נפלאות כישורי הניווט בנדידת הפרפרים

נדידות פרפרים ארוכות טווח, קיימות ומוכרות מזה זמן רב. עמים רבים עדים לכך שמיני פרפרים המוכרים להם חוזרים ומבקרים במחוזותיהם, כל שנה באותה תקופה.

רובנו שמענו על נדידת מיליוני פרפרי הדנאית המלכותית (המונארך האמריקאי), למרחק כ-4,500 קילומטרים מקנדה לאתרי החריפה במקסיקו ובחזרה, כל שנה.
עבור האינדיאנים (הילידים) באמריקה הימים של הופעת גלי הפרפרים נחגגים כבר מאות שנים בהקשר עם מסורות עתיקות ומסרים רוחניים, הקושרים אותם אל נשמות אבותיהם ומסמלים שינוי והתחדשות.

בארצנו מוכרת נמפית החורשף שהיא שיאנית טווחי הנדידה בעולם הפרפרים וחוץ מן הקטבים נמצאת כמעט בכל פינה בעולם. מדי כמה שנים חולפים גלי נמפית החורשף, את ישראל צפונה לאירופה וחלקם גם חוצים דרך הים התיכון וקפריסין. בחודש מרץ 2019 צפינו בנדידת ענק של הפרפר, שיצאה מאזור חצי האי ערב, בהיקף של כמיליארד פרטים בכל אחד מכ-10 ימים ברצף.

לדנאית המלכותית השייכת למשפחת הדנאיתיים יש קרובת משפחה יחידה בארץ, דנאית הדורה המוכרת כנודדת ועושה את דרכה מאפריקה דרך הערבה צפונה כל השנה. כמו אחותה גם היא רעילה בזכות צמחים ממשפחת האסקלפיים, שמהם ניזונים זחליה ולכן מרשה לעצמה לדאות באיטיות אצילית ובטוחה. בדרכה תיעצר לתדלוק מצמחי החנק המחודד, הגדל ליד מקווי מים, כמו בריכות הדגים במעגן מיכאל ואגמון החולה. 

סקרנות זו סיבה לחקור

 למדנו לקבל שבעלי חיים רבים מצוידים במגוון מנגנוני ניווט, אשר מאפשרים להם להגיע, לחזור או לבקר ביעדים קבועים כמו בתי גידול, אתרי רבייה ומקורות מזון ומים הנחוצים להמשך קיומם. בכישורי הניווט של היונים נעשה שימוש כבר בימי קדם ואפילו אבותינו תיעדו תזמון מועדי הגעה של ציפורים בתנ"ך (גַּם חֲסִידָה בַשָּׁמַיִם יָדְעָה מוֹעֲדֶיהָ," "וְתֹר וְסוס וְעָגוּר" "שָׁמְרוּ אֶת עֵת בֹּאָנָה").

יכולות ניווט והתמצאות של בעלי חיים רבים בטבע נחקרו ועדיין נחשפים עם שפע ממצאים. אבל שאלות רבות אשר נותרו ללא מענה האיצו מחקרים על מנגנוני ניווט בפרפרים. אלה העמיקו ממש רק מאז 2002 ובשנים האחרונות העלו גילויים מרתקים.

נדידה של פרפר בוגר היא אירוע חד פעמי בכיוון אחד

בסוף כל מסע או במהלכו יסיים הפרפר את חייו והדור הבא ימשיך את הדרך. מחזור נדידת האביב בדנאית המלכותית לאורך אלפי קילומטרים מצריך לפחות 3 דורות, בעוד שציפורים ובעלי חיים אחרים נודדים הלוך וחזור במהלך חייהם מספר פעמים, דהיינו צוברים ניסיון או לומדים מבני לוויתם והוריהם.
לכן, מופלא כיצד מצליח חרק במשקל כל כך קטן להכיל תכונות ויכולות ניווט מוצלחות ומדויקות כל כך, בהינתן שאין לפרפר כישורים כגון ראייה מרחבית, יכולת למידה ורכישת ניסיון.
שלא כמו בנדידת העופות, אין בידנו עדות על דפוסי להקות, תקשורת והובלה של המוני הפרטים המעופפים בכיוון אחיד ולעיתים במדויק אל מיקום גיאוגרפי מסוים ומוגדר.

כיצד יודעים הפרפרים לבחור את הכיוון המדויק בדרך אל היעד?

ניווט אל ייעד נבחר, מחייב שימוש בסוג כלשהו של מצפן כדי שכיוון התנועה יהיה בלתי תלוי בנקודת המוצא ויישמר בכל מקום בו יימצא הפרפר בכל רגע של תנועה.
פרפר הדנאית המלכותית הוא הנחקר ביותר בהיותו הנודד הקלאסי. מחקרים אשר כללו סדרות ניסויים מעמיקים בו, החלו בקנדה ב-2002 ובהמשך גם בפרפרי נימפית החורשף ובדקו תחילה האם כיוון הנדידה מושפע מן השדה המגנטי של כדור הארץ או מן המיקום של השמש לאורך שעות היום.

