1. אור מתמשך
מעכב נביטה בצורה דרסטית בטווח הטמפרטורות שנבדק. פרקי הארה קצרים
(10-15 דקות כל 48 שעות) אינם בעלי השפעה כלשהי.
2. העיכוב
גדל עם הגדלת עוצמת ההארה.
3. הקרנה
במשך 28 ימים אינו גורם לתרדמה משנית , והנביטה לאחר העברת הזרעים לחושך היא כמו
בזרעים שלא נחשפו לאור.
4. הארות
שניתנו לפרקי זמן שונים אינן משפיעות על כושר הנביטה וקצב הנביטה, כאשר הזרעים
מועברים לחושך אחרי טיפולי ההארה. ההבדל היחיד שנראה היה תקופת השהיה קצרה יותר
בהתאם לתפיחה שהתחילה כבר בזמן ההארה
5. חשכה במשך
ארבעת הימים הראשונים אינה משפרת את הנביטה באור. חשכה במשך 6-9 ימים, שבהם חלק
מהזרעים נבטו כבר, אינה מאפשרת נביטה לזרעים שלא השלימו את נביטתם בחושך. מכאן
נראה שהאור הוא בעל אפקט מעכב של השלב האחרון בתהליך הנביטה.
6. בתנאי
הניסוי (עוצמת אור של 1800 לוקס), שכבה של 1.3 ס''מ של חול מאפשרת מעבר של 8-10
לוקס בלבד, ואז הנביטה זהה לזו שבחושך.
7. אחוז הזרעים
הנובטים שהמיקרופילה שלהם כוסתה בחול דומה לזה שהיה כמו בקרת החושך. כאשר
המיקרופילה נחשפה לאור (שאר חלקי הזרע כוסו בחול), הנביטה עוכבה רק בחלקה זה
מעיד שכיסוי הזרע אינו אטום לחלוטין, למרות צבעו השחור, ושהמיקרופילה היא המקום
העיקרי, אך לא היחיד, שדרכו חודר האור.
8. קליטת האור
ע''י החול אינה תואמת בדיוק לחוקי Beer.
קיימת סטייה ניכרת בהתאם לגודל וצורת גרגרי החול. עוצמת האור באמצע היום יכולה
להגיע ל- 80,000 לוקס בחוף הים. בתנאים אלו שכבת חול של 5 ס''מ בולעת את רוב
האור, אך חשכה מוחלטת מושגת רק בשכבות בעובי של 10 ס''מ.
1. פיזור
זרעים: כבר בעבר הובחן שהים – באמצעות הגלים והזרמים משמש אמצעי
לפיזור זרעים של מספר מיני צמחים. זרעי חבצלת החוףיכולים לעבור ע''י גלי הים
וזרמיו מספר קילומטרים . העברת הזרעים ע''י הגלים , יחד עם כושר הנביטה
הגבוה שלהם, לאחר שהם נשטפים במי גשם טריים, מסבירים את התפוצה הגבוהה של מין זה
בחופי הים התיכון. יש לציין שגם רוחות והצפות מעורבות בהפצת זרעי ח. החוף.
2. טמפרטורה: הזרעים מבשילים במהלך אוקטובר
ונובמבר כיוון שלצורך הנביטה אין צורך בתקופה שלאחר ההבשלה ואין חומרים מעכבי,
נביטה, רובם ינבטו במשך העונה הגשומה כשיש פיזור נביטה בין אוקטובר ומרץ.
טמפרטורה ממוצעת בחוף בתקופה זו היא 13-21 0C והמקסימום אינו מעל 0C25 והמינימום אינו פחות מ- 0C8. נראה, לכן שהזרעים מאד מותאמים לתנאים
הטרמיים של בית גידולם. נראה שבטבע הטמפרטורה אינה גורם המגביל את נביטתם. למרות
שהנביטה מדוכאת ע''י טמפרטורת המינימום של החוף, הזרעים אינם נפגמים, והם ינבטו
בהצלחה אחרי שהטמפרטורה תעלה.
3. פוטוריאקציה: זרעי ח. החוף הם בעלי תגובה שלילית
לאור. לכן הם לא ינבטו על פני הקרקע, אלא אם הם כוסו בחול. חשיפה של זרעים
תפוחים לאור מונעת את נביטתם מבלי להשפיע על כושר הנביטה שלהם. כאשר, לאחר
החשיפה לאור, מכסים את הזרעים, הם ינבטו היטב. היתרון האקולוגי של תגובה שלילית
לאור היא כנראה, שנביטה על או קרוב לפני הקרקע בחוף החולי, יחשוף את הזרעים
והנבטים לסכנה של סחיפת חול וחוסר מים (מה שיגרום להתייבשותם על השכבה העליונה).
לכן, אם הנביטה לא הייתה מעוכבת ע''י אור, הסיכויים להתבססות הנבטים היו
קטנים. הרבה זרעים אחרים מבתי גידול חוליים דווחו אף הם כבעלי תגובות נביטה
שלילית לאור.
