ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

BIOX - מרכז הידע והחדשנות של הוראת תחום הביומימיקרי בישראל

מאת: יעל הלפמן כהן
אנו שמחים ונרגשים להכריז על השקת הפלטפורמה BIOX  - מרכז הידע והחדשנות של הוראת תחום הביומימיקרי בישראל.
את BIOX הקמנו כדי לספק לכם - מורים, מנחים ומדריכים העוסקים בהוראת המדעים והטכנולוגיה - שער כניסה להוראת התחום ברמה הגבוהה והמקצועית ביותר. השימוש בפלטפורמת BIOX מאפשר לכם לקצר משמעותית את עקומת הלמידה ואת ההיערכות לתוכנית הלימודים, מציב אתכם בחזית החדשנות תוך העשרה מתמדת ושמירה על סטנדרטים גבוהים, ומאפשר לכם להוביל את בית הספר שלכם אל חזית הקדמה בתחום, שהוא כיום מנוע החדשנות של המאה ה-21.
מגוון הכלים העומדים לרשותכם:
  • סטרטאפ טבע - כלים לעבודה במתכונת PBL (Project Based Learning) והזדמנות להתנסות בתהליכי חדשנות בהשראת הטבע ובאווירה תומכת.
  • קורס הכשרה והסמכה להוראת התחום ושימוש במאגר מומחים מהאקדמיה ויועצים בסיוע ומענה לשאלות. קישור לתכנית הקורס. 
  • מנטורינג - ליווי אישי של יועץ ביומימטי מוסמך, הכולל פגישות בבית הספר ותמיכה מרחוק.  
  •  חיבור בית הספר לתעשייה ולאקדמיה.   
  • אתר מקוון המציג תכניות לימוד מפורטות ברמת שיעורים, מצגות, סרטונים ועזרים. האתר ידידותי למשתמש ומספק חוויה מאורגנת, עשירה ומגוונת של תכנים.
  • הצטרפות לקהילת ארגון הביומימיקרי בארץ, הכוללת השתתפות במגוון פעילויות הארגון: כנסים אזוריים וארציים, סדנאות והרצאות.
התוכניות המוצעות בשלב זה:
אולימפיאדת החושים והתנועה (לכיתות א-ב): תכנית הלימודים שמה דגש על חיזוק הסקרנות ועל הפליאה מהטבע, תוך חשיפה ראשונית לרעיון החדשנות בהשראת הטבע, דרך עיסוק בתופעות מוחשיות הקשורות לחושים שלנו ולתנועה בטבע.
ביומימיקרי – טכנולוגיה וחדשנות (לכיתות ד-ו):
פיתוח חשיבה טכנולוגית חדשנית, תוך התמקדות בחיקוי פתרונות הטבע ויישומם. היכרות חווייתית עם תהליך התיכון, דרך דוגמאות מעולם הטבע, והתנסות בפיתוח המצאה טכנולוגית בהשראת הטבע. 
ביומימיקרי- חדשנות סביבתית בהשראת הטבע  (לכיתות ח-י):
תכנית המשלבת תהליכי חקר מעמיקים של מערכות ביולוגיות. דגש מיוחד על היבטים של חדשנות סביבתית ופיתוח המצאה טכנולוגית סביבתית בהשראת הטבע, במסלול תעשייה (תעשייה מאמצת) או אקדמיה (חוקר מאמץ).
אחת ממטרות ארגון הביומימיקרי הישראלי הוא לקדם את תחום הביומימיקרי במערכת החינוך, כבסיס לחדשנות טכנולוגית סביבתית של דור העתיד שלנו.  אנו מאמינים ש- BIOX יסייע בהגשמת מטרה זו ומזמינים אתכם - מנהלים, מורים, מנחים ומדריכים להצטרף אלינו. יחד נהפוך את הסקרנות לחדשנות!

לאתר BIOX: www.biox.org.il
לפרטים ומידע נוסף: Ofrit@biomimicry.org.il

המתאגרף מים סוף


מאת: עדי וייס
לזכרו של המתאגרף מוחמד עלי שנפטר ביוני השנה, אורגניזם החודש הפעם הוא יצור שמשתמש באגרופיו להרתיע טורפים. לא מדובר בבעל חיים גדול ושרירי דווקא, אלא בסרטן קטן, שעושה להגנתו שימוש יעיל באמצעי הגנה של יצור אחר.
הסרטן המתאגרף (Lybia tessellate; נקרא גם pom pom crab, boxer crab, ואפילו cheerleader crab) הוא סרטן עדין וצבעוני למדי, שגודלו לא עולה על 2.5 ס''מ בדרך כלל. הוא נפוץ לאורך חופי ים סוף, לאורך החוף המזרחי של אפריקה, וכן בחופי אינדונזיה, פפואה ניו גינאה, אוסטרליה ומדגסקר, שבהם מים טרופיים חמימים. הוא שוכן בנבכי סלעים, במקומות שאליהם קשה לטורפים גדולים להיכנס. עם זאת, כשהוא מאוים יש לו כלי נשק מקומי יעיל ביותר – הוא אוחז בכוח שושנת ים זעירה בכל אחת מצבתותיו. זרועותיה הארסיות של השושנה מופנות כלפי האיום, ותאיה הצורבים מספקים לסרטן הגנה אפקטיבית נגד טורפים.
מערכת היחסים בין הסרטן ושושנת הים פועלת כשיתוף פעולה מוצלח. שושנת הים אמנם יכולה לחיות  צמודה לסלעים, במושבות, אך היא משגשגת גם בזרועותיו של הסרטן, שלא מניח אותה לרגע - מלבד במהלך התנשלות. 

