מדען אורח ד"ר יוסי יובל

אילו כל מה שהיינו רואים במהלך היום היה הופך אוטומטית לסטטוס בפייסבוק, היינו מתחילים להבין כיצד חווה העטלף את העולם. הצצה לראשו חושפת את אחת הרשתות החברתיות המרתקות בטבע
X זמן קריאה משוער: 7 דקות

מהי, לדעתך, פריצת הדרך המשמעותית או המסקרנת ביותר שנעשתה בתחום המחקר שלך בשנים האחרונות?

יכולות ההתמצאות של עטלפים תמיד עמדו במרכז המחקר אודותיהם, ולכן שאלה חשובה שרבים ניסו לפצח היא, באיזה דיוק המוח של העטלף מסוגל למדוד מרחק. כיוון שהוא משתמש במערכת הסונר שלו כדי להתמצא, אפשר לומר שמדידת מרחק היא פונקציה של מדידת זמן: ככל שמשך הזמן קצר יותר משידור הקול ועד קליטת ההד שחוזר מהעצמים השונים סביבו, כך עולה הדיוק במדידת המרחק.
פריצת הדרך משמעותית בנושא הזה התרחשה בסוף שנות השמונים, כשחוקר בשם ג'יימס סימונס מצא דרך לענות על השאלות הללו, באמצעות שידור הדים מלאכותיים לעטלפים. הדים מלאכותיים מאפשרים שליטה הרבה יותר מדויקת בזמן קליטתם על ידי העטלף והתוצאה שהתקבלה, היתה לא פחות מאשר מדהימה. התברר שמרחב הטעות שלהם הוא פחות ממילימטר. זה אומר שהמוח שלהם יכול למדוד זמן בדיוק של כ- 400 ננו-שניות (מיליארדית השניה), בערך פי 2,500 מהיר יותר מהמהירות שלוקח לתא-עצב במוח לשדר. במילים אחרות, המוח של העטלף מצליח למדוד זמן במהירות שעולה על מהירות פעולת תאי-העצב שבו. ישנם חוקרים טוענים שזה מתאפשר בשל חישוב ממוצע שמתבצע על ידי רשת של נוירונים, אבל בסך הכל, ההסבר שעומד בבסיס היכולות הללו הוא תעלומה. אגב, מאוחר יותר טען סימונס שביצועי העטלף מהירים פי ארבעים ממה שמדד תחילה, אך ממצאים אלה נותרו במחלוקת מדעית עד היום.

מהם המחקרים שמעסיקים אותך בתקופה זו?

אפשר לומר שאנחנו חוקרים כל דבר שניתן לחקור בעטלפים. למה דווקא עטלפים? משום שהסונר של העטלפים פותח לנו חלון אל תוך המוח שלהם. אחר יונקים או ציפורים שונים אפשר לעקוב באמצעות GPS אבל קשה לדעת משהו מֵעֵבֶר למיקומם מבלי לצפות בהן בעין או לשים עליהם מצלמה. עטלף, לעומת זאת, משדר מגוון קולות כל הזמן. הוא משתמש בקולות כדי לראות (ההד החוזר משמש לו כרדאר) ולכן כשאנחנו מצמידים ל-GPS מיקרופון ומקליטים, אז במידה מסוימת אנחנו נכנסים לו לראש: רואים ושומעים את מה שהוא רואה ושומע, מבינים איזה טרף הוא מצא, כיצד הוא מפיץ את הבשורה, האם יש סביבו עטלפים נוספים ועוד. אני יכול להגיד לך בצורה מאוד כמותית מה העטלף עשה במשך כל הלילה מבלי להתקרב אליו בכלל. היקף הנתונים הוא כה עשיר ומגוון, עד שניתן לומר שהעטלף הוא תשובה שגורמת לנו לחפש אחר שאלות. והשאלות הן רבות.

