לכבוד פורים, ולרגל הזלילה ההמונית של אוזני המן המתרחשת ממש בימים אלו, חשבנו לספר לכם קצת על אוזניים. אבל לא על כאלה שממולאות בפרג, בשוקולד או בתמרים, אלא אוזניים של בעלי חיים - על צורותיהן השונות, והדברים המפתיעים שהן מסוגלות לעשות.
האוזן היא אחד מאיברי החישה ומאפשרת לנו לשמוע, אבל אצל חולייתנים יש לה עוד תפקיד חשוב: היא עוזרת לשמור על שיווי המשקל. האוזן בנויה משלושה חלקים - אוזן חיצונית, אוזן תיכונה ואוזן פנימית - וכל אחד מהחלקים תורם לשמיעה בצורה אחרת. מהאוזן החיצונית אנחנו יכולים לראות בעיקר את האפרכסת, שצורתה וגודלה שונות בבעלי חיים שונים.
יש בעלי חיים כמו זוחלים, עופות או כלבי ים שאין להם אוזן חיצונית כלל. מעבר לאפרכסת נמצאת האוזן התיכונה שכוללת, בין היתר, את עור התוף ואת שלוש עצמות השמע. עמוק יותר מצויה האוזן הפנימית ובה שבלול האוזן, שמאפשר לנו לשמור על שיווי משקל וגם מחבר את האוזן אל המוח דרך עצב השמיעה. ומכיון שעוגיות אוזני המן באות לציין, למרבה המזל, רק את האוזן החיצונית, נדבר כאן בעיקר על אפרכסות האוזניים.
נתחיל בגדול
פיל בחנות חרסינה
פילים הם בעלי אפרכסות האוזניים הגדולות ביותר בעולם החי. אך למרות הקישור המיידי שאנחנו עושים בין אוזניים ובין שמיעה, כאן גודל האוזניים קשור דווקא בסיבה אחרת - ויסות חום. בעולם היום חיים שלושה מינים של פילים. שני מינים חיים באפריקה: פיל הסוואנה (Loxodonta africana) ופיל היער (Loxodonta cyclotis), והמין השלישי - הפיל ההודי או האסייתי (Elephas maximus) חי, כפי שאפשר להבין משמו, באסיה. האפרכסות של הפילים האפריקניים גדולות יותר ומזכירות בקווי המתאר שלהן את צורתה של יבשת אפריקה, והאוזניים של הפיל ההודי קטנות יותר משל האפריקני ומזכירות בצורתן את הודו. כמה נוח!
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
המושתל של נורלינק מדבר לראשונה
מחלות ללא גבולות: נגיף הפוליו מזן הבר
כושר: יותר מפעילות גופנית
כאמור, אוזני הפילים מסייעות להם לווסת את חום גופם. למעשה, הן כמעט האמצעי היחיד שלהם לעשות זאת. כמעט 100 אחוז מאיבוד החום מגופם הגדול של הפילים האפריקניים נעשה דרך האוזניים.
לפילים אין בלוטות זיעה מפוזרות על כל הגוף, כמו שלנו יש, אלא רק על כפות הרגליים. סיבה עיקרית לכך היא שפילים אפריקניים חיים גם באזורים יבשים ולפעמים ממש מדבריים, שבהם קירור הגוף על ידי איבוד של מים בהזעה הוא בזבוז של המשאב היקר, ועלול לגרום להתייבשות.
שטח הפנים של אוזני הפילים, הכולל את שני הצדדים שלהן, מגיע ל-20 אחוזים מסך שטח הפנים של גוף הפיל. הן מתנהגות ממש כמו הרדיאטור במכונית. בתוך האוזניים הדקיקות עוברים הרבה כלי דם גדולים שקרובים לפני השטח. בגוף הדם נמצא בטמפרטורה גבוהה, וכשהוא מגיע אל האפרכסת הוא מאבד חום אל הסביבה, חוזר אל הגוף כשהוא קר יותר, וכך עוזר לפיל להוריד את הטמפרטורה של גופו בעד חמש מעלות. לפילים יש גם כמה שיטות לייעל את התהליך: הם יכולים להרחיב את כלי הדם ולהגביר על ידי כך את זרימת הדם אל האוזניים ואת איבוד החום, או לנפנף באוזניהם כדי להגביר את זרימת האוויר על פני השטח של האוזן. פילים מקררים את עצמם בדרך נוספת, שאינה קשורה לאוזניים: הם מתיזים על עצמם מים ומצננים עוד יותר את פני העור.
הינה פתחתי חלון
עד כה דיברנו על צינון הגוף כשחם בחוץ. אבל מתברר שהאוזניים יכולות לעשות גם את ההפך. במחקר שנערך בגן חיות בקנדה צילמו החוקרים פילים אסייתיים במצלמה תרמית, שיוצרת תמונה מן הקרינה הנפלטת בתחום התת-אדום, ובדקו כך את ויסות החום שלהם. גני חיות מודרניים במקומות קרים מחויבים על פי התקן לספק לפילים האסייתיים תצוגות חורף מחוממות, אך למרות זאת הם מבלים זמן ניכר גם בקור בחוץ, ולמעשה משתמשים באוזניים כדי לשמור על חום גופם.
