המיקרוביולוג שגורם לפרות לזהם פחות - ולייצר יותר חלב

"אני, בזמן הזה, מת ללכת לעשות עבודה במעבדה", מתוודה פרופ' איציק מזרחי במהלך השיחה בינינו. מזרחי, תושב להבים וחבר סגל בכיר במחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן גוריון, לא מנסה לרגע להסתיר את התשוקה שלו לעשייה עצמה - כמיקרוביולוג.

"אני אקולוג מיקרוביאלי", הוא מסביר, "זה אומר שאני חוקר אקולוגיה של חיידקים, איך האינטרקציה של אותה קהילה של חיידקים, שבדרך כלל מכילה יותר ממין אחד, איך המינים השונים באינטרקציה אחד עם השני ועוד. שזו הגדרה בסיסית של אקולוגיה, רק בחיות שקשה לנו לראות". מזרחי מעיד על עצמו כי מה שמעניין אותו הוא הסביבה וביטחון תזונתי - מה שמיד מעלה את השאלה כמה קשורים אותם יצורים מיקרוסקופיים לתופעת המסת הקרחונים. הדרך לשם עוברת כמה תחנות ועל פני מיליארדי שנים, אולם כפי שמזרחי מסביר, הקשר בהחלט קיים.

"המיקרואורגניזמים הם המנועים הכימיים של כדור הארץ - מחזור הפחמן, מחזור הזרחן, מחזור החנקן - הכל מתווך על ידי מיקרואורגניזמים. אם אתה מבין אותם, אתה מבין את הכוח המניע של החיים על פני כדור הארץ", הוא אומר רגע לפני שהוא מרגיש שההצהרה נשמעת דרמטית מדי. "אני יודע שזה נשמע כמו משפט שיווקי, אבל הוא באמת ככה. חובבי מלחמת הכוכבים היו קוראים לזה 'הכוח' - כי אתה לא באמת רואה את זה, אבל זה קורה סביבך כל הזמן, אפילו בתוכך באלה הרגעים".

"אני התחלתי את העניין שלי בקבוצות של מיקרואורגניזמים בפרות", הוא ממשיך. "מה פרות אוכלות?"

עשב?

"אז אני אגיד לך כאקסיומה, אף יונק לא יכול לאכול עשבים. אז מה פרות אוכלות? פילים, קרנפים, ג'ירפות, חמורים, קפיברות וכו', הם אוכלים עשבים כולם. היצורים היחידים שיכולים לפרק את הפולימרים המאוד מאוד עמידים שנמצאים בצמחים הם המיקרואורגניזמים".

מזרחי מסביר כי אבותיהן הקדמונים של הפרות הסתגלו לאכילת צמחים בתהליך של גדילת הוושט שלהם, כך שיוכלו להיכנס בה בין 180 ל-200 ליטרים של צמחים, ושם לגדל עליהם אורגניזמים, אשר "מפרקים את העשבים ומייצרים כימיקלים שמאפשרים לפרה להפוך את האנרגיה בעשבים לאנרגיה שתקיים את כל הגוף הענק הזה. החומרים האלה נספגים בגוף של הפרות והופכים לחלב. חלק מהחומרים האלה לא נספגים, כמו מתאן, שמיוצר בתנאים שאין בהם חמצן כמו במעי של הפרה, נפלטים לאטמוספירה ומחממים את כדור הארץ".

"ואני אמרתי 'וואו, יש לי פה מערכת מדהימה של יצור חי, ענק, שתלוי לגמרי במיקרואורגניזמים שלו והם תלויים בו, ואני יכול עכשיו ללמוד איך הם משפיעים אחד על השני'", הוא ממשיך בהתלהבות. "וזו הייתה התגלית הראשונה שלנו, מצאנו שיש קשר בין המיקרואורגניזמים לכמות האנרגיה שהפרה מפיקה ולכמות המתאן שנפלט לאטמוספירה. ואז באנו ואמרנו - המערכת הזאת כל כך מורכבת, עכשיו ננסה להבין מה היחידות הכי חשובות ואז נוכל להנדס אותן מחדש, כדי להפחית את כמות המתאן ולייצר יותר חלב. הבנו לממצאים שלנו יש משמעות בחיי היומיום של האנשים".

