جلبک

[رزیتا]

جلبک شناسی

اطلاعات اولیه

اصطلاح Phycology در واقع علم شناخت جلبکها است. جلبکها شامل گروه بزرگی از گیاهان هستند که از لحاظ شکل و اندازه ، گوناگونی وسیعی را نشان می‌دهند. در آبهای شیرین و شور ، روی خاک ، صخره ، برف و روی ساقه درختان دیده می‌شوند. اندام رویشی آنها در فرم تال یا ریسه است. برای اولین بار دانشمندی به نام لینه در سال 1754 ، این گیاهان را Algea نامید. در سال 1836 دانشمندی به نام اندیچر ، جلبکها ، قارچها و گلسنگها را در یک گروه گیاهی به نام تالوفیتها قرار داد. در سال 1886 دانشمندی به نام ایشلر تمام عالم گیاهی را در 4 شاخه بریوفیتها ، تالوفیتها ، پتریدیوفیتها و اسپرماتوفیتها قرار داد.

تفاوت جلبکها و قارچها

• جلبکها عموما در آب و خاک در سطح یا داخل گیاهان و جانوران بر روی برف ، سنگ و صخره‌ها دیده می‌شوند. در صورتی که قارچها در فرم ساپروفیت یا پارازیت می‌باشند.
• جلبکها به دلیل وجود کلروفیل در نور رشد می‌کنند. در صورتی که قارچها محیطهای تاریک را ترجیح می‌دهند.
• در ساختمان شیمیایی دیواره سلولی جلبکها ، سلولز وجود دارد. دیواره سلولی قارچها عمدتا از کیتین ، سلولز قارچی ، یا کیتین همراه کالوز و پنتوز تشکیل شده است.
• در جلبکها پیکره گیاه اگر در فرم پهنکی باشد، دارای ساختمان پارانشیمی است. در قارچها پیکره موجود دارای بافت کاذب یا پسودو پارانشیمی می‌باشد.
• پیگمانهای فتوسنتزی نظیر کلروفیلها ، کاروتنها و گزانتوفیلها در جلبکها وجود داشته و قارچها فاقد پیگمانتهای فتوسنتزی هستند.
• جلبکها از نظر روش تغذیه‌ای در فرم اتوتروفند، در صورتی که قارچها هتروتروفند.
• ماده ذخیره‌ای در جلبکها معمولا نشاسته است . در قارچها ماده ذخیره‌ای به صورت گلیکوژن می‌باشد.

رده‌بندی جلبکها

چون شناسایی کلیه جلبکها بسیار مشکل است، از این رو آنها را طبق صفحات و مشخصات موروثی و خواص مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی در گروههایی چند (در 10گروه) قرار می‌دهند.

ضوابط رده‌بندی جلبکها

• پیگمانها: مقادیر نسبی ، نوع ، ترکیب شیمیایی و انواع باز ترکیبی آنها.
• فرم خارجی: اندازه شکل ، وجود زواید و دیگر ساختمانها.
• شکل کلروپلاست یا کروماتوفور: فنجانی‌شکل ، ستاره‌ای ، مشبک ، گرد ، مارپیچی و ....
• مواد ذخیره‌ای: نوع و ترکیب شیمیایی مواد.
• تاژه‌بندی: ساختمان ، نوع تاژه ، تعداد ، آناتومی و چگونگی اتصال به سلول.
• دیواره‌ سلولی: ساختمان دیواره سلولی و ترکیب شیمیایی ‌آن.
• هسته: حضور یا عدم حضور یک هسته مشخص.
• بررسی کروموزومی: تعداد ، شکل و آرایش کروموزومها.
• چرخه زندگی و تولید مثل: نوع چرخه ، روشهای تولید مثل ، شکل اجسام تولید مثلی ، حضور یا عدم حضور تکثیر جنسی.
• بررسی فیزیولوژیک جلبکها
• بررسی زیستگاهها و داده‌های اکولوژیک: به عنوان مثال ساکن آبهای شیرین ، دریایی و ....

بر اساس این ضوابط جلبکها را در 10 شاخه سیانوفیتا ، کلروفیتا ، کریزوفیتا ، کریپتوفیتا ، پیروفیتا ، اوگلنوفیتا ، باسیلاریوفیتا (دیاتومه‌ها) ، رودوفیتا و فائوفیتا قرار می‌دهند.


پیگمانهای فتوسنتزی جلبکها

جلبکهای شاخه‌های مختلف تفاوتهای اساسی از نظر رنگ نشان می‌دهند. تفاوت رنگ بین جلبکها معیار خوبی برای طبقه ‌بندی اولیه آنهاست. ولی با توجه به اینکه رنگ نسبت به تغییرات محیطی حساس بوده و تغییر می‌کند طبقه ‌بندی دقیق‌‌تر باید بر اساس تجزیه پیگمانهای رنگی موجود در آنها انجام ‌گیرد. سر گروه اصلی از مواد رنگی در جلبکها وجود دارد. کلروفیلها ، کارتنوئیدها ، بیلو پروتئینها یا فیکو بیلینها.