האוזניים משמשות כחלונות תרמיים, שניתן לפתוח או לסגור כדי לשלוט בחילוף החום עם הסביבה. בקור הפילים "סוגרים" את החלון התרמי על ידי כיווץ רשת כלי הדם באוזן כדי לצמצם את אובדן החום אל הסביבה. הפיל האסייתי, שחי בטבע באזורים טרופיים, מותאם יפה מאוד גם לחיים בטמפרטורות נמוכות בהרבה, כפי שיודעים כבר עשרות שנים בגני החיות. שרידי ממותות שנמצאו בסיביר מוכיחים שיצורים ממשפחת הפיליים חיו גם באזורים הקפואים האלו. כנראה החלונות התרמיים הם התאמה שהתפתחה מוקדם באבולוציה של הפילים, בתקופות שבהן הם חיו באזורים הרבה יותר קרים, והיום הפיל האסייתי יכול לעשות בה שימוש אם הוא חי בקנדה ולא באסיה.
הטו אוזן
מכיוון שאפרכסות האוזניים של הפילים גדולות כל כך והם מסוגלים להזיז אותן ביעילות, בניגוד לנו בני האדם, הפיל עושה בהן שימוש נוסף שגם הוא לא קשור בשמיעה, אבל כן קשור בתקשורת. אם יתמזל מזלכם ותטיילו בספארי באפריקה, כדאי שתכירו קצת את שפת הגוף של הפיל. פיל שפורש את שתי אוזניו הצידה, כך שהן ניצבות לגוף, הוא פיל מאוד לא מרוצה. זוהי מחוות גוף שמסמנת "אל תתקרבו!". אם אתם נוסעים לעבר פיל כזה, כדאי מאוד לעצור ולתת לו להתרחק.
אולי נשף אותי ינשוף
עבור מי שצד בחשכת הליל, שמיעה חדה תבדיל בין ארוחה דשנה לרעב. לכן ברור שהאוזניים של הינשופים הן משוכללות במיוחד. אבל רגע, ראיתם פעם עוף עם אוזניים? זהו, שלא! לעופות אין בכלל אפרכסת. יש להם שני חורי אוזן מכוסים נוצות משני צידי הראש, כך שכלל לא רואים אותם. אל תטעו ב"אוזניים" הזקורות של ינשוף העצים או האוח: אלו כלל לא אוזניים אלא שתי ציציות נוצות מזדקרות. עם זאת, לחלק מהעופות יש נוצות אחרות שפועלות פחות או יותר כמו אפרכסת, ומנתבות את גלי הקול אל תוך האוזן. את פניהם של הינשופים מעטר זר נוצות עגול, שיוצר מעין צלחת (Facial disc), שמכוונת את גלי הקול אל חורי האוזניים, בדומה לצלחת לוויין שמרכזת את הקרניים למרכזה.
לחלק מדורסי הלילה, כמו למשל התנשמת הלבנה (Tyto alba), יש טריק נוסף שמסייע להם לקלוט אפילו רחשים מזעריים מתחת לשלג ולאתר את מקורם: זהו מיקומם המיוחד של חורי האוזניים. חורי האוזניים של התנשמת אינם ממוקמים באותו גובה בגולגולתה, אלא האוזן השמאלית נמוכה יותר מהאוזן הימנית. היא גם ממוקמת מעט קרוב יותר לעין השמאלית לעומת המרחק שבין אוזן ימין לעין ימין. בשל הפרשי הזמן הזעירים בהגעת גלי הקול אל שתי האוזניים, הבדלי המיקומים מאפשרים לתנשמת "לחשב" בדיוק מהיכן הוא מגיע ולהתביית על הטרף בדיוק רב.
למה האוזניים שלך גדולות כל כך?
בואו ונסתכל רגע על הארנבת. כן, זו שהרבה מאוד אנשים מכנים אותה בטעות שפן. הארנבת אינה שפן והיא גם לא מכרסם, אלא היא משתייכת לסדרה משל עצמה, סדרת הארנבאים. הארנבות חיות כמעט בכל העולם, ואפשר למצוא אותן בבתי גידול ובתנאי אקלים שונים מקצה לקצה - מהחלקים הצפוניים והקרים ביותר של כדור הארץ כמו גרינלנד וקנדה, שם חיה ארנבת הקוטב (Lepus arcticus), ועד לאזורים מדבריים וחמים יותר כמו ישראל, שלאורכה ולרוחבה חיה הארנבת המצויה (Lepus capensis). אם תסתכלו על שתי הארנבות האלה תבחינו בהבדל בולט מאוד ביניהן - גודל האוזניים ואורכן. לארנבת הקוטב אוזניים קצרות וקטנות יותר מאשר לארנבת המצויה. ההבדלים האלו בגודל אפרכסות האוזניים אינם שרירותיים או עניין של טעם אישי, אלא נובעים מהתאמה לאזור המחיה של הארנבות.
