פרופ' שריג גפני

הפקולטה למדעי הים

פעילות המחקר שלי מתמקדת בשני מישורים עיקריים: א. שמירת טבע של מינים של בעלי חיים אקווטיים המצויים בסכנת הכחדה בישראל, בדגש על דו חיים; וב. אקולוגיה של מקווי מים תוך יבשתיים, בדגש על שיקום נחלים בישראל.

1. היבטים בביולוגיה והאקולוגיה של העגולשון שחור הגחון -  מין נכחד שהתגלה מחדש. לאחר 70 שנה בהן לא נצפה ו-15 שנים שהוכרז ע"י ארגון ה-IUCN  כמין נכחד התגלה מחדש בשמורת החולה העגולשון שחור הגחון – מין אנדמי של דו חי חסר זנב שתואר בישראל בשנות ה-40 ונחשב לאחר מעשרת מיני הדו חיים הנדירים ביותר בעולם. המחקר שבחן את מעמדו הפילוגנטי של המינים בהתבסס על מידע גנטי ועל פי מבנה העצמות של המין. בנוסף, המחקר בוחן היבטים בביולוגיה ובאקולוגיה של המין שהמידע עליו מועט ביותר. המחקר מתבצע בשיתוף עם פרופ' אלי גפן מאונ' תל אביב ופרופ' Miguel Vences מהמכון הזואולוגי שבאוניברסיטת Braunschweig בגרמניה. תוצאות החלק הראשון של המחקר לימדו כי העגולשון שחור הגחון הוא מאובן חי, כלומר שריד רצנטי לסוג שהיה מוכר רק ממאובנים. סוג זה היה נפוץ בעבר על פני כל אירופה אך נכחד לכאורה מהעולם לפני שנים רבות. החקר גילה כי בניגוד למידע שהיה כי המין נכחד לפני כמליון שנים אוכלוסיה שרידית של המין שרדה בעמק החולה וזהו למעשה העגולשון שחור הגחון. ממצאי החלק הראשון של המחקר  פורסמו בעיתון Nature Communication (2013). כחלק ממחקר זה אנו חוקרים גם את הביולוגיה והאקולוגיה של העגולשון. תוצאות מחקר זה התקבלו לפרסום בעיתון Contributions to Zoology. כמו כן, היבטים של המבנה המורפולוגי של העגולשון התפרסמו בעתון Journal of Morphology (2016). היבט נוסף של המחקר עוסק בתפוצה של המין הנחשב לאחד ממיני בעלי החיים הנדירים בעולם. בפרויקט זה נבחנה תפוצת המין בהסתמך על דגימות DNA סביבתי שנאספו ממקווי מים שונים בעמק החולה. תוצאות מחקר זה נמצאות כרגע בסיכום ובשלבי פרסום ראשוניים.

2. אפיון גנטי של אוכלוסיות החפרית המצויה בישראל. המחקר בחן את המבנה הגנטי של אוכלוסיות החפרית המצויה – מין הנתון בסכנת הכחדה קריטית בישראל. המחקר בחן את המבנה המולקולרי של DNA מיטוכונדריאלי ב-40 אוכלוסיות של חפרית מצויה מכל מרחב התפוצה של החפרית בישראל, המהווה את גבול התפוצה הדרומי העולמי של המין. תוצאות המחקר הראו כי בישראל יש שתי אוכלוסיות עיקריות של חפרית הנבדלות באופן ניכר זו מזו במבנה הגנטי שלהן. הטיפוסים הגנטיים (הפלוטיפים) של האוכלוסייה הצפונית המצויה ברמת הגולן ובגליל העליון שונים מאד מהטיפוסים הגנטיים של האוכלוסייה הדרומית של הגליל התחתון ומישור החוף. בנוסף, השונות הגנטית של אוכלוסיות המין הולכת וגוברת ככל שאנו מתקרבים לקצה גבול התפוצה של המין. המחקר נערך במימון רשות הטבע והגנים. החלק הראשון של המחקר התבצע ע"י גב' ענבר מונבז  - תלמידת מוסמך שסיימה את התואר בהצטיינות. המחקר פורסם בשני מאמרים שיצאו לאור בעיתון המדעיMolecular Ecology. (2010, 2011). החלק השני של המחקר עוסק בואריביליות בתהליכי סלקציה בקרב ראשני דו חיים לאורך גרדינט ממרכז לקצה גבול התפוצה שלהם.  המחקר מבקש לבחון את תקפותה של תאוריית ה-  “temporal variability hypothesis". המנסה להסביר מדוע חלק מהמינים מראים שונות גנטית גבוהה יותר במרכז גבול התפוצה שלהם (core populations) ושונות נמוכה באוכלוסיות הנמצאות בקצה גבול התפוצה (core populations), בעוד שמינים אחרים מראים דגם הפוך. ההיפותזה מסבירה את השוני בלחצי סלקציה שונים הפועלים על אוכלוסיות במרכז גבול התפוצה בהשוואה לאוכלוסיות פריפריאליות. כמודל לבחינת ההיפותזה משמשות אוכלוסיות שונות של דו חיים בישראל ובמרוקו. המחקר מתבצע עי" גב' אורלי כהן – תלמידה לקראת התואר דוקטור והוא מתבצע בשיתוף פעולה עם פרופ' אלי גפן מהמחלקה לזואולוגיה באונ' תל אביב. תוצאות ראשונות יוגשו בקרוב לפרסום.