זרעים הנובטים כאשר הם נזרעים בעומק מסוים דורשים כמויות גדולות של חומרי
תשמורת, ולכן צריכים להיות גדולים יחסית. בקר (1972) מצא שזרעי צמחי חוף
בקליפורניה גדולים מאלה של בתי גידול אחרים. זרעי חוף הים הם בעלי תכונות כאלה.
יש לציין, שסף הרגישות לאור הוא נמוך יחסית בזרעי חבצלת החוף והפחתה של הקרינה
מעלה את אחוז הנביטה. באמצע היום בתנאי שדה, חשכה מושגת רק בעומק של מעל 10
ס''מ. באמצעות הרגישות לאור הזרע יכול לבחור עומק שבו הוא מוגן מהתייבשות והמרחק
עד להצצה של הנבט אינו גדול מידי.
4. מליחות: הניסויים מוכיחים שזרעי חבצלת החוף
אינם נובטים במי ים או בתמיסת מלח בעלת ערכים אוסמוטיים דומים.
בחבצלת החוף, אשר מותאמת לתפוצה ע''י הים, נביטה אחרי הצפה תתבטא בסיכוי נמוך של
הישרדות והתבססות. לכן, זרעים מסוגלים לנבוט רק כאשר המליחות אינה עולה מעל ¾
מזו של ריכוז מי הים .
הכושר של זרעים לנבוט היטב בתמיסות בעלות ריכוז מלח נמוך הינו בעל ערך
אדפטיבי בבתי גידול בעלי מים מלוחים. זה נכון גם בהתייחס לנביטה הטובה שלהם כשהם
מועברים למים בלתי מלוחים, אחרי ששהו זמן מה בתמיסה במלח ריכוז מלח גבוה, כיון
שזה יקרה בטבע כאשר הזרעים נשטפים במי הגשם.
נראה שהיכולת לנבוט בבתי גידול מלוחים מושפעת מתנאי הסביבה שבהם גדל צמח
האם. זרעם שנאספו מסביבה מלוחה היו יותר עמידים למליחות גבוהה מאלה של צמחים
שגדלו בסביבה של מים מתוקים..
לסיכום, תכונות הנביטה של זרעי חבצלת החוף המתיחסים לכושר הציפה שלהם במי ים
ולתגובתם לטמפרטורה, אור ומליחות ומליחות הנם בעלי ערך אדפטיבי גבוה בתנאים בהם
הים הוא המפיץ העיקרי וחגורת הרסס היא אזור הנביטה.
فيما يلي مثال لوظيفة عن زنبقة الساحل
מגיש:
איתיאל שורץ
כיתה:
יב' 5
תיכון
הראשונים הרצליה
מורה:
אילנה רמון
תוכן עניינים
מבוא
עמ' 3-5
שאלה 1 6-8
שאלה 2 9-11
שאלה 3 12-14
סיכום
העבודה 14-16
רשימת
מקורות 17
מבוא
לקראת עבודת הביודע
ערכנו סיור בחוף הים של הרצליה, באזור בין רכס הכורכר לים עצמו, במהלך הסיור המורה
הפנתה את תשומת ליבנו לזרעים של חבצלת החוף, המפוזרים על האדמה ליד הצמח ולא
נובטים – למרות הגשם שהיה באחרונה באזור. בנוסף שמנו לב לצורה מיוחדת של הזרעים:
הם מכוסים בקליפת שעם שחורה – כיסוי מאוד לא נפוץ לזרעים בטבע.
חבצלת החוף גדלה, כנובע משמה, ליד חוף הים. חוף הים
מהווה אזור אקולוגי בעל תנאים מאוד קשים לבעלי-חיים וצמחים:
- המליחות מקשה מאוד על צמחים
יבשתיים לקבל מים מהקרקע בגלל העובדה שריכוז מלחים גבוה בקרקע מקשה על קליטת
מים על ידי השורשים (באוסמוזה). צמחי חוף עמידים לרוב למליחות ואינם צורכים
כמות רבה של מים מתוקים, שלרוב אינם בנמצא באזור חוף הים.[1]
- באזור החוף ישנן רוחות חזקות הגורמות לנתזי מים לעוף מהים על הצמחים (רסס), מה שגורם
לכך שיש סביבה היפרטונית ביותר סביב הצמח [5].
- הרוחות גורמות להיווצרות של חולות נודדים – הגרגרים
עפים עם הרוח, נודדים ממקום למקום ויוצרים מבנים משתנים של גבעות חול הקרויות
חוליות. העפת החול גם גורמת לנזק פיזי ברקמות הצמח וגם גורמת לחשיפת שורשים
ולעקירת הצמחים (בעיקר הנבטים הצעירים) [2]
- בזמן הגשם המים מחלחלים עמוק ומהר, ולכן לצמחים
יש בעיה להשתמש במי הגשמים [לא מצאתי מקור מידע – את אמרת לי [חוברת סיורים
לחוף הים]. צמחי חוף הים, ובתוכם חבצלת החוף, שורדים באזור זה בעזרת ההתאמות
הרבות לבית הגידול הבעייתי. את החבצלת ניתן לראות בכל אזורי החוף בארץ. [3]
חבצלת החוף הינה צמח רב-שנתי בעל בצל גדול (גיאופיט) - גאופיט (Geophyte) הוא צמח שבתקופה מסוימת מתים בו כל החלקים העל קרקעיים ונשאר רק
איבר אגירה תת-קרקעי, פקעת מהתעבות של גבעול, בצל מהתעבות של עלים או קנה שורש
מעובה.