כלומר מצאתם דרך לגרום לחיידקים להתעסק יותר בהפקת חלב ופחות בייצור מתאן

"בדיוק. זה ייצר פתאום מצב שהוא ווין ווין סיטואיישן. אתה בא ואומר לרפתנים 'אתם לא צריכים לסגור את הרפת שלכם כי אתם מחממים את כל כדור הארץ וכולנו מתים' - פעם היה כיף ללכת לים, היום אי אפשר לדרוך בים - אתה אומר להם 'חבר'ה, מצאתי דרך שתקבלו יותר חלב ואנחנו נוכל ללכת לים. וגם הקרחונים לא יימסו'". וזה עשה אימפקט מאוד גדול". לדבריו, כשטענו שהתהליכים המיקרוסקופיים הללו יכולים להשפיע על כל כדור הארץ, "לא האמינו לנו. ובסופו של דבר גם פתחנו חברה שמאפשרת לעשות את זה".

כמו שחיידקים מניעים תהליכים בכדור הארץ, מענקים הם מה שמניע את מחקריו של מזרחי. "יש מענקי מחקר שמבקשים רעיונות יותר שמרניים, ואז אחוזי הקבלה הם יותר גבוהים, ויש כאלה שאומרים 'תשתולל', ואז אחוזי הקבלה יורדים בצורה משמעותית, קרי שני אחוזים. לנו יש גם וגם".

אחד המענקים הגדולים שקיבלה קבוצת המחקר של מזרחי ניתן להם מטעם המועצה האירופית למחקר (ERC). "זו תחרות בין כל המדענים באירופה, אחוזי הקבלה הם בדרך כלל בין שניים לחמישה אחוזים, ויש שלושה שלבים - קיבלנו שניים מהם, וזה סיכויים שבאמת בדרך כלל לא קורים", הוא מספר בגאווה.

במסגרת המחקר, בחנו מזרחי ואנשיו מדוע בימינו קשה יותר לאנשים לאכול סיבים. "ראית פעם איך העשבים נראו לפני שהתחלנו לעשות חקלאות? דברים שנראו כמו משהו שאתה לא רוצה לקנות בסופר. באזור ה-130 גרם סיבים, זה מה שאכלו ציידים לקטים. אתה יודע כמה אתה אוכל ביום? שמונה גרם. ואז חשבנו על זה, במשך ארבעה-חמישה דורות אתה אוכל אוכל מתועש - הרי מה זה אוכל מתועש? מפרידים לך את הסיבים האלה, שזה לא יעצבן אותך - ומה יקרה אם תלך לספארי ותעיף משם את כל הצמחים?"

החיות ימותו

"יפה, אז כשאתה לוקח את כל העשבים מהבטן שלך למיקרואורגניזמים שיודעים לפרק עשבים, אותו דבר. ואז התחלנו לשאול האם אפשר למצוא בבני אדם חיידקים מפרקי סיבים צמחיים. הסיבה שאנחנו לא יכולים לפרק את דופן התא הצמחי זה כי הצמחים יצרו את הדבר הזה כדי שלא יאכלו אותם. אז הלכנו לפרות, יש שם מיקרואורגניזמים שיודעים לפרק עשבים, וחיפשנו משהו דומה בבני אדם. והפלא ופלא, מצאנו גנים שדומים מאוד למה שמוצאים בפרות גם במעי של אנשים. הסתכלנו על מאות אנשים בכל רחבי אירופה וישראל, ומצאנו את זה רק בארבעה אחוזים מהאנשים, ובאיים כאלו - מה שמעיד שיש ממש תהליך של היכחדות של המינים הללו. זה גם מסביר למה לרוב האנשים קשה לאכול עשבים".

