כרבע מצויים בסכנת הכחדה או מוגדרים ‘מין מאוים'".
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
האיש שפתח לישראל את הדלת לחלל
מיטוכונדריה: לא רק תחנת כוח
מחלות ללא גבולות: קדחת באפריקה, חצבת בכל מקום
מה זה ערוד? שטיפת מוח מדעית
שימור זרעים של צמחי בר הוא הרבה יותר מאשר רק איסוף. חלקי הצמחים מגיעים לבנק בקריה החלקאית בראשון לציון מבוטנאים שאוספים אותם בשטח. שם מומחים מגדירים אותם, לוודא שאכן מדובר במין הרלוונטי, ומפרידים מהם ידנית את הזרעים. חלק מהזרעים מועבר לשימור, וחלק אחר הולך להנבטה.
12 צפייה בגלריה
חלק מהעבודה הוא חקר הזרעים ומציאת הדרכים האופטימליות להנביטם ולגדל את הצמחים. זרעים של שלשון החוף (Trisetaria koelerioides) על צג הבינוקולר (מכשיר הגדלה) במעבדות בנק הגנים
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
“לא מספיק לאסוף את הזרעים. חלק מהעבודה הוא למצוא את הדרכים הטובות להנביט אותם ולגדל אותם. חלק מהפרויקט בשיקום העוטף הוא לכתוב פרוטקולים להנבטה וגידול של הצמחים, ולגדל אותם גם כדי שיהיו לנו עוד זרעים להשיב לטבע, לשימור ובמידת הצורך לגידול עוד צמחים”. בסופו של דבר, היא הדגישה, הרעיון הוא לא רק לשמר את הזרעים אלא גם את האפשרות לגדל אותם בבתי הגידול המתאימים להם, שם הם יכולים להתאים עצמם לסביבה המשתנה.
ביטחון תזונתי וזיהום סביבתי
אחת הדוגמאות לשימור צמחים בסכנת הכחדה חמורה היא המקרה של לשון שור נגבית (Hormuzakia negevensis), שיח רב שנתי נמוך בעל פרחים סגולים שגדל רק בישראל, וליתר דיוק רק במישור ימין, לא רחוק מדימונה. בפרויקט משותף עם רשות הטבע והגנים וגופים נוספים, אספו החוקרים צמחים מהשטח, ומומחית האקלום סימה קגן הרבתה אותם באמצעות ייחורים. “בהמשך הצלחנו לפענח את ההנבטה, וליצור בעזרת הזרעים עוד אוכלוסיות, שהשבנו לגן הלאומי ממשית, וצמחים שיושבו למישור ימין”, סיפרה מייזליש גתי. “אנו גם מגדלים אלפי זרעים לפיזור בשטח”.
דוגמה נוספת ליכולות של בנק הגנים ולחשיבותו התקבלה ממש לאחרונה. במהלך מלחמת “שאגת הארי” מצאו אנשי שמירת טבע כמה צמחי פּוּמָה פרסית (Hueblia calycina) בהרי ירושלים. הצמח הקטן והנדיר לא נראה בישראל מאז 2007. אנשי בנק הגנים קיבלו פרטים אחדים מהצמח, וממש בימים אלה הצליחו להעמיד דור חדש שלו בעזרת הפרייה ידנית ומעקב מדוקדק אחר תנאי גידולו.
למדינות רבות בעולם יש בנקי זרעים, כל אחת לפי יכולותיה. יש גם בנק זרעים עולמי שהוקם ב-2008 בסבלבארד (Svalbard), באחד האיים הצפוניים של נורווגיה. המקום נבחר בשל האקלים הקר, סיכון נמוך לרעידות אדמה והגנה מהצפה אם פני הים יעלו, והוא מאחסן זרעי צמחים מכל העולם. אבל בשונה מהבנק הישראלי, וממוסדות אחרים בעולם, הבנק העולמי הוא רק כספת, ואין לו צוות מחקרי. בנק הגנים הישראלי פועל על פי המודל של בנק הזרעים של גני קיו (Kew), הגנים הבוטניים המלכותיים של בריטניה, שם מאוחסנים יותר מ-2.5 מיליארד זרעים של יותר מ-40 אלף מיני צמחים, וגם נעשה מחקר רב.