מקור שמו של המונח ביוונית: גאה (Gea) פיט - פירושו "צמח אדמה".
הגאופיטים נפוצים בסביבות עם עונות משתנות. לדוגמה, לחצב המצוי, שפורח
בישראל, יש איבר אגירה תת-קרקעי, והצמח יוצא מעל פני האדמה רק עם תחילת הסתיו.
גאופיטים רבים בישראל יוצאים מעל פני האדמה בסתיו ובתחילת החורף, משום שמבחינה
אבולוציונית, לא משתלם להם לספק אנרגיה לחלקי הצמח העל קרקעיים בקיץ בגלל חוסר
המשקעים. צמחים אלה מכונים גם מבשרי חורף [9]
- עלי החבצלת רבים, גדולים ומסולסלים, עוטים שכבת
קוטיקולה עבה וחלקה (הרסס לא מצטבר עליהם) וחרוצים בחריצי אורך שבתוכם
"יושבות הפיוניות" (צמצום הדיות).
- לקראת הקיץ מתייבשים העלים (צמצום הדיות) ובסוף
הקיץ בוקעת מהבצל שבאדמה תפרחת נהדרת, הבנויה מכמה פרחים לבנים ענקיים.
- הפרחים נפתחים לקראת ערב – בזמן שכיוון הרוח
משתנה מהיבשה לים ועוצמת הרסס יורדת, מה שבעצם גורם לכך שהפרח הגדול והפתוח
לא נפגע מטיפות מי-המלח. פחות תחרות על מאביקים
- פחות תחרות בגלל עונת הפריחה - בסוף הקיץ-תחילת
הסתיו, כאשר רוב הפרחים אינם פורחים (שיא הפריחה של רוב הפרחים הוא באביב...)
[6]
- הזרעים
הם בעלי כושר ציפה המאפשר להם לנוע על גבי המים (בים ובנחלים) וכך לנבוט
במקומות אחרים, בעצם כך הם משתמשים בים על מנת להתרבות, הזרעים יכולים לעבור
מרחקים גדולים לסביבות שונות.
- לחבצלת
שורשים ארוכים במיוחד היורדים מן הבצל, דבר המאפשר לה להתגבר הן על
חשיפת השורשים והן על כיסוי הצמח כולו על ידי החול.
- הצמח מואבק ע"י פרפרי לילה, הללו נמשכים
אחרי צבעו הלבן של העטיף הבולט מאוד לעין החרק באפלוליות הלילה ואף לריחו
החזק של הצמח המשתחרר בלילה ובערב [5]
בעבודה שלי בחרתי להתמקד בהתאמתם של זרעי החבצלת
לבית הגידול הבעייתי. בעקבות התופעה בה צפיתי, שזרעי חבצלת רבים מפוזרים סביב צמח
האם ולא נובטים, רציתי לבדוק בשאלה הראשונה מה הקשר בין עומק הזריעה של
הזרעים לבין שיעור נביטתם? שערתי שהזרעים שאזרע בגובה פני הקרקע (בעומק 0)
לא ינבטו, והזרעים חייבים להיזרע בעומק מינימלי בקרקע על מנת לנבוט. בית גידול זה
מאופיין ברוחות חזקות וחולות נודדים. זרעים שינבטו על פני הקרקע יועפו על-ידי הרוח
ויתלשו מהקרקע. לכן סביר להניח שיש לזרעים מנגנון עיכוב נביטה המונע את נביטתם על
פני הקרקע. [4]
בשאלת המחקר השנייה בדקתי כיצד משפיעה עוצמת
האור על שיעור הנביטה של זרעי חבצלת החוף? שיערתי שככל שעוצמת האור תהיה
יותר נמוכה (ובכך יותר קרובה לחושך) שיעור הנביטה יהיה גבוה יותר.
בספרות קראתי שישנם מינים רבים של צמחי בר שחשיפתם
לאור הכרחית לנביטה, ואילו במינים אחרים הנביטה דווקא מעוכבת באור. עיכוב נביטה
באור מתרחש לעיתים קרובות בזרעים גדולים המכילים כמות רבה של חומרי תשמורת ולכן
יכולים לנבוט גם בעומק הקרקע. לעיכוב נביטה באור יכול להיות יתרון בבתי גידול שבהם
שכבת הקרקע העליונה מתייבשת מהר והן בבתי גידול שבהם הקרקע בלתי יציבה כמו אצל
חבצלת החוף, אשר בבית גידולה ישנם חולות נודדים, ובנוסף חלחול מהיר של מים. [7]
השערה זו מסתמכת על הספרות, אור מעכב את נביטת
הזרעים של חבצלת החוף. עיכוב הנביטה הנגרם ע''י אור תלוי בעצמת ההארה. תקופה ארוכה
של הארה אינה משפיעה על קצב הנביטה, אם הזרעים מועברים לחשכה. מדידות של חדירת אור
דרך שכבות חול בעוביים שונים הראו שהזרעים
יכולים לנבוט רק כאשר הם מכוסים בשכבת חול מספקת.[4]
בשאלה השלישית בדקתי כיצד משפיעה הסרת קליפת
הזרע על שיעור הנביטה? שיערתי שקליפת הזרע היא זו שקולטת את גירוי האור
והיא האחראית לעיכוב הנביטה של הזרעים.