مواد ذخیره‌ای در جلبکها

با توجه به اینکه مراحل اولیه تثبیت

در تمام موجودات فتوسنتزی تقریبا یکسان است. بنابراین محصولات اولیه عمل فتوسنتز در تمام جلبکها مشابه می‌باشد. ولی به علت تجمع مواد غیر محلول در طول مدت زمان طولانی ، نوع محصولات یعنی مواد سنتز شده از یک گروه به گروه دیگر فرق می‌کند و مشکل است به عنوان معیار طبقه‌بندی قرار بگیرد. از ترکیباتی که به عنوان مواد ذخیره‌ای مطرح می‌گردند، پلی‌ ساکاریدها از ارزش تاکسونومیکی بیشتری برخوردارند. ترکیبات قندی ، چربیها و پروتئینها در ردیف مواد ذخیره‌ای قرار می‌گیرند.

از ترکیبات شیمیایی با‌ اهمیت در تاکسونومی جلبکها می‌توان به نشاسته ، گلیسیریدها ، گالاکتوزید و فلوئورویدوسید اشاره کرد. چربیها در تعدادی از جلبکها ذخیره می‌گردند. نسبت چربی به دیگر مواد ذخیره‌ای بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. به عنوان مثال کلروفیتا مقادیر بیشتری کربوهیدرات ذخیره می‌کند. در صورتی که در کریزوفیتا و باسیلاریوفیتا مقادیر ذخیره چربی بیشتر است. ولی مقدار چربی ذخیره‌ای با توجه به شرایط محیطی تغییر می‌کند. بنابر این نمی‌تواند به عنوان ضابطه‌ای در طبقه‌بندی قرار گیرد.


تاژه‌بندی

تاژکها در جلبکها دارای ساختمان میکروتوبولی بوده و اغلب از طرح 9+2 تبعیت می‌کنند. در جلبکها نیز تاژک دارای جسم قاعده‌ای یا کینه‌ توزوم می‌باشد که در استحکام ، حرکت و رشد تاژک نقش مؤثری دارد.


انواع تاژکهای متداول

• تاژک ساده: تاژکی است که باریک و بلند بوده و قطر آن از ابتدا به انتها یکسان می‌باشد.
• تاژک آکرونماتیک یا شلاقی: باریک و بلند بوده و از قطر آن به طرف انتها کاسته می‌شود. این تاژک در کلروفیتا ، گزانوفیتا و پیروفیتا دیده می‌شود.
• تاژک پلرونماتیک: تاژکی است که دارای کرکهای جانبی می‌باشد و در پیروفیتا دیده می‌شود.
• تاژک پانتونماتیک: این نوع تاژکها دارای کرکهایی هستند که در دو جهت مخالف هم قرار می‌گیرند. در اوگلنوفیتا ، فائوفیتا ، کریپتوفیتا ، فائوفیتا و گزانتوفیتا دیده می‌شود.
• تاژک استیگونماتیک: این نوع تاژه دارای کرکهای یک جانبی می‌باشد.

ساختمان شیمیایی دیواره سلولی جلبکها

دیواره سلولی در جلبکها یک ساختمان دو لایه است. لایه درونی محکم و ساختمان میکروفیبریلی دارد. در صورتی که دیواره خارجی ژلاتینی و بی‌شکل است. تفاوت شیمیایی دیواره سلولی ، تعیین کننده وضعیت تاکسونومیکی در جلبکهاست. لایه داخلی و خارجی دیواره سلولی از نظر ترکیب شیمیایی از پلی ‌ساکاریدهایی نظیر سلولز و پکتینو موسیلاژ تشکیل می‌یابد. ممکن است مقادیری از چربی و مواد پروتئینی نیز در ساختار دیواره وجود داشته باشند. در برخی از جلبکها ممکن است دیواره آغشته به کیتین ، سیلیس ، آهن و کلسیم باشد.

مواد تشکیل‌دهنده لایه داخلی دیواره سلولی غیر قابل حل در آب است، در صورتی که لایه خارجی دیواره سلولی به آسانی در آب گرم حل می‌گردد. معمولی‌‌ترین ترکیب شیمیایی موجود در هر دیواره سلولی سلولز است. مطالعات توسط پراش اشعه ایکس دو نوع از سلولز را در جلبکها مشخص می‌سازد. سلولز نوع اول یا سلولز گیاهی عالی در کلادوفورا یافت می‌شود. سلولز نوع دوم در اولوا ، اولوم ایکس و احتمالا سایر جلبکها وجود دارد. پکتین در دیواره گزانتوفیتا وجود دارد. از دیگر ترکیبات شیمیایی گزارش شده در ساختمان شیمیایی جلبکها می‌توان به همی سلولز ، گلوکز ، گالاکتوز ، آرابینوز و ... اشاره کرد.