במרכז אחד המחקרים שלנו עומדת ההתנהגות החברתית. מושבה של עטלפים פועלת כרשת חברתית עם היררכיה מבוזרת וללא מנהיג יחיד. אחד הדברים המעניינים ברשת החברתית הזו, הוא העובדה שאותות קוליים שמאפשרים לעטלף לראות, הם למעשה גם אמצעי תקשורת. בתור הקְבלה, תאר לך שרוב הדברים שהיית רואה ושומע במהלך היממה, היית משתף בפייסבוק באופן אוטומטי ובעל כורחך. קח למשל את המקרה של חיפוש אחר טרף. כשעטלף אחד מזהה חרק באוויר הוא משנה את קולות הסונר שלו באופן שמשפר את דיוק המדידה שלו, אבל כשהוא עושה זאת, עטלף שכן שומע את זה ומיד יודע היכן יש טרף. אם יש הרבה טרף, כמו במקרה של נחיל של חרקים, אז יש כאן מנגנון שמייצר שיתוף פעולה ללא מנהיג והכוונה – זו אינטילגנציה המתהווה מתוך הנחיל הקולקטיב. אבל אם אין מספיק טרף, אז תיווצר תחרות. האיזון הזה, בין השיתוף לתחרות, עומד כנראה בבסיס הרבה מההתנהגות החברתית שאנחנו רואים בעטלפים ובבעלי חיים אחרים.

התקשורת עצמה בין העטלפים היא גם עניין מרתק. מי שאי פעם ביקר במושבת עטלפי פירות וודאי שמע תזמורת קקופונית של ציוצים ונקישות. אותנו מעניין כיצד בכלל הם מצליחים לעשות סדר בכאוס הזה, להבחין בין מסרים ולפענחם.
התפתחות השפה ומורכבותה הן שאלות נוספות. בשנה וחצי האחרונות אנחנו מקליטים גורים מגיל אפס ואנחנו רואים שה"שפה" של העטלפים היא ככל הנראה גם נלמדת וגם תורשתית. עכשיו אנחנו מנסים להבין האם יש משמעות לצירופים שונים והאם ניתן ללמד עטלף שפה אחרת בעלת מאפיינים שונים. יכול להיות שנגלה שהקולות הם אכן בעיקר קקופוניה ואין תקשורת מורכבת, אבל האינטואיציה שלי, במיוחד לאור הגיוון במסרים, היא שיש שם משהו מעבר לזה.

כיצד אתה רואה את העתיד של תחום המחקר שלך?

בשנות השבעים, מי שלימים היה מנחה הדוקטורט שלי, האנס-אולריך שניצלר, גילה שעטלפים משתמשים באפקט דופלר כדי לאתר עשים. אחרי שהוא פרסם את התוצאות, התייצב אצלו במעבדה קצין מהצי הגרמני והביע את מורת רוחו על כך שממצאי המחקר חשפו סודות צבאיים על האופן בו פועל סונר צוללות הצי.
גם היום צבאות מתעניינים במחקרי עטלפים ואני מעריך שכך ימשיך להיות גם בעתיד, משום שעדיין יש עוד דברים רבים שאיננו יודעים על מערכת הרדאר המתוחכמת של החיה הזו. למעשה, את חלק מהמחקר שלנו מממן הצי האמריקאי. הם לא מכתיבים כמובן את שאלות המחקר, אך בהחלט מתעניינים בממצאים. ויש גם יישומים אזרחיים. לא מזמן למשל פנתה אלי חברה ניו-זילנדית בבקשה שאעזור להם למדוד את גובה הייבולים שלהם באמצעות סונר דמוי עטלף.

אבל אני חושב שעתיד עיקר תחום מחקר העטלפים אינו מוּנָע מפיתוחים טכנולוגיים שעשויים לצמוח ממנו, אלא מסקרנות מדעית. השאלות שהכי מעניינות אותי, כאמור, הן בכלל על חברה, קוגניציה ושפה. ואני חושב שכאן טמונה חזית נוספת בעתיד המחקר, תחום אינטר-דיסציפלינרי חדש שאני נוהג לכנות אותו: נוירו-אקולוגיה. האקולוגיה בוחנת את יחסי הגומלין בין הסביבה לבין החיה ואילו מדעי המוח בוחנים כיצד המוח מכוון את התנהגותה. למעשה, אלה הם שני צדדים של אותו מטבע. החיבור ביניהם טבעי ולכן נראה לי שהוא יעמוד במרכז יותר ויותר מחקרים בעתיד.
השאיפה היא, מצד אחד, להניח לחיה להתנהג כמה שיותר בטבעיות בתנאים לא מלאכותיים, ומצד שני למדוד באופן כמותי ומדויק היבטים נוספים בהתנהגותה. אלה שתי שאיפות סותרות לכאורה, אך עם הזמן הדיסוננס ביניהם פוחת. אנחנו, למשל, מתכוונים לערוך ניסויים ב"מושבה מוחתמת", כזו שבה נניח לעטלפים לצאת לחופשי מהמושבה המבוקרת, בתקווה שהם יחזרו. בנוסף, מזעור הטכנולוגיה יאפשר לנו למדוד יותר דברים ובנוסף ל-GPS ומיקרופון, יש לנו תכניות לחבר את ראש העטלפים גם ל- EEG (מכשיר לרישום פעילות חשמלית במוח).