בבית גידול
חולי הקרקע לא יציבה – החולות נודדים כי הרוח גורמת לתנועה של גרגרי החול. זרעים של
מיני צמחים הגדלים בחולות נתונים לסכנת חשיפה. בבית גידול כזה עיכוב נביטה
ע"י אור מבטיח שהזרעים ינבטו בעומק החול ולא יהיו חשופים למפגעי הסביבה שעל
פני הקרקע- יובש, רוח וקרינה חזקה ושיוכלו לפתח במהירות מערכת שורשים עמוקה שתייצב
את הצמח המתפתח. [10]
שאלה מספר 1
מה הקשר בין עומק
הזריעה לבין אחוזי הנביטה של זרעי חבצלת החוף"
השערה:
ככל שהזרעים ייזרעו
עמוק יותר – שיעור הנביטה יעלה, עד עומק מקסימלי שהחל ממנו לא משנה כמה עמוק נזרע,
נקבל פחות או יותר אותן תוצאות.
בסיס ביולוגי להשערה:
מאחר שראינו שזרעים אינם נובטים על פני הקרקע,
שיערנו שהתנאים על פני הקרקע אינם מתאימים לנביטה, במיוחד בבית גידול חולי (חולות
נודדים, חלחול מהיר של מים). בספרות מצאנו, שמדידות של חדירת אור דרך שכבות חול
בעוביים שונים הראו שהזרעים יכולים לנבוט רק כאשר הם מכוסים בשכבת חול מספקת.[4]
רשימת ציוד:
200 זרעים של חבצלת
החוף
10 פחיות שימורים
ריקות
חול ים
סרגל
נייר סינון
מסמר לקידוח חורים
מים
מהלך הניסוי
אספתי זרעים של
חבצלת בחוף הים. לקחתי כ-10 פחיות שימורים ריקות, מחוררות למטה לצורך חלחול המים.
בתחתית הפחיות הנחנו נייר סינון למניעת "בריחת" החול דרך החורים,
ומילאתי אותם בכמויות שונות של חול. העומקים הן: 2.5, 5, 7.5 0 ו-10 ס"מ של
חול (לכל עומק 2 פחיות). בכל עומק שמתי 20 זרעים של חבצלת החוף, לאחר מכן השלמתי
את כמות החול עד שהחול כיסה את הפחית [עומק הפחיות 10 ס"מ]. הרווינו את החול
במים. הנחנו את הפחיות בחוץ בתנאי הארה טבעיים, במהלך הזמן השקיתי את הפחיות במים
מזוקקים. לאחר כשבועיים בדקנו את אחוזי הנביטה.
המשתנה הבלתי תלוי:
עומק הזריעה של
הזרעים.
המשתנה התלוי:
אחוז הנביטה של
הזרעים.
גורמים קבועים
שאלה זו נבדקה
באמצעות תצפית מכוונת שמחקה את תנאי השטח. בתצפית מכוונת לא ניתן לשמור על גורמים
קבועים כיוון שהיא נערכת בסביבה טבעית (אולם לא הסביבה של הצמח) גורמים שונים
המשתנים במהלך שעות היממה ועשויים להשפיע על התופעה הנצפית הם טמפרטורה, לחות,
רוח, עוצמת אור ועוד.
טבלה 1: מה הקשר בין
עומק הזריעה של זרעי החבצלת לבין אחוז הנביטה שלהם?
אחוז נביטה ממוצע
|
עומק הזריעה (בס"מ)
|
0
|
0
|
82.5
|
2.5
|
82.5
|
5
|
95
|
10
|
גרף מס' 1:
הנתונים הגלמיים נמצאים ביומן העבודה
בעמוד 02.
תיאור מילולי של
התוצאות:
בעומק
של 0 סנטימטר הזרעים לא נבטו כלל, בעומק הנביטה השני של 2.5 ט5 יש כ82.5 אחוזי
נביטה, ולעומת זאת בעומק הזריעה העמוקה ביותר (10) מתרחשת כ95% נביטה.
דיון
בניסוי זה בדקתי את
השאלה מה הקשר בין עומק הזריעה של זרעי החבצלת לבין אחוז הנביטה שלהם. שיערתי,
שככל שאני אזרע אותם יותר עמוק אחוז הנביטה שלהם יגדל עד שיגיע לאחוז נביטה
מקסימלי, אשר ממנו העומק כבר לא ישפיע. בספרות קראתי, שעיכוב נביטה באור מתרחש
לעיתים קרובות בזרעים גדולים המכילים כמות רבה של חומרי תשמורת ולכן יכולים לנבוט
גם בעומק הקרקע. לעיכוב נביטה באור יכול להיות יתרון בבתי גידול שבהם שכבת הקרקע
העליונה מתייבשת מהר והן בבתי גידול שבהם הקרקע בלתי יציבה כמו אצל חבצלת החוף,
אשר בבית גידולה ישנם חולות נודדים, ובנוסף חלחול מהיר של מים. [7]
התוצאות אותן קיבלתי
תומכות בהשערה המקורית שלי ובמה שקראתי בספרות. התוצאה היא שהזרעים שלא כוסו כלל
בחול לא נבטו כלל, לעומת זאת זרעים החלו לנבוט כבר מעומק של 2.5, ובעומק הכי עמוק
אחוז הנביטה היה הגבוה ביותר.
