جلبک چیست؟ – به زبان ساده

وقتی شرایط کامل باشد و هیچ ماده مغذی محدود نباشد، جمعیت جلبک‌ها ‌می‌توانند رشد تصاعدی را تجربه کنند. این گونه جمعیت‌های جلبکی، منجر به ایجاد «شکوفه‌‌های جلبکی» (Algal Blooms) می‌شوند که در آن‌ها مقادیر زیادی جلبک به طور همزمان شکوفا ‌می‌شوند. جلبک‌‌ها به سرعت ضخیم ‌شده و بسیاری از جلبک‌‌ها را در وسط شکوفه جلبکی از بین می‌برند.

شکل و ساختار جلبک‌‌ها

فیلم آموزش جلبک‌ شناسی و نکات کاربردی در فرادرس

کلیک کنید

برخی از جلبک‌ها در شرایط پیچیده‌تری زندگی ‌می‌کنند، به عنوان مثال، کلنی جلبک‌های زیر به یکدیگر متکی هستند، اما هنوز هم تا حدودی به عنوان جلبک‌های واحد عمل ‌می‌کنند. همان‌طور که مشاهده ‌می‌کنید، جلبک‌‌های موجود در لبه بیرونی کلنی برای دفاع اختصاصی شده‌اند و ستون‌‌های بزرگی را حمل می‌کنند. این ساختارها کمک ‌می‌کنند تا کل کلنی زنده بماند، بدون این که نیاز باشد هر جلبک به تنهایی قادر به تولید این ساختارهای ستونی باشد.

بزرگترین جلبک‌‌ها به عنوان ارگانیسم‌‌های چند سلولی در طبیعت وجود دارند. این جلبک‌‌ها، مانند جلبک دریایی که در زیر مشاهده ‌می‌شود، ‌می‌توانند صد‌ها مترارتفاع داشته باشند و از تمام نور ورودی به اقیانوس استفاده کنند. برخلاف بیشتر گیا‌هان زمینی، این گیا‌هان بدون آوند هستند و روش خاصی برای انتقال آب ندارند. بنابراین، آن‌ها برای زنده ماندن باید در محیط دریایی بمانند. این جلبک‌های بزرگ دریایی دارای سازگاری‌هایی هستند که به آن‌ها کمک ‌می‌کنند تا بتوانند در شرایط سخت اقیانوس زندگی کنند، مانند ارگان‌‌های شناور که آن‌ها را به سمت نور و بخش‌های مخصوصی از کف اقیانوس ‌می‌برند تا بتوانند ریشه‌های خود را در کف اقیانوس‌ها محکم کنند.

با این حال، یک دسته از ارگانیسم‌‌های معروف به سیانو باکترها (جلبک‌‌های آبی-سبز) نیز وجود دارند که فتوسنتز ‌می‌کنند اما در گروه موجودات پروکاریوتی قرار دارند. با این که سیانوباکترها حاوی تمام مسیر‌های بیوشیمیایی لازم برای فتوسنتز کردن هستند، آن‌ها اندامک‌‌های متصل به غشا یا هسته ندارند. بنابراین، آن‌ها را جزی از خانواده باکتری در نظر می‌گیرند. دانشمندان معتقدند که سیانوباکترها کوچکترین و ساده‌ترین جلبک‌‌ها هستند که قبل از انجام فرآیند اندوسیمبیوز، دارای کلروپلاست بودند. به عبارت دیگر، دانشمندان بر این باورند که سیانوباکتری‌‌ها و کلروپلاست‌‌ها مرتبط هستند و کلروپلاست‌‌ها و میتوکندری‌‌ها ارگانیسم‌‌های کوچکتری هستند که با گروه بزرگتر به صورت درون همزیست زندگی می‌کنند.