היכולות של הצוות המחקרי בבנק הגנים הישראלי נקראו לשימוש לא שגרתי לאחר דליפת הנפט בשמורת עברונה בערבה ב-2014. "אחרי הדליפה פיתחנו מבחנים ביולוגיים עם זרעים מהמאגר שלנו, כדי לבדוק מתי הם יוכלו לצמוח שם שוב, ולאיזו רמת ניקיון של הקרקע יהיה צריך להגיע כדי לשקם את הצמחייה", אמרה מייזליש גתי. "למרבה הצער ראינו שצמחי בר, כמו קֶדֶד, חומעה ורודה או חלמית רגישים מאוד לזיהום, וכך גם גידולים חקלאיים כמו פלפל, עגבניה ומלפפון. הראינו כי צמחים בעלי זרע קשה ואטום, כמו עצי שיטה, יכולים לנבוט כי הנפט פחות חודר לזרע עצמו, אבל אחרי שהם נובטים, שרידותם נמוכה".
12 צפייה בגלריה
הצליחו ליצור ולהשיב לטבע אוכלוסיות חדשות של צמח נדיר במיוחד, בסכנת הכחדה. צמח של לשון שור נגבית שגידלו אנשי בנק הגנים
(צילום: תומר פארג', בנק הגנים, מכון וולקני)
בנק הזרעים מיועד בין השאר לשימור צמחים חקלאיים והמגוון הגנטי שלהם, אך בשנים האחרונות מתמקדים בבנק בבנייה שיטתית של אוסף צמחיית הבר בישראל, שנועד לשמר את המגוון הגנטי שלה, וכבר כולל כ-10,000 דוגמאות - כחמישית מדוגמאות הזרעים במאגר. צמחיית הבר נועדה לא רק לשימור הטבע, אלא גם להבטחת ביטחון תזונתי. "כ-300 מינים של צמחי בר בישראל קרובים מאוד לצמחים שגידולים חקלאיים בויתו מהם, כמו גזר, סלק וחרדל", הסבירה מייזליש גתי. "יש קרובים רחוקים יותר, שעם הטכנולוגיות המתאימות אפשר להתאימם לחקלאות".
למען הדורות הבאים
כל צמח או חלק מצמח שמגיע לבנק מוגדר, מסווג ומקבל מספר סידורי שילווה אותו אל הנצח. אחרי שמפיקים ממנו את הזרעים, הם נארזים בשקיות נייר ומועברים לייבוש בחדר בעל בקרת לחות קפדנית. אחרי שלושה חודשים שם הם נארזים באריזה כפולה של שקיות אטומות כסופות. אלה החליפו בשנים האחרונות את צנצנות הזכוכית שבהן אוחסנו זרעים עד אז. השקיות אטומות יותר, לא שבירות ובעיקר - תופסות פחות מקום, מה שמאפשר לאחסן הרבה יותר זרעים. השקיות מועברות למרתף הקירור הממוגן והחשוך, שם הם יישמרו לדורות הבאים. כיום כבר שוכנות במאגר הזה כ-50 אלף דוגמאות, כמחציתן מחו”ל והשאר מישראל, רבות מהן באוסף צמחי הבר.
למרות חשיבותו הרבה של בנק הגנים, והיקף העבודה הרב, מדובר בפרויקט שמעסיק כעשרה עובדים בלבד. החשיבות ההיסטורית והסביבתית גם אינה משתקפת במראה הסגפני של המרתף האפלולי הקטן למדי, שבו טורים של מדפי מתכת אפרוריים מאכלסים קופסאות ובהן שקיות עם זרעים זעירים. שקיות שמכילות את הידע שנאצר ושוכלל במיליוני שנות אבולוציה, והוא ימתין שם לשעת צורך - מלחמה, זיהום, שינוי אקלים או סתם הרס של שטחי טבע פתוחים - בתקווה שיידעו לעשות בו שימוש נבון.