ביצענו תצפית שבה
התנאים בעומקים השונים השתנו גם הם. כלומר לא יכולנו לשמור על גורמים קבועים
בניסוי: מעומק לעומק משתנה כמות המים העומדת לרשות הזרעים, הטמפרטורה משתנה וכן
עוצמת האור. לכן כדי לבדוק מי מהגורמים הללו מעכב את נביטת הזרעים על-פני הקרקע
החלטנו, בשאלה השנייה, על סמך קריאה בספרות, לבדוק את השפעת עוצמת האור על הנביטה
.
שאלה 2
כיצד משפיעות עוצמות אור שונות על אחוזי הנביטה בזרעי חבצלת החוף?
השערה:
ככל שהזרעים יקבלו
פחות אור – אחוזי הנביטה שלהם יגדלו.
בסיס ביולוגי להשערה:
בספרות קראתי, שאור מעכב את נביטת זרעי חבצלת החוף.
עיכוב הנביטה הנגרם ע''י אור תלוי בעצמת ההארה. עיכוב נביטה באור מתרחש לעיתים
קרובות בזרעים גדולים המכילים כמות רבה של חומרי תשמורת ולכן יכולים לנבוט גם
בעומק הקרקע. לעיכוב נביטה באור יכול להיות יתרון בבתי גידול שבהם שכבת הקרקע
העליונה מתייבשת מהר והן בבתי גידול שבהם הקרקע בלתי יציבה.[2]
רשימת ציוד:
200 זרעים של חבצלת
החוף
10 צלחות פטרי + צמר
גפן +מים מזוקקים
מים מזוקקים
מנורות של 40, 60,
75, 100 וואט, 2 מכל סוג
שיטות
אספתי זרעים של
חבצלת החוף בחוף הים. הכנתי זוגות של מצעי זריעה בצלחות פטרי (צמר גפן + נייר
סינון + מים מזוקקים), ובכל צלחת הנחתי 20 זרעים. כל זוג צלחות הנחתי תחת 2 מנורות
פלואורסצנטיות בעוצמת אור שונה. בנוסף 2 צלחות הנחתי בחושך.
המשתנה הבלתי תלוי: עוצמת האור.
המשתנה התלוי: אחוז הנביטה של
הזרעים.
גורמים קבועים
הגורמים שחשוב לשמור
אותם קבועים בניסוי הנ"ל הן:
טמפ' קבועה – לטמפ'
יכולה להיות השפעה על מהירות וקצב הנביטה של הזרעים (השפעה על קצב פעילות אנזימתית).
הספקת מים סדירה –
ללא כמות מים מספקת הזרעים לא יוכלו לגדול.
ע"י שימוש
במנורות מיוחדות מנענו בעצם מן המנורות לחמם יתר על המידה את הזרעים, ובכך בעצם
שמרנו על טמפ' אחידה וקבועה בין כל המבחנות.
ובנוסף השקנו את
הצמחים כל הזמן על מנת שלא יתייבשו, ההשקיות נעשו לכל הזרעים בו זמנית.
טבלה 2: השפעת עוצמת אור על אחוזי
נביטה של זרעי חבצלת החוף
אחוזי נביטה
|
עוצמת אור
(חסרות
יחידות, גם בגרף –לא מדדנו!)
|
80
|
0
|
3
|
40
|
0
|
60
|
0
|
75
|
0
|
100
|
גרף מס' 2
הנתונים הגלמיים נמצאים ביומן העבודה
בעמוד 03.
תיאור מילולי של
התוצאות
בחושך קיבלתי כ-80%
נביטה, לעומת זאת במנורה בעלת עוצמת האור החלשה ביותר של 40 וואט היה נביטה של 3%,
ובעוצמות אור גבוהות יותר לא התרחשה נביטה כלל.
דיון
בניסוי זה בדקתי את
השאלה כיצד משפיעה עוצמת האור על אחוז הנביטה של זרעי חבצלת החוף. שערתי, שככל
שכמות הקרינה תהיה יותר חלשה יותר, אחוז הנביטה שלהם יגדל, זאת תוך כדי התבססות על
העובדה שאור מעכב את נביטת הזרעים.
התוצאות אותן קיבלתי
מאששות את ההשערה שלי. בעוצמות אור גבוהות, מ-60 ואט ואילך, היה עיכוב מוחלט של
נביטה. ב-40W היה שיעור
נביטה נמוך מאוד, ואילו בחושך מוחלט שיעור נביטת הזרעים היה גבוה מאוד (80%).