3. היבטים באקולוגיה של נחלים מזוהמים בישראל. נחלי ישראל הם מהמערכות האקולוגיות הפגועות ביותר. נחלי ישראל נפגעו מאד מהטיית המים שלהם והפנייתם לצרכי האדם ומהזרמת שפכים וקולחים מזוהמים בנחלים. הבנה של התהליכים האקולוגים המתרחשים בנחלים היא צעד חיוני בדרך לשיקומם. במסגרת זו חקרנו את הדינאמיקה של חומרי דישון בנחל הירקון והשפעתה על אסופת חסרי החוליות הגדולים בנחל. נחלים נקיים מתאפיינים ביעילות גבוהה של מיחזור נוטריאנטים ובעקבות זאת בכושר גבוה של טיהור עצמי ממזהמים של מערכת הנחל. נחל הירקון התאפיין בעבר ברמה גבוהה של זיהום ובעקבות זאת ביעילות נמוכה של מיחזור נוטריאנטים. בגלל הזיהום הכבד מינים אינדיקטוריים של חסרי חוליות גבוהים נעלמו ממי הנחל. שיפור ניכר באיכות הקולחים המוזרמים לנחל בשנים האחרונות הביא להגברה של יעילות מיחזור הנוטריאנטים ובעקבות השיפור באיכות המים שבו לנחל חלק ממיני חסרי החוליות הגדולים שנעדרו ממנו. תוצאות מחקר זה התפרסמו במאמר שיצא לאור בעיתון Aquatic Sciences (2015).
היבט אחר של  המחקר עוסק בסחרור מים. סחרור מים הוא אחד הפתרונות הטכנולוגיים שהוצעו בישראל כחלופה להזרמת כמויות גדולות של מים נקיים בנחלים. פתרון זה לא נבחן בעבר בנחלים בארץ ובעולם. כחלק מבחינת צעד ממשקי זה, עומדת רשות נחל הירקון להתחיל בפעולת ממשק של סחרור מים במקטע הנקי של נחל הירקון. במסגרת הסחרור המתוכנן ישאבו מרבית המים הנקיים המוזרמים במקטע העליון של הנחל ויובלו לצינור למעלה המקטע העליון, באופן שאותה מסת מים תוזרם במקטע הנקי במעגל סגור פעם אחר פעם. המחקר נועד לבחון את ההשלכות שיהיו לסחרור המים הצפוי המבנה המורפולוגי, על היצרנים הראשוניים ועל מאסף חסרי החוליות הגדולים במקטע העליון של הנחל וכן את השפעת הסחרור על המקטע התיכון של הנחל. המחקר מתבצע במימון רשות נחל הירקון. תוצאות השנים הראשונות של המחקר נכללו בדו"ח שהוגש לאחרונה (2015) לרשות נחל הירקון.

4. פיתוח מתודולוגיה לקביעת כמויות המים הנדרשות לשיקום נחלי ישראל -  פגיעה בכמויות המים הזורמות בנחלים היא מהגורמים העיקריים שהובילו להתדרדרות האקולוגית של נחלי ישראל. המעבר להתבססות על התפלת מי ים כמקור מים עיקרי למגזר הביתי והחקלאי בישראל פתחה חלון של הזדמנויות להשבה לטבע של חלק מהמים שנלקחו מהנחלים הפגועים של הארץ. הצעד הראשון לשיקום הידרולוגי של נחלי ישראל הוא להעריך מה הם  כמויות המים הנדרשות לכל  נחל. בעשור האחרון פותחו ברחבי העולם שיטות רבות לביצוע הערכה כמותית כזו אבל יישומן של שיטות אלה בישראל הוא בעייתי ולעיתים קרובות אף בלתי רלוונטי. הפרויקט המתואר, שהוזמן ע"י רשות המים, המשרד להגנת הסביבה ורשות הטבע והגנים מתמקד בפיתוח מתודולוגיה ייחודית להערכת הזרימות הסביבתיות הנדרשות לשיקום הנחלים הפגועים של ישראל. המתודולוגיה שפותחה מהווה חלק מתוכנית האב להשבת מים לנחלי ישראל שהוצגה לרשות המים.