הגודל כן קובע
אוזנייים הן איבר קצה. הן נמצאות הרחק ממרכז הגוף של הארנבת, שטח הפנים שלהן גדול והן דקות מאוד. כל אלה פירושם שהדם הזורם בהן מושפע מאוד מהטמפרטורה של האוויר הסובב אותן. כאשר חיים במדבר החם, איבוד חום אל הסביבה הוא דבר מבורך, כפי שראינו אצל הפילים. אבל במקומות קרים, ועל אחת כמה וכמה קפואים, אובדן החום עלול להיות מסוכן מאוד ולפגוע ביכולתו של בעל החיים לשמור על חום גופו. לכן, אם נבחן איברי קצה כמו אוזניים, רגליים וזנבות של בעלי חיים בעלי "דם חם" ממקומות בקרבת קו המשווה לעומת אלה החיים קרוב יותר לקטבים, נראה שככל שנתקרב לקטבים הקרים, האיברים האלו יהיו קטנים יותר ויותר. לתופעה העולמית הזאת קוראים כלל אלן (Allen's rule) על שם הזואולוג האמריקני ג'ואל אסף אלן (Allen), שניסח אותו כבר ב-1877.
למה חשוב שאיברי הקצה יהיו קטנים ככל שטמפרטורת הסביבה נמוכה יותר וגדולים ככל שהסביבה חמה יותר? ובכן, כל גוף מאבד חום אל הסביבה על פי החוק השני של התרמודינמיקה. קצב איבוד החום אל הסביבה קשור ביחס שבין הנפח של הגוף ובין שטח הפנים שלו. ככל שגוף גדול יותר, היחס בין השניים קטן, הוא מאבד פחות חום אל הסביבה וקל לו יותר לשמור על טמפרטורה קבועה.
ובחזרה לארנבות, אלה בעלי חיים קטנים למדי והן מאבדות חום אל הסביבה במידה משמעותית. האם זה טוב? תלוי איפה הן נמצאות. אם את ארנבת קוטב שחיה במקום קר, איבוד החום הוא בעייתי מאוד ועדיף להפחית אותו ככל שניתן. אבל אם את ארנבת מצויה שחיה במדבר, הרי שאיבוד החום מבורך. דרך אחת שבה האבולוציה יכולה להשפיע על כמות החום שהארנבת תאבד אל הסביבה היא דרך גודלם של איברי הקצה כמו רגליים ואוזניים: זו הסיבה להבדלים בגודל האוזניים בין ארנבות בקוטב הצפוני לארנבת המצויה שוכנת המדבר.
למעשה, כלל אלן עובד לא רק ברמה העולמית, אלא גם ברמה המקומית. אם נסתכל על הארנבות בישראל בלבד, שמשתייכות כולן לאותו המין - ארנבת מצויה - נראה שלארנבות שחיות בצפון הארץ אוזניים קטנות יותר מלארנבות בדרומה.
בשונה מגודל איברי הקצה, הרי שעל פי כלל ברגמן, שניסח הביולוג הגרמני קארל ברגמן (Bergmann), גודל היונק כולו דווקא הולך וגדל ככל שסביבת המחיה שלו קרה יותר. הסיבה, שוב, היא איבוד חום: גוף גדול יותר מאבד חום בקצב נמוך יותר. גם החוק הזה ניכר בכל מיני רמות. הדוב החום, לדוגמה, הוא מין נפוץ מאוד בעולם, ותתי-מינים שלו חיים בצפון אמריקה, באירופה ובאסיה. בעבר הגבול הדרומי של התפוצה היה אצלנו בישראל. הדובים מתת-המין הסורי (Ursus arctos syriacus) שחיו בישראל שקלו עד 250 קילוגרם, בעוד שמשקלו של דוב גריזלי (Ursus arctos horribilis), שגם הוא תת-מין של הדוב החום שחי בארצות הברית ובקנדה, יכול להגיע ל-300 קילוגרם ומעלה.
ראינו שהאוזניים הן הרבה מעבר למכשיר שמיעה משוכלל יותר או פחות ואיבר שיווי משקל. האבולוציה עיצבה אותן בצורות שונות ומשונות כדי להיטיב לא רק את השמיעה אלא גם את ויסות חום הגוף, והן אפילו עוזרות לתקשר עם חיות אחרות, מאותו המין וגם ממינים אחרים. ולגבי האוזן של המן הרשע - אם באמת צורת האפרכסת שלה הייתה משולש, הרי שלא בטוח אם היא הצטיינה בתפקידה, אבל בתור עוגייה היא מאוד טעימה.
קרן אור, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