12 צפייה בגלריה
50 אלף דוגמאות בתנאים שמאפשרים לשמר אותן מאות שנים, למען הטבע והביטחון התזונתי. ד"ר עינב מייזליש גתי במרתף הקירור של בנק הגנים הלאומי
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
לדברי מייזליש גתי, עד כה שימרו בעולם בשיטות דומות זרעים למשך כמאה שנים, אבל נראה שבתנאים מיטביים אפשר לשמר אותם במשך כמה מאות שנים. במדינה כמו ישראל, שקצב האירועים בה מסחרר והחדשות של שנה מספיקות לחיים שלמים - זה בהחלט קרוב לנצח.
להציל את העגבניות
עגבנייה היא אחד המרכיבים המזוהים ביותר עם המטבח הים תיכוני, ובכלל זה הישראלי. סלט ירקות, שקשוקה, מטבוחה, ממולאים או דגים ברוטב אדום הם רק חלק מהמאכלים שהתפריט של ישראלים רבים אינו שלם בלעדיהם, והם עצמם אינם שלמים בלי עגבניות. מחקרים רבים גם מייחסים לעגבניות סגולות בריאותיות בזכות תכולה גבוהה של ויטמינים ונוגדי חמצון. אבל מה קורה כשהעגבנייה עצמה חולה? במקרה זה הפגיעה הקשה עלולה להיות לא אצל מי שאוכל אותה, אלא בכיסם של החקלאים שמגדלים אותה.
מחלות צמחים - חיידקים, פטריות נגיפים ועוד - גורמות לנזקים של מיליארדי דולרים בשנה בחקלאות העולמית. צמחים חקלאיים, שגדלים בצפיפות, בתנאים אופטימליים ועם מעט שונות גנטית הם גן עדן למחוללי מחלות כאלה, ועם השנים מתפתחות ומופיעות עוד ועוד מחלות. כמחצית ממחלות הצמחים שהתגלו בשנים האחרונות נגרמות מנגיפים. לאחת מהן, חמורה במיוחד, אחראי קרוב משפחה של נגיף ותיק שמכונה “פסיפס הטבק”, על שם אופי הנזק והצמח שבה התגלה, ומוכר יותר בשמו המקוצר Tobamovirus.
12 צפייה בגלריה
פחות צימוח, פחות פרי, ועגבניות עם כתמים וקמטים. ענפים ופירות של שיחי הגבניה שנדבקו בנגיף ToBRFV
(צילום: זיו שפיגלמן, מכון וולקני)
המין החדש של הנגיף התגלה ב-2014 בחממות עגבניות בישראל ובירדן, במחקר של אביב דומברוסקי ממכון וולקני. הנגיף פוגע בגדילה של צמח העגבניה, הצמחים מניבים פחות פרי, ועל העגבניות עצמן יש כתמים צהובים או חומים, שמונעים את שיווקן לצרכנים. הנגיף הזה מועבר במגע בין צמחים, ומכיוון שעגבניות הן צמחים עתירי עבודה ידנית, שדורשים הדליה (קשירה לחוטים או רשתות), גיזומים ועוד – ייתכן שעובדי הגידול עצמם, שנוגעים בצמח אחרי צמח, סייעו להעברתו המהירה. הוויריונים של הנגיף, כלומר הצורה שבה הם מתקיימים מחוץ לתא מאחסן, נשמרים בקרקע למשך זמן, עמידים מאוד, ומוכנים להדביק דור חדש של צמחים. הנגיף החדש קיבל את השם ToBRFV, ראשי תיבות באנגלית של תיאור הנזק שלו: “נגיף עגבניות הגורם לפרי חום ומקומט”. הוא התפשט בשנים האחרונות לאזורים רבים בעולם, מסין ואוסטרליה ועד מערב אירופה וארצות הברית, ופוגע קשות בגידולי העגבניות.
נגיף נולד
לצמחים אין מערכת חיסון נרכשת כמו שלנו, שלומדת לזהות גורמי זיהום חדשים ולתקוף אותם בעזרת נוגדנים, תאי T וזיכרון חיסוני. אבל יש להם מערכת חיסון מולדת, שהתפתחה במהלך האבולוציה שלהם לספק הגנה מפני מזיקים. אחד האמצעים לעשות זאת הם קולטנים בצמח שקושרים חלבונים מסוימים של נגיפים או גורמי מחלות אחרים, ומשבשים את תפקודם. קולטן כזה, בשם NLR, נקשר לחלבון שמסייע לנגיפי Tobamo להתפשט מתא לתא בצמח.