ישנם מינים רבים של
צמחי בר שחשיפתם לאור הכרחית לנביטה, ואילו במינים אחרים הנביטה דווקא מעוכבת
באור. עיכוב נביטה באור מתרחש לעיתים קרובות בזרעים גדולים המכילים כמות רבה של
חומרי תשמורת ולכן יכולים לנבוט גם בעומק הקרקע. לעיכוב נביטה באור יכול להיות
יתרון בבתי גידול שבהם שכבת הקרקע העליונה מתייבשת מהר והן בבתי גידול שבהם הקרקע
בלתי יציבה, כמו זרעי החבצלת שנאלצים להתמודד עם הרוחות הגורמות להיווצרות של
חולות נודדים – הגרגרים עפים עם הרוח, נודדים ממקום למקום ויוצרים מבנים משתנים של
גבעות חול הקרויות חוליות [2], ובנוסף לזאת בזמן הגשם המים מחלחלים עמוק ומהר,
ולכן לצמחים יש בעיה להשתמש במי הגשמים והעומק מבטיח להם להיות קרובים יותר למקור
המים.
הצעות
לשיפור הניסוי:
§
הוספת חזרות וריבוי
פריטים.
§
הוספה של טווחי אור
חלשים יותר.
שאלה מספר 3
כיצד תשפיע הסרת הקליפה
של חבצלת החוף על אחוזי הנביטה שלה באור ובחושך?
השערה:
זרעים חסרי קליפה
ינבטו גם באור וגם בחושך, כי ייתכן שבקליפה עצמה יש חומרים שמעכבים את הנביטה והם
מופעלים באמצעות האור.
בסיס ביולוגי להשערה:
פוטוריאקציה: זרעי
ח. החוף הם בעלי תגובה שלילית לאור. לכן הם לא ינבטו על פני הקרקע, אלא אם הם כוסו
בחול. חשיפה של זרעים תפוחים לאור מונעת את נביטתם מבלי להשפיע על כושר הנביטה
שלהם. כאשר, לאחר החשיפה לאור, מכסים את הזרעים, הם ינבטו היטב. היתרון האקולוגי
של תגובה שלילית לאור היא כנראה, שנביטה על או קרוב לפני הקרקע בחוף החולי, יחשוף
את הזרעים והנבטים לסכנה של סחיפת חול וחוסר מים (מה שיגרום להתייבשותם על השכבה
העליונה). לכן, אם הנביטה לא הייתה מעוכבת ע''י
אור, הסיכויים להתבססות הנבטים היו קטנים. הרבה זרעים אחרים מבתי גידול
חוליים דווחו אף הם כבעלי תגובות נביטה שלילית לאור.[4]
רשימת ציוד:
120 זרעים של חבצלת
החוף
12 צלחות פטרי
צמר גפן
מים
מהלך הניסוי
אספתי זרעים של
חבצלת בחוף הים. לקחתי כ-60 זרעים ובעזרת הידים הפרדתי בין הקליפה לזרע, לאחר מכן
שמתי כל 10 זרעים חסרי קליפה בצלחת פטרי, בנוסף שמתי עוד 60 זרעים בעלי קליפה
בצלחות פטרי, שמתי כ-3 צלחות מכל קבוצה באור השמש, ו-3 בחושך. כל הצלחות היו בחוץ
ככה שהתנאים שלהם היו זהים במהלך כל הניסוי.
המשתנה הבלתי תלוי:
הימצאות/היעדר קליפה
ואור לעומת חושך.
המשתנה התלוי:
אחוז הנביטה של
הזרעים.
גורמים קבועים
הגורמים שחשוב לשמור
אותם קבועים בניסוי הנ"ל הן:
טמפ' קבועה – לטמפ'
יכולה להיות השפעה על מהירות וקצב הנביטה של הזרעים (השפעה על קצב פעילות
אנזימתית).
הספקת מים סדירה –
ללא כמות מים מספקת הזרעים לא יוכלו לגדול.
. הם היו בתנאי הארה
טבעיים!
ובנוסף השקנו את
הצמחים כל הזמן על מנת שלא יתייבשו, ההשקיות נעשו לכל הזרעים בו זמנית.
טבלה 3: השפעת הורדת הקליפה של הזרעים על אחוזי נביטה
של זרעי החבצלת באור ובחושך
בחושך
|
באור
|
|
זרעים בלי קליפה
|
זרעים עם קליפה
|
זרעים בלי קליפה
|
זרעים עם קליפה
|
|
70%
|
70%
|
50%
|
0%
|
אחוז נביטה ממוצע
|
גרף מס' 3:
הנתונים הגלמיים נמצאים
ביומן העבודה בעמוד 05.
תיאור מילולי של התוצאות
בחושך גם זרעים עם
קליפה וגם זרעי חסרי קליפה נבטו עם 70% נביטה, לעומת זאת באור הזרעים בלי קליפה
נבטו בכ-50% וזרעים עם קליפה לא נבטו כלל.
