"חוקרים פרטיים": הטבע יודע הכי טוב

מאז ומעולם אהבתי לטייל בטבע כדי "לראות עולם". לכן למדתי ביולוגיה וכימיה באוניברסיטה כדי "להבין עולם". רק כשהגעתי לדוקטורט הצלחתי להבין מה בעצם "יוצר עולם", וזו האבולוציה.

חוקרים פרטיים - לכתבות הקודמות 

בפוסט דוקטורט שלי חל אצלי שינוי. חשבתי כי הטבע אכן מדהים, וכיף להבין תהליכים אבולוציוניים שלפעמים לגמרי לא אינטואיטיביים לנו, אבל פתאום התחלתי לראות את הטבע גם כפותר הבעיות האולטימטיבי. כי לטבע יש יתרון גדול עלינו בני אדם - והוא זמן.

כאשר הטבע נתקל בבעיה, הוא מפעיל את הכלי החזק ביותר שלו, אבולוציה, עד שימצא פתרון. הפתרונות שהטבע מוצא הם אלה שגורמים לנו להתפעל ממנו בכל פעם מחדש. אנחנו לעולם לא נהיה טובים כמו הטבע בפתרון בעיות, אז לדעתי כל שנותר לנו לעשות הוא להתבונן, להבין ולחקות.

שני מבנים שבהם התעניינתי במהלך הפוסט דוקטורט הם מבנה הריאות, שיש להן שטח הפנים עצום המאפשר להן לבצע קליטת גזים ביעילות רבה ולשמור את כולנו בחיים, ומבנה העצמות, המאפשר להן לשמור על חוזק יחד עם גמישות מסוימת המונעת מהן להישבר מכל מכה.

ניסיתי לחקות את המבנים הייחודיים הללו ואת ההשתנות שלהם במערכות סינתטיות - מערכות המורכבות על ידי האדם. מטרתי הראשונה הייתה לייצר מתקן בעל שטח פנים גדול עבור קליטת גזים בדומה לריאה. מתקן כזה יכול למשל לשמש כקולט פחמן דו חמצני להפחתת זיהום האוויר כתוצאה מפליטות של מפעלים.

רציתי גם ליצור מבנה שמשנה את דחיסותו וכך גם את חוזקו בתגובה ללחץ חיצוני, בדומה לעצם. זה יכול לסייע לנו ביצירת חומרים דינמיים שמתחזקים עם הפעלת כוח חיצוני – תארו לכם גשר שנעשה חזק יותר ככל שנוסעות עליו יותר מכוניות או טלפון סלולרי שנשבר פחות ככל שמפילים אותו יותר.

כיום יש לי מעבדה עצמאית במכון למדעי הצמח במכון וולקני, ואני מתעניינת בפתרונות המבניים המדהימים שאליהם הגיעו הצמחים. אני יוצאת מנקודת הנחה שלמבנים שהתפתחו בצמחים יש משמעות. פני השטח של הצמח, לדוגמה, פוגשים יום יום ושעה שעה, יצורים שמזיקים להם ושעוזרים להם, וגורמים חיצוניים אחרים כמו אדמה, אוויר ואור.

מבנה פני השטח של הצמח התפתחו במיוחד על מנת להתמודד עם כל האתגרים הללו ואני בוחנת כיצד. במעבדה שלי מפתחים מערכות סינתטיות, שמחקות את מבנה הצמח, אך לא מחקות תכונות נוספות שלו כמו כימיית פני השטח למשל (כפי שרואים בתמונה חיקוי של מבנה פני השטח של עלה עגבנייה). כשנרצה להוסיף תכונות אחרות נעשה זאת בהדרגתיות ובבקרה. כבר ראינו כי המבנה לבדו משפיע מאד על התפשטות של חיידקים ופטריות שונים על פני השטח של העלה. תובנה זו יכולה לעזור לנו בבואנו לבחון כיצד אנו יכולים להגן על הצמח מפני אותם חיידקים ופטריות.

הפעם אנו משתמשים במערכות סינתטיות לא על מנת לחקות את הטבע כדי לייצר מתקנים לטובת האדם, אלא כדי להבין טוב יותר את הטבע עצמו. החזון שלנו הוא לבנות מערכת סינתטית לחלוטין אשר מחקה את הצמח בצורה הטובה ביותר. מערכת שתגרום לנו להבין מה חשוב יותר ומה פחות לתהליכים שונים. מערכת אשר מפשטת מאד את המערכת הטבעית הסבוכה ותספק לנו הצצה, ולו לרגע, לעולם הנפלא של הפתרונות שמצא הטבע.

ד"ר מאיה קליימן, המכון למדעי הצמח, מכון וולקני

http://mayakl2.wixsite.com/kleimanlab

חוקרים פרטיים הוא מדור שבועי בערוץ המדע של ynet, שבו מסבירים חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נעשה בסיוע "האקדמיה הצעירה הישראלית".