מהו ההסבר האלגנטי, העמוק או היפה ביותר בעיניך לתופעה כלשהי?

הטבע מלא בפשרות ואצל בעלי החיים זה בא לידי ביטוי ביכולותיהם השונות. אין למשל חיה שמסוגלת גם לרוץ למרחקים ארוכים וגם לעשות זאת באופן מהיר ביותר. כך גם החושים השונים שהתפתחו תמיד משלמים מחיר כלשהו כדי לזכות בתועלת מסוימת. העין שלנו, למשל: בעוד תאי-העצב שבמרכז שדה הראיה מעבירים תמונה מדויקת בצבעים, אלה שמסביב מעבירים תמונה ברזולוציה נמוכה וחסרת גוונים אך ברגישות רבה יותר לאור ובכך הם מסייעים לנו בראיית לילה.

בעיקרון, את כל הפשרות של האבולוציה מכתיבה הפיסיקה. דוגמה פשוטה ואלגנטית להסבר זה, היא מערכת הסונר של העטלף. עטלף שעף בשטח פתוח, לדוגמה, ישתמש באות ארוך בתדר נמוך, שאינו מייצר תמונה ברזולוציה גבוהה אך מאפשר לראות למרחק רב. עטלף שעף ביער ישתמש בתדר גבוה ובאות קצר, שיאפשר לו לראות פרטים קטנים באופן מדויק, אבל רק במטרות קרובות. עטלף שלישי ישדר אותות בתדר גבוה ומתמשך שנועד לסייע לו לאתר תנועת כנפיים מהירה של עשים. אלה שלוש דוגמאות מתוך עולם שלם של אותות שעטלפים פיתחו בתהליך אבולוציוני ארוך של ניסוי וטעיה. מערכת הסונר מדגימה יפה את האופן שבו הפיסיקה מכתיבה פשרות בטבע וגם מראה עד כמה פשרות אלה דומות בין בעלי חיים שאין ביניהם כל קשר. העטלף והדולפין, למשל, הם שתי חיות שונות מאוד זו מזו, שהתפתחו בסביבה כה אחרת. ובכל זאת, שתיהן מתמודדות עם סביבה חשוכה ושניהם פיתחו סונר כדי להתמודד איתה.

לגבי מה אתה אופטימי?

כשמנחה הדוקטורט שלי היה חוקר צעיר הוא השתמש בסרגל ומחוגה כדי למדוד אותות של תדרי עטלפים. היום אנו מסוגלים לייצר כמות נתונים בלתי נתפסת מהקלטות ונתוני GPS ולהיעזר במחשבים מאוד חזקים לצורך ניתוחם. אני מרגיש, בכנות, שסופסוף יש בידינו את הכלים לבדוק את רוב מה שאנחנו רוצים וכי יש אולי רק עוד כמה התפתחויות טכנולוגיות קטנות שבעתיד הקרוב יעזרו למחקר באופן אף יותר אופטימלי.

העניין הוא, שאני מניח שכך חש גם המנחה שלי, שאחז בסרגל ומחוגה לפני זמן לא רב יחסית, ואני משוכנע שכך ירגישו מדענים גם בעוד מאתיים שנה. תמיד נדמה שיש ברשותך את כל הכלים הנחוצים כדי לחקור, ולוּ רק הטכנולוגיה היתה מאפשרת קצת יותר, אז הכל היה מושלם. התחושה הזו נובעת מקוצר ראיה: כיוָן שאין לנו מושג אילו כלים יעמדו לרשותנו בעתיד ואילו סוג שאלות כלים אלה ידחפו אותנו להגות, כל מה שאנחנו יכולים לצפות אלה שיפורים מינוריים של מצב קיים. ניתן לחשוב, שעדיף היה אילו היינו מסוגלים לחזות לטווח קצת יותר ארוך. אך למעשה, אני חושב שקוצר הראיה שלנו הוא מקור לברכה, משום שהוא מכתיב קצב התקדמות מסוים: ישנן שאלות שצריכות לבוא לפני אחרות, ישנן תיאוריות שיש להפריך כדי לייצר הבנה עמוקה יותר של העולם. קוצר הראיה שלנו לתוך העתיד, מסייע לכך.

מחשבה זו התפרסמה באלכסון ב


תגובות פייסבוק

תגובה אחת על ד"ר יוסי יובל