[رزیتا]

جلبک قهوه‌ای

مقدمه

جلبکها موجودات ساده‌ای هستند که دارای رنگیزه کلروفیل می‌باشند و فاقد ریشه و ساقه و برگ هستند و فاقد اندامها یا ساختارهای زایشی هستند و جنین در آنها دیده نمی‌شود. به منظور رده بندی جلبکها از ویژگیهایی مانند ساختار تال ، کلروپلاست ، انواع مواد ذخیره‌ای و محل گرفتن آنها ، شکل کلروپلاست و نوع رنگیزه موجود در آنها استفاده می‌کنند.

ویژگیهای جلبکهای قهوه‌ای

رنگیزه‌های موجود در کلروپلاست آنها شامل کلروفیل a و c و کاروتن و رنگیزه قهوه‌ای رنگی است به نام فوکوگزانتین که مقدار آن از مقدار کلروفیل بیشتر بوده و در نتیجه باعث ایجاد رنگ قهوه‌ای در تال می‌شود. مواد غذایی ذخیره در یاخته شامل مانیتول و لامینارین است و در ترکیبات دیواره یاخته‌ای جلبکهای قهوه‌ای ، غیر از سلولز مواد دیگری از جمله اسید آلژینیک وجود دارد که از نظر اقتصادی دارای اهمیت زیادی است. تال در جلبکهای قهوه‌ای تماما پریاخته‌ای است. در این جلبکها ، تال تک یاخته‌ای و همچنین به صورت کلونی دیده نمی‌شود. و یاخته‌های متحرک آنها قلوه‌ای شکل بوده و دارای دو تاژک در قسمت جانبی هستند.



پراکندگی جلبکهای قهوه‌ای

به جز چند نمونه که از آنها در آبهای شیرین یافت می‌شوند بقیه آنها تماما در آبهای شور دریاها و اقیانوسهای مناطق سرد زیست می‌کنند. بعضی از آنها نیز در آبهای گرم دیده می‌شوند. عده ای از جلبکهای قهوه‌ای در آبهای کم عمق و در فاصله جزر و مد دریا بر روی سنگها زیست می‌کنند.



ساختار تال در جلبکهای قهوه‌ای

تال جلبکهای قهوه‌ای ، بسیار پیشرفته و در واقع تکامل یافته‌ترین نوع تال در بین جلبکهاست. در این جلبکها ، تال تک یاخته‌ای و یا به صورت کلونی وجود ندارد. جلبکهای قهوه‌ای پست دارای ریسه منشعب‌اند. تال پارانشیمی در جلبکهای قهوه‌ای تکامل یافته‌تر دیده می‌شود. تال معمولا از 3 بخش پهنک ، پایه و قسمت نگاهدارنده تشکیل شده است.

در جلبکهای قهوه‌ای دارای تال پارانشیمی ، تال از چند لایه یاخته تشکیل شده است. هر لایه متشکل از یاخته‌ها و یا مجموعه چند لایه‌ای یاخته‌هاست که یک بافت را می‌سازند و نقش ویژه‌ای را به عهده دارند. لایه بیرونی در رشد و فتوسنتز ، لایه میانی در ذخیره مواد غذایی و لایه درونی در جذب و انتقال مواد دخالت می‌کنند.

تولید مثل در جلبکهای قهوه‌ای

در جلبکهای قهوه‌ای ، هر سه نوع تولید مثل رویشی و جنسی دیده می‌شود. روش معمولی تولید مثل رویشی ، قطعه قطعه شدن تال است. تولید مثل غیر جنسی در ساختاری به نام اسپورانژیوم (هاگدان) و با تولید هاگهایی به نام زئوسپور انجام می‌شود. زئوسپورها قلوه‌ای شکل‌اند و در قسمت جانبی خود دارای 2 تاژک ، یکی از نوع تنسل و دیگری از نوع شلاقی هستند. تولید مثل جنسی به روش ایزوگامی و ائوگامی در جلبکهای قهوه‌ای بسیار رواج دارد.



چرخه زندگی

سه نوع چرخه زندگی در جلبکهای قهوه‌ای دیده می‌شود. در جلبکهای قهوه‌ای پست ، چرخه از نوع ایزومورفیک است. دو گیاه هاپلوئید و دیپلوئید یا گامتوفیت و اسپوروفیت کاملا مشابه یکدیگرند و تناوب نسلهای مشابه دیده می‌شود مانند جلبک اکتوکارپوس. در مرحله بعدی جلبکهایی قرار دارند که چرخه زندگی آنها از نوع هترومورفیک است جلبک لامیناریا. در این حالت گیاه گامتوفیت تحلیل رفته کوچک و میکروسکوپی است. در نوع سوم تال گامتوفیت کاملا از بین می‌رود و فقط گیاه اسپوروفیت باقی می‌ماند که این چرخه را چرخه دیپلانتیک می‌گویند مثل جلبک فوکوس.