בעקבות השכיחות הנמוכה של אותם מיקרואורגניזמים, הלכו מזרחי ואנשיו לבחון קהילות שחיות עד היום כציידים-לקטים. "יש אנשים שחיים בכדור הארץ וממש שומרים על הסטייל הזה. הסתכלנו על 400 אנשים כאלו, שחיים בבורקינה פאסו ואוכלים מה שהפרות אוכלות, ואצלם 20% מהאנשים מכילים את החיידקים האלו. הלכנו לדוגמאות של אנשים שחיו לפני 3000 שנה - 40%. אמרנו 'בוא נסתכל על קופים', באזור ה-30-40 אחוזים. מהון להון כנראה שתהליך התיעוש גורם להכחדה של החיידקים האלו".

מזרחי מסביר כי בתהליך הביות של הפרות, עברו מיקרואורגניזמים מהחיה לאדם. "מצאנו שהם רכשו כל מיני פונקציות ממש מגניבות במעבר מפרות לבני אדם", הוא מתארי בהתלהבות. "מצאנו שהחיידקים האלה רכשו את היכולת לפרק את דופן התא של חד פסיגיים, תירס ואורז. כי פעם המגניבים זה לא אלה שהיו קונים אורז מלא, להם היה אורז לבן. אז החיידקים האלה, אלו שבבני אדם ולא אלה שבפרות, רכשו כל מיני גנים מחיידקים אחרים, בדיוק כמו שחתן יעביר לכלה את הגנים - בדור הזה, לא לילדים. כל מיני גנים שיכולים לפרק לא רק תאית, אלא גם דברים שקשורים באבולוציה של בני האדם. מהרגע שבויתו התירס והאורז, אז הם יכולים לפרק תירס מלא ואורז מלא".

תגלית נוספת שעלתה מהמחקר היא שגנים ממשיכים לעבור מהפרות לבני האדם. "מצאנו גם העברות מהתקופות היותר קרובות. יש להם עדיין גנים שהם מביאים מהפרות, אבל הם גם קיבלו גנים שעוזרים להם לשרוד עם סיבים שבני האדם התחילו לביית, כמו תירס ואורז".

אז מה אתם בעצם עושים עם המידע הזה?

"אנחנו עובדים מאוד קשה באיך מהנדסים את המיקורביום (קהילות החיידקים, ע"א) לעזור לפרות לייצר יותר חלב ופחות מתאן, ואז לדבר עם קובעי מדיניות. גם כל האנשים שאוכלים סיבים וקשה להם, אנחנו רוצים לעזור להם. קפסולות כאלה, בעתיד".

מזרחי הקים את חברת RumenEra, וזה בדיוק מה שהיא עושה. "ממש תהליכים שיאפשרו ניהול נכון של הרפת על ידי חיזוי של המיקרוביום, ולהגיד להם איזה פרות עדיף להם לעבוד איתן ואיזה לא, ומאידך גיסא לנסות לעשות שינויים במיקרוביום כדי להפחית את כמות הפליטה של המתאן לאטמוספירה". שוב, הוא מדגיש, הכוונה היא לייצר פתרון שייטיב עם כולם: "גם בעבור קובעי המדיניות, גם עבור הרפתנים, וגם בשביל ערן בבית שיוכל - אם הוא רוצה - לשתות חלב בלי לחמם את כדור הארץ, ואם הוא על הדרך רוצה לאכול עוגייה עם הרבה סיבים, שלא יסבול מזה. אז הוא יקבל איזושהי קפסולה עם חיידקים שיעזרו לו לפרק אותה".

הבחירה של מזרחי לעבוד בדרום אינה מובנת מאליה. הציעו לו להקים את החברה במקומות אחרים - "במרכז או בבוסטון" - אך הוא התעקש על הדרום. "התעקשתי שרומנרה תהיה בדרום כדי שתהיינה עבודות איכות פה. אני חושב שבדרום יש הרבה חופש לעבוד ביחס למקומות אחרים, גם מבחינת המרחב וגם ברמה האינטלקטואלית".

כיום עובדת החברה עם הרפת של קיבוץ גברעם, והיא בוחנת אפרות לעבוד גם עם קיבוץ שובל. "בגברעם עשינו את כל הניסוי של הפרות של רומנרה ושל ה-EU, ועכשיו אנחנו מתחילים לבחון את רפת שובל", הוא מספר, "לי מאוד חשוב לייצר מקומות עבודה איכותיים לסטודנטים שלנו פה".