תצפיות מראות כי הסרטן מעדיף שושנת ים משלושה סוגים, ששניים מתוכם ידועים כבעלי ארס חזק ביחס לגודלם, אך בלית ברירה יחליף את כלי הנשק העדיפים עליו בספוגים או באלמוגים. צבתותיו הקדמיות, שאצל קרובי משפחתו (משפחת ה-Xanthidae) נועדו לתלוש חתיכות מזון ולהגיש אותן לפיו, התעצבו במרוצת האבולוציה לכדי מלקחיים עקשניות, שאינן יכולות לקרוע שאריות מזון לפיסות ונועדו רק להחזיק בשושנת הים. במקום הזוג הקדמי של הצבתות, התפתח הזוג השני של רגליו לצבתות שכאלו.
בעת האכילה, משמשת שושנת הים לסרטן גם כמפית מזדמנת; הוא מניף אותן סביב פיו ואוסף את שאריות המזון שנפלטו תוך כדי מאכל. השאריות נדבקות לזרועות של שושנת הים, והוא יכול ללקט אותן אל פיו ביעילות. שושנת הים מרוויחה גם מהארוחה, וגם מהשותף הנמרץ שלה. במקום להמתין לחומר אורגני במקום אחד, יכולה שושנת הים ללקט חלקיקים המרחפים בעמוד המים בזמן שהסרטן משוטט.
למרות הפתרון האלגנטי והיותו נפוץ ומוכר יחסית, מעטים המחקרים שנעשו על הסרטן המתאגרף. האם יש אסטרטגיות מפליאות נוספות בארסנל שלו? נצטרך להמתין ולגלות.   

מניעת ציפוי ביולוגי תת מימי על כלי שייט בהשראת בע"ח ימיים (חלק 2)


מאת: יוסי כהן
צימדה, או ציפוי ביולוגי (ביופילם) תת מימי (Marine Biofouling) מורכב ממושבות של אורגניזמים כמו בקטריות, מיקרו-אצות, אצות, פטריות, סרטנים וחסרי חוליות, הנדבקים לגופי כלי שייט. הצימדה גורמת לבעיה חמורה של הגדלת הגרר של כלי השייט ולהאטה במהירותו, ולבזבוז רב של אנרגיה. תופעה זו גורמת גם לשינוי האקוסיסטמה, עקב שינוע אורגניזמים זרים מנמל אחד למשנהו באזורים גאוגרפיים שונים. 
מינים רבים של בע"ח ימיים נשארים עם פני שטח נקיים לאורך זמן בזכות שימוש בטכניקות הגנה כימיות, פיסיקליות, מכניות, או סימביוטיות.בידיעון הקודם התמקדנו בטכניקות פיזיקליות, בידיעון זה, נבחן דוגמאות לטכניקות כימיות, מכניות וסימביוטיות:

כחיקוי לטכניקת ההגנה הכימית מוצו מבע"ח ימיים חומרי טבע דוחי צימדה, והוכנו מהם ביוצידים חדשניים, ששולבו בפורמולציה של הצבע. לדוגמא, נמצא שהאצה האדומה Delisea pulchra דוחה התפתחות ביופילם באמצעות הכימיקל Halogentaed Furanone, המאוחסן בבלוטות שעל פני שטח האצה, ומשתחרר מהן בריכוזים קבועים. כיום משמש ה-Furanone כחומר הפעיל בצבעי Antifouling המיוצרים באוסטרליה.
הכימיקל Halogenated pyrrol, המעכב התפתחות ביופילם בספוגי ים, משמש כחומר פעיל (שם מסחרי Econea) בצבעי Antifouling , המיוצרים ע"י חברות הצבעים: Petit, Interlux, Sea Hawk.
את טכניקת ההגנה המכנית אפשר לראות אצל יצורים ימיים כמו כלבי ים וסרטנים, המנקים את פני גופם ע"י הברשה וטיפול מכני. בהשראת טכניקה זו של ניקוי מכני פותח רובוט אוטונומי HullBUG  (Hull Bioinspired Underwater Grooming), המנקה באופן פרואקטיבי ועדין את תחתית כלי השייט בשעת עגינתם בנמל, ובכך מקטין את השפעת הצימדה על ביצועי כלי השיט.

רוב האורגניזמים שנחקרו משלבים מספר טכניקות להגנה אפקטיבית בפני היווצרות Fouling . משפחת קווצי העור (Echinoderms) למשל, הכוללת כוכבי ים, קיפודי ים, חבצלות ים ועוד, משלבת בין הברשה להפרשת ריר נוגד הדבקה, ולטיפול כימי - ואף משתמשת בקוטיקולה טעונה חשמלית כדי למנוע התנחלות ביולוגית על פניהם.

גישה זו, של שילוב טכניקות שונות למניעת Fouling , היא כנראה הפתרון האולטימטיבי - ובכיוון זה עובדים כיום המדענים. 

למקור הידיעה: 
1.       Biomimetic Strategies in Antifouling Coatings by Maria Salta- The Journal of Ocean Tech. Vol. 9, No.4, 2014
2.       Can Biomimicry and Bioinspiration Provide Solutions for Fouling Control? By Emiliy Ralston & Geoffrey Swain- Marine Technology Society Journal –July/August 2011, Vol.45, No.4.