جلبک اکتوکارپوس

از انواع جلبکهای قهوه‌ای ابتدایی است که تال آنها از نوع ریسه‌ای منشعب است. گونه‌های اکتوکارپوس دارای چرخه ایزومورفیک و تناوب نسلها مشابه هستند. نوع تولید مثل ایزوگامی است.



لامیناریا

این جلبک و دیگر جلبکهای قهوه‌ای که تال بزرگ و تنومند دارند کلپ نامیده می‌شوند. گیاه اصلی یا اسپوروفیت نزدیک 2 یا 3 متر طول دارد در حالی که گیاه گامتوفیت بسیار کوچک و میکروسکوپی است. گیاه اسپوروفیت از 3 بخش تشکیل شده است یک بخش مسطح به نام پهنک ، بخش میانی که استوانه‌ای شکل است به نام پایه و بخش انتهایی یا صفحه اتصال که همانند ریشه گیاه را به محیط متصل می‌کند.

جلبک لامیناریا داراتی تناوب نسلها و یا تکرار گیاه اسپوروفیت و گامتوفیت است. یکبار گیاه اسپوروفیت با تال بزرگ و بار دیگر گیاه گامتوفیت با تال میکروسکوپی و کوچک ظاهر می‌شود. دو گیاه گامتوفیت و اسپوروفیت از نظر شکل ظاهری ، ساختار و اندازه کاملا با یکدیگر متفاوت‌اند. چرخه زندگی آن به صورت هترومورفیک است. تال اسپوروفیت از نظر ساختار درونی نیز تکامل یافته و از بافتهای مختلف تشکیل شده چنانچه برش از بخش پایه شامل بخشهای زیر است:

• بخش بیرونی یا مریستمی که تقسیم شده و باعث رشد طولی و عرضی تال می‌شود.
• بخش پوست
• بخش میانی که محور اصلی و مرکزی گیاه را تشکیل می‌دهد و به منزله آوندهای آبکشی در گیاهان آوندی است.

ارزش اقتصادی لامیناریا

لامیناریا و دیگر کلپها از نظر اقتصادی از جمله جلبکهای مهم به شمار می‌آیند. دست کم ده نمونه از گونه‌های لامیناریا به عنوان غذا در کشورهایی نظیر ژاپن ، چین و روسیه مصرف می‌شوند. مصرف این جلبکها به علت دارا بودن ید ، مانع ابتلای انسان به بیماری گواتر می‌شود. غیر از مصارف خوراکی ، از این جلبکها برای استخراج اسید آلژینیک استفاده می‌شود همچنین از آنها به عنوان کود در کشاورزی و به عنوان مکمل غذایی و دام و طیور استفاده می‌شود.


فوکوس

گونه‌های فوکوس در تمام دریاها و اقیانوسهای جهان ، بویژه در نیمکره شمالی یافت می‌شود. گیاه توسط بخش نگاهدارنده یا صفحه اتصال به سنگها و صخره‌های ساحلی متصل می‌شود. طول تال در حدود 20 تا 30 سانتیمتر دیده می‌شود و رنگ آن قهوه‌ای تیره است. غیر از بخش نگهدارنده ، بخش میانی و پهنک نیز دیده می‌شود. در بخش پهنک ساختاری همانند رگبرگ دارد که در دو طرف آن کیسه‌های هوایی وجود دارد. تال واجد انشعابات دوتایی است که در انتهای آنها بخش متورمی با منافذ بسیار زیاد و کوچک دیده می‌شود.

این منافذ به ساختار کوزه مانندی به نام کونسپتاکل منتهی می‌شود. اندام ماده یا اوئوگونیوم در داخل کونسپتاکل به شکل بیضی دیده می‌شود. آنتریدیوم در مقایسه با اوئوگونیوم بسیار کوچکتر است. تولید مثل از نوع اوئوگامی است. قرار گرفتن یاخته تخم در محل مناسب ، رویش آن را به دنبال دارد ولی این عمل ، بر عکس دیگر جلبکها ، مستقیما صورت نمی‌گیرد بلکه تقسیمات عرضی و طولی یاخته حاکی از ایجاد یک جنین به صورت ابتدایی است. چرخه زندگی فوکوس از نوع دیپلانتیک است و گیاه تنها به صورت اسپوروفیت و دیپلوئید دیده می‌شود و گیاه گامتوفیت در آن وجود ندارد.