מערכת קו הצד

מערכת קו הצד (אנגלית :Lateral line) היא מערכת ביולוגית של איברי חישה השייכת לחלק מבעלי חוליות ימיים, דגים בעיקר, ומשמשת לזיהוי תנודות זעירות ותנועה במים הסובבים אותם. מערכת קו הצד משרתת מטרה חשובה בהתנהגות להקות דגים, טריפה והתמצאות. ניתן להבחין ויזואלית במערכת הביולוגית כקווים קלושים העוברים לאורך הגוף משני צידיו, מקרבת כיסוי הזימים ועד בסיס הזנב.

יכולת החישה מושגת באמצעות תאי אפיתל שעברו מודיפיקציה, וידועים כתאי שער, ומגיבים לתזוזתם הנגרמת מתנועה במים וממירים אותות אלו לפולס חשמלי באמצעות סינפסות מעוררות. במינים מסוימים, האיברים הקולטים במערכת קו הצד עברו מודיפיקציה והותאמו לתפקד כאלקטרורצפטורים, שהם איברים המשמשים לגילוי פולסים חשמליים, וככאלה הם מחברים את המערכת למעין רשת קולטנים. לרוב פגיות הדו-חיים ולחלק מדו-חיים ימיים בוגרים יש מערכות חישה מקבילות למערכת קו הצד.

תפקיד
מערכת קו הצד מאפשרת לבעל החיים לזהות תנודות (ויברציות) ותנועה במים הסובבים אותו, ומאפשרת לו מודעות מרחבית ואת היכולת לנווט במרחב. מערכת זו מגלמת תפקיד מכריע בפעולות הטריפה, הגנה מטורפים, התמצאות, וחיברות להקות.

במחקר משנת 2001, חוקרים הוכיחו כי מערכת קו הצד חיונית לגילוי תנודות זעירות הנגרמות מהטרף, ניווט לכיוונו ולפעולת הטריפה עצמה. דגים הצליחו לזהות ולהבחין בין תנועת טרף לבין תנודות שנגרמו מכדור מתכת, וכיוונו עצמם למקור התנועה כשהם נכנסים למצב תקיפה. התנהגות זו חזרה על עצמה אפילו אצל דגים עיוורים, אולם פחתה משמעותית כשמערכת קו הצד דוכאה באמצעות קובלט כלוריד. השימוש בחומר זה גרם לשחרור יוני קובלט ששיבשו את ההולכה היונית ומנעו את הַתְמָרָת האותות במערכת קו הצד. ניסויים נוספים שנעשו באמצעות טבילת בעל החיים בגנטאמיצין (סוג אנטיביוטיקה) או גירוד חיצוני של מערכת קו הצד, כדי לשבש את התעלות ואת הרצפטורים החיצוניים, הוכיחו שהתנהגות זו תלויה בקולטנים מכנים הממוקמים בתוך תעלות במערכת קו הצד.

תפקיד הקולטנים המכניים בחיברות להקות דגים הוצגה במחקר משנת 1976. לאחר התאקלמות להקת דגי בקלה שחורה במכל, הוצאו דגים אחדים מהמכל ונעשו בהם שינויים פיזיולוגיים לפני שהחזירו אותם ללהקה. דגים שכושר הראייה שלהם נוטרל על ידי המדענים לצורך הניסוי, השתלבו מחדש בלהקה, ואילו דגים שמערכת קו הצד שלהם נפגמה לא הצליחו להשתלב מחדש בלהקה. משמע התלות במערכת קו הצד היא החיונית לחיברות להקה ולא הראייה. 

כמו כן ידוע כי מערכת קו הצד מחליפה את מערכת הראייה במינים מסוימים של דגי מערות החיים במחשכים ומהווה את האמצעי היחיד לניווט והתמצאות במרחב.

בשימוש האדם
בעלי חיים ימים שלהם ישנה מערכת קו הצד משתמשים בה כדי לחסוך באנרגיה. הדג חש בשינויים זעירים במהירות ולחץ המים בסביבתו וכך מתאפשר לו לשנות את מנח גופו כך שיוכל להישאר במקומו או להתקדם, כל זאת תוך השקעה מינימלית באנרגיה.

כלי שיט, כגוף הנדסי, אינם מתמודדים בצורה יעילה עם לחצים וזרמים. פניות בתנועת כלי השייט גורמות לירידה מיידית במהירותו ולעלייה בצריכת הדלק. היות שכלי השיט צורכים כ-8.6% מתצרוכת הנפט העולמית, בניית מערכת חדשה של מערכות ניטור ובקרת לחצים וזרמים בזמן השייט תהייה נקודת מפתח בהתייעלות בשימוש באנרגיה. המערכת תוכל לזהות את הזווית ממנה מגיע הזרם ביחס למנח כלי השיט ומסלולו, ולסייע בהתחשב בנתונים אלו בתכנון מסלול שבו תידרש השקעה מינימלית של אנרגיה, כך שצריכת הדלק תהיה היעילה ביותר. 
על בסיס המערכת הביולוגית של בעלי החיים הימיים, מעבדות למיקרו-מערכות טכנולוגיות של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס החלו בפיתוח טכנולוגי חדש לבניית מערכת שכזו עבור כלי שיט ימיים, וניסויים ראשונים הראו תוצאות טובות.

ראו גם
 אלקטרורצפטור
 אמפולות לורנציני

קישורים חיצוניים

 אברי חישה ייחודיים לדגים ויונקים ימיים כמודל לפיתוח מכשירי ניווט לכלי שיט - מתוך חדש (נ)ות מהטבע, ידיעון ארגון הביומימיקרי הישראלי
 Pressure sensors help guide ocean-going vessels- המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.

הערות שוליים

אנטומיה של דגים
איברי חישה