"מצאנו שחלבון התנועה של הנגיף החדש השתנה, וכך הוא התחמק מהקולטנים של הצמח והפך למגפה עולמית", הסביר למכון דוידסון ד”ר זיו שפיגלמן, חוקר במחלקה למחלות צמחים וחקר עשבים במכון וולקני. "היום אנו לוקחים את המערכת הזו, ומשנים את הקולטן של הצמח, כך שהוא יוכל לזהות גם את הנגיף החדש, ולהחזיר את העמידות שאבדה לו מפני הנגיפים האלה".
12 צפייה בגלריה
בדרך לייצר צמחי עגבניות עמידים בפני נגיף ToBRFV החדש והקטלני. זיו שפיגלמן וצמחי עגבניות בחממת מחקר במכון וולקני
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
שינוי הקולטן המסוים עומד בחוד החנית של המאבק בנגיף ToBRFV, אבל שפיגלמן ועמיתתו למחקר, ד”ר חגית האק, לא מסתפקים בכך. "אנו מנסים באמצעות עריכה גנומית של הצמח, לפגוע בגורמים שחיוניים להדבקה של הנגיף, ולהפוך את הצמח לעמיד בלי לפגוע בתפקודים אחרים שלו. הצלחנו לייצר צמחים בעלי רגישות מופחתת לנגיף. זו עדיין לא עמידות מלאה – אבל אנחנו בכיוון".
גילוי מוקדם
שפיגלמן מדגיש כי אף שאין סיבה מוצדקת לחשש מפני תוצרת מהונדסת בחקלאות, עריכה גנומית שונה מהנדסה גנטית. "אנחנו לא מחדירים לצמח גנים חיצוניים שגורמים לו לעשות משהו חדש עבורו, אלא עושים מוטציה מכוונת בגנים קיימים. אפשר לעשות את זה גם בשיטות מסורתיות של הכלאות וטיפוח, אבל זה ייקח יותר זמן ויהיה פחות מדויק. עריכה גנומית היא כלי בטוח, וגם הרגולטורים מתחילים להבין את זה, ומוצרים כאלה נכנסים בהדרגה לשוק".
כלי העריכה הגנומית, ובראשם טכנולוגיית קריספר (CRISPR), משמשים את שפיגלמן ועמיתיו גם לפיתוח כלים שמזהים את ה-RNA של הנגיף באתר הגידול בבדיקה פשוטה תוך 15 דקות, לפני שהצמחים מפתחים את תסמיני המחלה. "צמח שנדבק ב-ToBRFV מראה תסמינים רק אחרי עשרה ימים, בעוד שעם הערכה שלנו אפשר לגלות את הנגיף כבר שלושה או ארבעה ימים אחרי ההדבקה. אמנם אין טיפול לצמחים שנדבקו, אבל זיהוי מוקדם יכול לסייע לעצור את התפשטות הנגיף לכל אורך שרשרת התוצרת החקלאית: חברות זרעים, משתלות, מגדלים ומשווקים. הקמנו חברה שתפתח את השיטה הזו לייצור ערכת זיהוי מסחרית לגילוי מוקדם של הנגיף, ואנו בדרך לשם".
קבוצת המחקר של שפיגלמן היא רק אחת מהמעבדות במכון וולקני שמנסות למצוא דרכים להתמודד עם הנגיף הזה, כל אחת מכיוון אחר. כך למשל קבוצות המחקר של משה לפידות ואילן לוין מצאו קווי עגבניות עם עמידות טבעית לנגיף ToBRFV, בעוד הקבוצה של אביב דומברובסקי מפתחת פתרונות מכיוון הממשק החקלאי, כמו חיטוי קרקעות נגיעות בנגיף ופיתוח דרכים למניעת העברתו.