ניסויים שנערכו הצביעו בבירור על קיום של מנגנון חישה שונה, הנקרא מצפן שמש והראו שכיוון הנדידה בפרפרים נודדים נקבע על פי זווית כיוון אור השמש בהתאמה עם מיקומה בשמים, לאורך היום. 
בעלי חיים רבים מסוגלים לנווט באמצעות גופי שמים כמו מיקום השמש או הירח. אבל מכיוון שהשמש נעה במסלול קבוע ברקיע ומיקומה משתנה ברציפות, מחייב הניווט שימוש בשעון ביולוגי כדי לכייל את כיוון השמש על פי שעות היום. 

השאלה הבאה שהתבקשה לחקירה היא כיצד מתבצע תיקון כיוון התעופה, בהתאמה עם שינוי מיקום השמש לאורך שעות היום. כאן הראו הניסויים שבדנאיות טבוע שעון זמן מחזורי שבעזרתו נעשה תיקון רצוף של כיוון התעופה. השילוב הזה יוצר מנגנון מופלא של "מצפן שמש המתוקן בזמן"  (Time-compensated sun compass)  ומאוחר יותר מנגנון כזה נחקר ואותר גם במינים נודדים נוספים של פרפרים.

עיני הפרפרים קולטות את הבלתי נראה

העובדה שפרפרים יודעים לנווט גם בימים מעוננים שבהם אין יכולת לזהות את מיקום השמש, הניעה ניסויים נוספים אשר חשפו והראו מנגנון נוסף וייחודי של ניווט, על פי כיוון הקיטוב של האור המפוזר (על קיטוב האור ראו בהמשך) אשר מגיע אלינו גם כשהשמש מוסתרת.
לעין האנושית אין יכולת לזהות אור מקוטב אלא רק לסנן אותו בעזרת עדשות פולארואידיות, כגון במשקפי שמש ובפילטרים לעדשות צילום.
התברר שלפרפרים יש יכולת לזהות את שיעור הקיטוב של האור אשר משתנה לאורך היום ותלוי בזווית הראייה מול השמש. 
ואכן, 5 שנות מחקרי המשך במונארך, הובילו ב-2015 לגילויים פורצי דרך עם הזיהוי של זוגות תאי עצב בעיני פרפרים, אשר משמשים כקולטנים לחישת כיוון קרני האור.
במחקר זוהתה הרגישות המיוחדת של הקולטנים לקרני אור מקוטבים בתחום האולטרה-סגול, המשפיעים על חוש ההתמצאות של הפרפר.
חשוב לזכור שאור השמש משמש כמסנכרן העיקרי של השעון הביולוגי ומאזן את הפעילות ההורמונלית בגופם של כל האורגניזם בטבע.

נדרשה עוד עבודת מיפוי מורכבת של המערכת העצבית האחראית בפרפר הנודד על אמצעי הניווט. והמחקר אימת שקיים סנכרון בין קולטני האור בעין לבין השעון המחזורי העיקרי אשר ממוקם במחושים.
לאורך שנות המחקר נמצא גם שפרפרים יודעים לזהות ולעקוף מכשולים גיאוגרפיים, כגון פסגות הרים ואף ניחנים ביכולת לזהות ממרחק את ריחם של הצמחים החשובים להם.

סיכום קצר לנושא רחב יריעה:

פרפרים נודדים ניחנים ביכולות ניווט מופלאות המבוססות על מצפן שמש אשר מכויל בזמן מעוף, על פי שעון ביולוגי בגוף פרפר. ובהיעדר כיוון השמש נעזרים הפרפרים הנודדים בזיהוי כיוון הקיטוב של אור מפוזר ובמקביל גם על זיהוי כיוון השדה המגנטי של כדור הארץ.

תשובות קצרות לשאלות מורכבות

למה פרפרים נודדים ?

ראשית, לא כל תנועה של פרפר במרחב הגיאוגרפי היא נדידה. לעיתים זו הרחבה טריטוריה או תזוזה של מפת התפוצה, עקב מצוקות מזון או שינויי אקלים. קיימות גם נדידות מתפרצות עקב התפוצצות אוכלוסייה או אבדן פתאומי של פונדקאים. נדידה ארוכת טווח מזוהה יותר כתופעה בעלת מחזוריות וכמנגנון הסתגלותי לשינויים עונתיים במזג האויר.