דיון
בניסוי זה בדקתי את
השאלה כיצד הסרת הקליפה של זרעי החבצלת תשפיע על נביטתם באור ובחושך. שערתי,
שהזרעים חסרי הקליפה ינבטו גם באור וגם בחושך, בעוד שזרעים בעלי קליפה ינבטו רק
בחושך. בספרות קראתי, שעיכוב נביטה באור מתרחש לעיתים קרובות ע"י חומרים
הנמצאים על הקליפה של הזרעים, ולכן הנחתי שכך זה גם בזרע זה, במיוחד בהתחשב בצורה
המוזרה של הקליפה שלו.
התוצאות אותן קיבלתי
תומכות בהשערה המקורית שלי ובמה שקראתי בספרות. התוצאה היא שהזרעים שהוסרה מהם
הקליפה נבטו גם בחושך וגם באור, ולעומת זאת הזרעים שלא הסרתי מהם את הקליפה נבטו
רק בחושך.
מכך אפשר להסיק בעצם
שעיכוב הנביטה מתבצע לפחות בחלקו ע"י קליפת השעם השחורה המגוננת ועוטפת את
הזרע.
אם העיכוב נעשה
באמצעות הקליפה, איך זה שהזרעים בעלי הקליפה נובטים בחושך?
כנראה שיש איזה שהוא
מנגנון עיכוב בקליפה שמופעל בנוכחות אור ומדוכא בחושך. לכן כשמסירים את הקליפה,
מוסר עיכוב הנביטה.
כמו כן יש להתיחס
להפרשים באחוזי נביטה. בכל זאת באור נבטו רק 50% לעומת 70% בחושך. אולי הסרת
הקליפה לא הייתה מושלמת (ואנחנו יודעים שלא...) ונשארו חומרים מעכבי נביטה שהשפיעו...
זה רק מחזק את השערתנו שיש כאן חומרים מעכבים שמופעלים באור.
דיון ומסקנות כללי
לקראת עבודת הביודע ערכנו סיור בחוף הים של הרצליה,
באזור בין רכס הכורכר לים עצמו, במהלך הסיור המורה הפנתה את תשומת ליבנו לזרעים של
חבצלת החוף, המפוזרים על האדמה ליד הצמח ולא נובטים – למרות הגשם שהיה באחרונה
באזור. בנוסף שמנו לב לצורה מיוחדת של הזרעים: הם מכוסים בקליפת שעם שחורה – כיסוי
מאוד לא נפוץ לזרעים בטבע.
החלטתי לחקור במסגרת כעבודת הביודע את התאמת זרעי
חבצלת החוף לבית הגידול של חוף הים.
בית הגידול של חוף הים הינו סביבה קשה ביותר לצמחים,
סביבה הכוללת מספר רב של קשיים עליהם על הצמח להתגבר על מנת לשגשג ולגדול ולכן
הנחתי שהזרעים שמצליחים לשרוד בסביבה כה עוינת יהיו בעלי כל מני התאמות מיוחדות
ויחודיות.
הסכנות שעומדות בפני הזרע הוא כמות המים המעטה
שנמצאת באוזר החוף, הנגרמת בגלל חילחול מים מהיר, מה שבעצם יגרום לזרעים שקרובים
מדי לקרקע להתייבש.
בנוסף לכך בגלל הרוח העזה באזור הים החולות נוטים
לנדוד, מה שעלול להעיף את הזרע ולתלוש אותו מן הקרקע.
מאחר שראיתי, שזרעים רבים היו מפוזרים על פני הקרקע
ולא נבטו, החלטתי לבדוק, בשאלת המחקר הראשונה שלי מה הקשר בין עומק הזריעה לבין
אחוז הנביטה של זרעי החבצלת – זאת בעזרת תצפית מכוונת. שיערתי, שככל שעומק הזריעה
של הזרעים יהיו עמוק יותר, אחוזי הנביטה יהיו גבוהים יותר (עד גבול מסוים). בספרות
מצאתי, שמדידות הראו שהזרעים של חבצלת החוף יכולים לנבוט רק כאשר הם מכוסים בשכבת
חול מספקת.[4]
ממצאי התצפית תמכו בהשערתי; הזרעים אשר היו בעומק 0 (לא
נזרעו בכלל) לא נבטו כלל, לעומת זאת כבר מעומק של 2.5 ס"מ התרחשה נביטה,
ובעומק העמוק ביותר (10 ס"מ) התרחשה הנביטה בעלת האחוזים הגבוהים ביותר (גרף
מס' 1).
כמות המים העומדת
לרשותו של זרע שנמצא עמוק באדמה גדולה יותר מאשר לזרעים שמפוזרים על פני הקרקע;
ובנוסף, שכבת החול העבה יחסית שמכסה את הזרע, מגינה עליו מפני נדידת החולות
ותלישתו מהקרקע בעת נביטתו. מצד שני, רק זרעים בעלי חומר תשמורת רב יוכלו לסיים את
נביטתם בהצלחה, שכן יהיה עליהם להשתמש בחומר התשמורת עד שהעלים יבצבצו מהאדמה
ויתאפשר ביצוע פוטוסינתזה.