12 צפייה בגלריה
גילוי מוקדם לא יציל את הצמח, אבל יכול למנוע את התפשטות הנגיף לאורך שרשרת הגידול והשיווק של העגבניות. השוואה בין צמחי עגבניה באותו גיל, אחד שנדבק בנגיף (מימין) ואחד בריא
(צילום: זיו שפיגלמן, מכון וולקני)
"גידול עגבניות הוא ענף משמעותי מאוד בחקלאות הישראלית, ויש לו גם חשיבות לאומית כי 70 אחוז מהעגבניות בארץ מגדלים בעוטף עזה", סיכם שפיגלמן. "אני מקווה שהפיתוחים של מכון וולקני לא רק יסייעו לחקלאות הישראלית, אלא גם לענף העגבניות בעולם כולו, וימצבו את ישראל כמדינה שעוזרת לפתור את הבעיות של הגידול".
לגדל תפוחים במדבר
בניגוד לעגבניות, תפוחי עץ אינם נחשבים לגידול חקלאי אופייני לישראל. ויש לכך סיבה טובה: חם פה. תפוחי העץ, שמקורם בהרים הקרירים של מרכז אסיה, זקוקים למספר מסוים של מנות קור בחורף בשביל לפרוח היטב באביב, ולהניב פרי. "זה חלק מהמנגנון האבולוציוני שמונע מהם לפרוח מוקדם מדי בטעות", הסבירה לאתר דוידסון ד”ר יעל גרונוולד, שחוקרת במכון וולקני עצי פרי נשירים ואת התאמתם לשינויי אקלים.
תפוחי עץ בישראל מגדלים בגובה 600 מטרים מעל פני הים, בעיקר בגליל העליון וברמת הגולן ומעט בהרי ירושלים, כדי שיקבלו את מנות הקור הדרושות. אבל שינויי האקלים פוגעים בגידול התפוחים, לא רק בישראל אלא גם במקומות אחרים בעולם. לפני שנים רבות, באמצע המאה העשרים, פיתח אבא שטיין מקיבוץ עין שמר זן של תפוח בשם ענה, שיכול לגדול גם באזורים חמים יותר, כמו מישור החוף. החיסרון של הזן הזה הוא חיי מדף קצרים, לעומת תפוחים מזנים אחרים שיכולים להישמר חודשים ואפילו שנה בקירור. רוב ההתפוחים שאנו קונים ברשתות השיווק באים מאחסון ממושך, רובם בכלל מיובאים. רק בקיץ ובסתיו אפשר לקנות בישראל תפוחי עץ מקומיים טריים.
12 צפייה בגלריה
התוכנית מיודעת לפתח זנים חדשים של תפוחים, שיכולים לגדול באזורים חמים, ויניבו פירות טעימי עם חיי מדף ארוכים. יעל גרונוולד במטע התפוחים המוכלאים במכון וולקני
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
“תוכנית ההשבחה שלנו נועדה לפתח זני תפוחים חדשים, שאפשר לגדל באזורים עם פחות מנות קור על בסיס הכלאות של תפוחי ענה עם זנים אחרים, שיניבו תפוחים עם חיי מדף סבירים, ושגם יהיו טעימים ואטרקטיביים למראה”, הסבירה גרונוולד.
צריך סבלנות
גרונוולד, שהצטרפה רק לאחרונה למכון וולקני, ממשיכה את תוכנית ההשבחה שהתחיל ד”ר משה פליישמן ז”ל, ושנעשית בשיתוף פעולה עם ד”ר עומר קארין, חוקר במו”פ צפון ומכון מֵיגָל. המיזם התחיל עם כ-1,500 מכלואים של עצי ענה עם זני גולדן דלישס, גרני סמית ופינק ליידי. גידול עצים דורש סבלנות רבה, ורק אחרי 6-5 שנים אפשר לראות את פירותיו. מתוך המכלואים האלה נבחרו 8-7 זנים מבטיחים, וכעת גרונוולד וצוותה, עם שותפיהם מהצפון, בוחנים את העצים החדשים. “אנו בוחנים את ההכלאות ואת הגנטיקה של הזנים החדשים, את הטעם והאיכות של הפרי, והם בוחנים את כמות היבול, מועדי ההבשלה, נוחות הגידול, רגישות למחלות ועוד”.