האם תכונת הנדידה במיני פרפרים מקובעת גנטית ?

דורות של פרפרים מתמידים ומקיימים נדידה בנתיבים קבועים ואף ליעדים קבועים. זאת על אף שהפרפרים ברובם אינם שורדים את כל המסלול. דבר זה מעיד על תכונה גנטית. מאידך נמצאו מאיצי-נדידה עצביים, הורמונליים בגופם של פרפרים נודדים שהתפתחו אבולוציונית כגון "הורמון הנעורים", המחוללים בגופם שינויים פיזיולוגיים כהכנה לקראת הנדידה.

האם יש בארצנו פרפרים נודדים ?

את הארץ חוצים בין צפון לדרום וחזרה כל שנה שלושה נודדים ארוכי טווח עונתיים:
נמפית החורשף הנודד האולטימטיבי
נמפית הסרפד – האדמיראל האדום (שמו העממי באירופה)
דנאית הדורה – בת משפחתה של הדנאית המלכותית.

בתוך גבולות הארץ קיימת תנועת נדידה שנתית מן הערבה צפונה של דרומי הצלף , הגרן הסנא ו-לבנין משויש. 

פרטים ותמונות על כל מין תמצאו ב"רשימת פרפרי ישראל" (קל למצוא בגוגל), שיצרתי כוויקי-פרפר המתעדכן בקביעות מתוך 'פורטל תצפיות הפרפרים של ישראל'. תצפיות אשר נאספות בנאמנות ע"י מתנדבי 'תכנית לאומית לניטור פרפרים'.

מהם תנאי הסף המאפשרים לפרפרים נדידה ?

מסע נדידה מצריך מן הפרפר הקטן, אנרגיה עצומה לתעופה הנמשכת על פני עשרות ק"מ ביום. פרפרים חייבים לתדלק את דרכם, וכיוון שאינם אוכלים הם תלויים בצמחי צוף מהם הם צורכים סוכרים ומינרלים כמקור אנרגיה להמשך המעוף. 
יתרה מזו, הם זקוקים לצוף שמקורו בצמחים מסוימים או משפחות צמחים, בהתאמה לכל מין של פרפר.
כדי להמשיך את הנדידה ארוכת הטווח, אשר נמשכת יותר מאורך חיי הפרפר, יש ליצור דור חדש במהלך הנדידה וזה מצריך מן הנקבות להטיל ביצים רק על צמח פונדקאי שישמש מזון לזחלים.
לכן, חובה שיימצאו לאורך המסלול צמחי הצוף המתאימים ובמיוחד הצמחים הפונדקאים המסויימים שמהם יזונו הזחלים.

הצלחתה של נמפית החורשף להגיע לכל פינה בעולם נובעת מיכולתה להסתגל למספר עצום של מיני צמחים לצוף והטלה.
הירידה הדרמטית במספרי המונארך בארה"ב נגרמת בגלל הפגיעה הקשה בצמחי ה-Milkweed שבלעדיהם לא יוכל להקים דור המשך, שישרוד את הדרך הארוכה.  

מהו קיטוב אור ?

האור הוא גל אלקטרומגנטי וברוב מקורות האור נקבל שווקטורי השדות החשמלי והמגנטי של הגל, אינם קבועים בכיוונם, אלא רוטטים בכיוונים שונים. אור אשר בו ווקטורי השדות רוטטים בכיוונים שונים, הוא אור שאינו מקוטב. אור השמש (הלבן) עובר פיזור באטמוספירה (תופעת ריילי) עקב התנגשויות עם מולקולות של גזים שונים וחלקו נעשה מקוטב.
תבנית הפיזור של האור המקוטב משתנה בהתאם למיקום השמש. מתברר שבזכות תכונה זו של האור יש לחרקים רבים יכולת לזהות את כיוון האור המקוטב ולנווט בעזרתו, כתחליף למצפן השמש.
אור מקוטב ניתן לזיהוי גם כאשר השמש מוסתרת מן העין ומכאן חשיבותו לצרכי ניווט.

איך מוצאים את הצפון בעזרת השעה בשעון ומיקום השמש ?

תרגיל נחמד להתמצאות וניווט בשטח: כדי להמחיש את האופן שבו ניתן לקבוע את כיוון הצפון לפי השעה ביום ביחס למיקום השמש, מחזיקים בשעון-מחוגים כך שהמחוג הקטן מכוון למיקום השמש.
הצפון יימצא באמצע הזווית שבין המחוג הקטן למספר 12 בשעון (שעון חורף) או למספר 1 (שעון קיץ).

תזכורת לסיום

מוזמנים להשתתף באתגר, מכל מקום, כל יום בשנה.
ספירת המעופפים כמו מסדר-זיהוי מול תמונותיהם.