מתוצאות השאלה הראשונה הסקתי שבזרעי
חבצלת החוף המונחים על פני הקרקע מתרחש עיכוב נביטה. בספרות קראתי על
"שיטות" שונות של עיכוב נביטה בזרעים, וביניהם עיכוב נביטה באמצעות אור.
מאחר שבשאלה הראשונה ראיתי, שהזרעים נבטו רק החל מעומק 2.5 ס"מ, שיערתי כי
הגורם המשפיע על הנביטה של הזרעים עשוי להיות השינוי בעוצמת האור. לכן, בשאלת
המחקר הבאה, בדקתי כיצד משפיעה עוצמת האור על אחוזי נביטה של זרעי חבצלת החוף.
שיערתי, שככל שעוצמת האור תהיה נמוכה יותר, אחוזי הנביטה של הזרעים יהיו גבוהים
יותר, זאת בהסתמך על העובדות שעיכוב נביטה באור מתרחש לעיתים קרובות בזרעים בבתי
גידול שבהם שכבת הקרקע העליונה מתייבשת מהר והן בבתי גידול שבהם הקרקע בלתי יציבה –
בית הגידול שלנו מתאפיין בשתי התופעות הללו.
התוצאות אותן קיבלתי
מאששות את ההשערה שלי. כבר בעוצמות אור נמוכות (40W) היה עיכוב נביטה (3% בלבד) ואילו בעוצמות אור גבוהות, מ-60 ואט
ואילך, היה עיכוב מוחלט של נביטה (0%). בחושך מוחלט שיעור נביטת הזרעים היה גבוה
מאוד (80%).
העובדה שהצמחים לא נבטו באור, בצירוף
קליפת השעם המיוחדת שיש לזרעים הובילו אותי להשערה, שייתכן שעיכוב הנביטה מתבצע על
ידי קליפת הזרע. כלומר, ייתכן שגירוי האור נקלט בקליפת הזרע השחורה
ו"מתורגם" לעיכוב נביטה של הזרע (אולי על ידי יצירת חומר מעכב נביטה
בקליפה בהשפעת האור). לכן החלטתי לבדוק בשאלה
השלישית כיצד תשפיע הורדת הקליפה של זרעי החבצלת על אחוזי הנביטה שלהם, באור
ובחושך.
ההשערה שלי הייתה שמעכבי הנביטה
נמצאים על הקליפה של של הזרע, ולכן בעצם הורדת הקליפה תאפשר לזרע לצמוח גם באור
ייתכן שבקליפה עצמה יש חומרים שמעכבים את הנביטה והם מופעלים באמצעות האור.
הניסוי שלי אושש את הטענות שהעליתי ועם מה שקראתי
בספרות
פוטוריאקציה: זרעי ח. החוף הם בעלי תגובה שלילית
לאור. לכן הם לא ינבטו על פני הקרקע, אלא אם הם כוסו בחול. חשיפה של זרעים תפוחים
לאור מונעת את נביטתם מבלי להשפיע על כושר הנביטה שלהם. כאשר, לאחר החשיפה לאור,
מכסים את הזרעים, הם ינבטו היטב. היתרון האקולוגי של תגובה שלילית לאור היא כנראה,
שנביטה על או קרוב לפני הקרקע בחוף החולי, יחשוף את הזרעים והנבטים לסכנה של סחיפת
חול וחוסר מים (מה שיגרום להתייבשותם על השכבה העליונה). לכן, אם הנביטה לא הייתה
מעוכבת ע''י אור, הסיכויים להתבססות
הנבטים היו קטנים. הרבה זרעים אחרים מבתי גידול חוליים דווחו אף הם כבעלי תגובות
נביטה שלילית לאור.
באופן כללי אפשר להגיד, שמתוצאות הניסויים שלי למדתי
על החשיבות של קליפת הזרע לתנאי הגידול הקשים איתם זרעי החבצלת נאלצים להתמודד
בזמן, נביטתם. תכונות הקליפה (עיכוב נביטה באור) מבטיחות שהזרע ינבוט רק כאשר הוא
יהיה בעומק מספיק, שיגן עליו מפני תלישה באמצעות הרוח החזקה והחולות הנודדים,
ומאפשרת אספקת מים טובה יותר בסביבות הזרע.
ראוי להזכיר שניסוים אלה, למרות העבודה הקשה והזמן
הרב שהושקעו בתכנונם ובביצועם, אינם מושלמים, ויש מקום לשיפור, כמו הוספת חזרות
וריבוי פריטים והקפדה יתרה על גורמים קבועים. ייתכן בהחלט שניסוי בתנאים טובים
יותר יביא לתוצאות מדויקות יותר, אולם בהסתמך על הספרות והתוצאות אותם קיבלתי קשה
להאמין שיהיה זה שינוי מרחיק לכת. ברוב המקרים תוצאות הניסויים והתצפיות שלי תאמו
את מה שקראתי בספרות.
שאלות נוספות אותם הייתי רוצה לחקור בעקבות ניסוי זה
הן:
כיצד ישפיעו ריכוזי מלח שונים על אחוזי
הנביטה של זרעי החבצלת?
כיצד ישפיעו אורכי גל שונים של אור על אחוזי הנביטה
של זרעי החבצלת?