בימים אלה מבשילים הפירות הראשונים לעונה החדשה של “זן תפוח חדש נולד” מדור נוסף של הכלאות, בהשתתפות כ-550 עצים שנמצאים בשלב קדם-מסחרי. גרונוולד ועמיתיה יבחנו את הטעם שלהם, ומאפיינים מדעיים יותר כמו קשיות הפרי, ריכוז הסוכר, גודל, משקל, צבע ועוד. “אם יהיה מספיק פרי, נעשה גם נסיונות ראשונים לאחסון ובדיקת חיי מדף. בשנה שעברה אחסנו תפוחים בקירור בסיסי, בלי התנאים המיוחדים שמשמשים באחסון מסחרי, והיו תפוחים שהחזיקו כך אפילו חודשיים”. במקביל הם עובדים עם אנשי מיגל על פיתוח פרוטוקול לאחסון ארוך טווח של התפוחים החדשים.
12 צפייה בגלריה
הכלאה בשיטה ידנית, של העברת אבקה מפרח לפרח. את הפרחים עוטפים ברשת כדי למנוע האבקה אחרת
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
הכלאות התפוחים נעשות בשיטה ידנית, כמו פעם. אוספים אבקה בזהירות מפרח אחד, מעבירים לפרח אחר ועוטפים את הפרחים ברשת כדי למנוע האבקות נוספות. במקביל, גרונוולד ועמיתיה מחפשים סמנים גנטיים בעצי התפוח שיעידו על קיום התכונות המבוקשות. “גידול עצים זו מלאכה ארוכה ויקרה. לכן אנו רוצים לפסול בשלב מוקדם עצים שאין להם את התכונות שאנו מחפשים”, היא הסבירה. “עריכה גנומית בעצי פרי היא מורכבת מאוד, אבל כדי שנוכל להשתמש בה ביום מן הימים, אנו צריכים להכיר היטב את הגנים, ואת זה אנו עושים כעת”.
“אם יהיו לנו זנים חדשים, שיאפשרו לגדל תפוחים טובים באזורים ים תיכוניים, ואפילו מדבריים, יהיה לזה שוק ענק. נוכל למשל לאפשר למדינות ערב לגדל תפוחי עץ במקום לייבא, וגם בארץ נוכל לגדל הרבה יותר תפוחים, ולהנות מתפוחים טריים ומקומיים ברשתות השיווק”, אמרה גרונוולד. “אי אפשר להשוות טעם של תפוח טרי לכזה שאוחסן כמה חודשים. יתרה מכך, בגלל שינויי האקלים, אזורים מסורתיים לגידול תפוחים כמו עמק החולה או דרום הגולן כבר אינם קרים מספיק, והזנים שלנו יוכלו לפתור את הבעיה”.
12 צפייה בגלריה
אם נצליח לפתח זני תפוחים שגדלים באזורים ים תיכוניים או מדבריים, יש לזה שוק ענק. אחד התפוחים הצעירים על העצים המוכלאים במטע הניסויים של מכון וולקני
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
ליטרים של חיידקים
כשחושבים על גידולים חקלאיים, רובנו מדמיינים עצי פרי כמו התפוחים של יעל גרונוולד, חממות של ירקות כמו העגבניות של זיו שפיגלמן, או שדות דגן מאופק ועד אופק. אבל לפעמים הגידול החקלאי הוא הרבה יותר קטן, אם כי לא פחות חשוב. במרכז לאגרוטכנולוגיה מיקרוביאלית שהוקם לאחרונה במכון וולקני, מגדלים… מיקרובים. בעיקר חיידקים ופטריות.
“לחיידקים ולמיקרואורגניזמים אחרים יש שימושים רבים בחקלאות. חלקם חיים בסימביוזה הדדית עם צמחים, כמו פטריות קרקע שמספקות להם חומרים חיוניים; אחרים מסייעים לצמח בהתמודדות עם מזיקים או עם תנאי סביבה מאתגרים כמו יובש; יש חיידקים שמפרקים מזהמים ומנקים קרקעות, וכאלה שמפחיתים פליטה של גזי חממה משדות חקלאיים, כמו חנקן דו חמצני שהוא גז חממה חזק מאוד”, הסביר ד”ר אור שפירא, חוקר במחלקה למדעי המזון במכון וולקני, וראש המרכז לאגרוטכנולוגיה מיקרוביאלית.
12 צפייה בגלריה
לצלוח את "עמק המוות" שבין ניסויים מוצלחים בקנה מידה מעבדתי, לייצור כמות מספיקה לניסויי שדה, ובהמשך לייצור מסחרי. אור שפירא ויבגניה אוסטרוב ליד אחד ממכלי ההתססה במרכז לאגרוטכנולוגיה מיקרוביאלית
(צילום: איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי)
המרכז הקטן הוקם כדי לסייע לחוקרים במכון – ובהמשך גם במוסדות אחרים – למסחר טכנולוגיות שהם מפתחים. “יש הרבה פרויקטים שמצליחים במעבדה. למשל גידול חיידקים שמגינים על צמחים מזיהום פטרייתי. אבל כשרוצים לגדל את החיידקים בכמות מסחרית, זה לא מצליח, או שזה יקר מאוד לעשות בחברה פרטית. אחד מצווארי הבקבוק הוא ייצור כמות מספקת של המיקרואורגניזמים לניסויי שטח ראשונים של המוצר, והמטרה שלנו היא לאפשר לחוקרים לעשות את זה כאן, בעלות מינימלית, ולצלוח את ‘עמק המוות’ הזה בדרך לפיתוח מסחרי”, אמר שפירא לאתר מכון דוידסון.
נבגים ורעלנים
המרכז, שהחל לפעול ב-2024, כולל ארבעה פרמנטורים (מיכלי תסיסה) שבכל אחד מהם אפשר לגדל חמישה ליטרים של חיידקים, פטריות, נגיפים ואפילו נמטודות, במגוון רחב של תנאים. “כל לקוח שבא אלינו מסביר את הצרכים שלו, ואנו עוזרים לו לעשות אופטימיזציה של התהליך, לעבור מסדר גודל של מבחנה למיכל תסיסה גדול, ולעשות את זה בתהליך מבוקר ומותאם למה שהוא צריך”, הסבירה ד”ר יבגניה אוסטרוב, מומחית הפרמנטציה. בשלבים הבאים אמורות לקום במרכז יחידת פורמולציה, לשימור התוצרים בצורה יציבה שאפשר לפזר בשטח, כמו אבקה או גרגירים; ויחידת HTS – סריקה בתפוקה גבוהה, שתאפשר לחוקרים להריץ במקביל ניסויים רבים לבחירת התוצר האופטימלי.
אחד הפרויקטים הראשונים במרכז החדש הוא של ד”ר משה שמש מהמכון לחקר תוצרת חקלאית ומזון בוולקני. הוא מצא חיידק בצילוס שפועל ביעילות כפתרון ידידותי לסביבה נגד פטריות בוטריטיס, הפוגעות בעגבניות בשדה ובאחסון. יבגניה אוסטרוב פיתחה עמו פרוטוקול לגידול אופטימלי של החיידקים, וניסויים ראשונים בריסוס החיידק בחממות מראה כי הוא מגן על עגבניות מפני הפטרייה באותה יעילות של חומרי הדברה כימיים. במחקר אחר עם שמש השתמשו ברעלנים של אותם חיידקי בצילוס נגד זיהומי סלמונלה בעופות.
בפרויקט אחר, שמובילים דנה מנט וגיא מחרז, מגדלים במרכז נבגים של פטריה שתוקפת חרקים המזיקים לגידולים חקלאיים. המרכז מספק לחוקרים את הנבגים, ומחרז פיתח פורמולציה שמאפשרת לשמר אותם בתרחיף של שמן ומים, ולפזר אותם בגידולי עגבניות במקום חומרי הדברה.
“כולנו אוכלים מזון שמגיע עם הרבה כימיקלים, והם יכולים להשפיע עלינו ועל הסביבה. השוק צמא לפתרונות ירוקים וטבעיים שיאפשרו להפחית את השימוש בחומרי הדברה, אנטיביוטיקות ומזהמים אחרים. השוק הזה נאמד כיום ב-12-8 מיליארד דולר בשנה, וצפוי לגדול פי ארבעה עד אמצע המאה”, סיכם שפירא. “אם נצליח לבסס כאן טכנולוגיות שייכנסו לתעשייה הזו – חוקרים ישראלים וחברות ישראליות יוכלו להיות מובילים בה. אם לא נעשה זאת – אחרים ימסחרו את הטכנולוגיות והפיתוחים שלנו”.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