جلبک‌ها در کجا زندگی می‌کنند؟

جلبک‌‌ها تقریباً در سراسر کره زمین یافت ‌می‌شوند. محیط دریایی با انواع جلبک‌ها اشباع شده است. محیط آب‌های شیرین نیز دارای  جلبک‌‌های فراوانی هستند، به طوری که در هر برکه یا دریاچه‌ای به خصوص در فصل تابستان، جلبک‌ها در سطح آب قابل مشاهده ‌هستند. کلنی‌های جلبکی در محیط‌های خاکی نیز به فراوانی یافت می‌شوند. گونه‌‌های خاصی از جلبک‌‌ها منحصراً در کوه‌‌های پوشیده از برف، با فاصله زیادی از سطح دریا مشاهده ‌می‌شوند. در این مناطق، به اندازه کافی نور خورشید، آب و مواد مغذی برای رشد جلبک‌‌ها وجود دارد.

در حالی که اکثر جلبک‌‌ها در بخشی از ستون‌های نور خورشید در زیر آب یافت ‌می‌شوند، دانشمندان موجوداتی را یافته‌اند که از نظر ژنتیکی شبیه جلبک‌‌ها هستند اما فتوسنتز نمی‌کنند. بنابراین، در حالی که احتمالاً فتوسنتز ویژگی مشترک جلبک‌های در حال تکامل است، اما در برخی از گونه‌های پیشرفته جلبک‌ها گاهی اوقات نیاز به فتوسنتز از بین رفته است. این گونه از جلبک‌ها ‌می‌توانند در جایی که نور خورشید وجود ندارد، رشد کنند.

جلبک و انسان

در برخی مواقع انسان به راحتی ‌می‌تواند چرخه زندگی جلبک‌ها را مختل کند. به عنوان مثال، مشخص شده است كه رواناب‌های حاصل از فعالیت‌های كشاورزی يكي از عوامل اصلي ایجاد شکوفه‌‌های جلبك در نزديكي مناطق پرجمعیت است. این رواناب‌های کشاورزی مواد مغذی زیادی را به اقیانوس‌ها وارد می‌کنند و به جلبک‌‌ها اجازه می‌دهند که به سرعت رشد کنند و در نتیجه شرایط بدون اکسیژن درون توده‌های جلبکی ایجاد می‌شود که در بالا توضیح داده شد. علاوه بر این، در برخی مواقع جلبک‌‌ها سموم جلبکی آزاد ‌می‌کنند که برای انسان مضر است. این سموم می‌توانند از مسافت‌های طولانی از طریق باد جابجا شده و در هوا پخش شوند و یا بر روی سطح سایر موجودات زنده ساحلی قرار گیرند.

مشخصات عمومی جلبک‌ها

در این بخش به ویژگی‌های عمومی انواع جلبک‌ها می‌پردازیم، این ویژگی‌ها، زیستگاه‌هایی که این موجودات در آن‌ها زندگی می‌کنند، نوع تغذیه آن‌ها و همچنین نحوه تولید مثل‌ جلبک‌ها را در بر می‌گیرد.

زیستگاه

اکثر جلبک‌‌ها در زیستگاه‌‌های آبزی زندگی می‌کنند با این حال، جلبک‌ها برای قرارگیری در زیستگاه‌‌های متنوع، توانایی بالایی دارند. این ارگانیسم‌‌ها می‌توانند در دریاچه‌‌های آب شیرین یا اقیانوس‌‌های آب شور رشد کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند طیف وسیعی از دما، غلظت اکسیژن یا دی اکسید کربن، اسیدیته و کدورت را تحمل کنند.

جلبک‌‌ها همچنین قادر به زنده ماندن در خشکی هستند. برخی از مکان‌‌های عجیبی که جلبک‌ها در آن‌ها رشد می‌کنند، شامل تنه درخت، پوست حیوانات، کوه‌های برفی، چشمه‌‌های آب گرم و در خاک از جمله خاک‌های بیابانی هستند.

تغذیه

این امر به طور گسترده‌ای پذیرفته شده است که استراتژی‌‌های تغذیه‌ای جلبک‌ها بر روی طیف‌‌هایی که بین فتواتوتروف تا هتروتروف، گسترده هستند. این توانایی به عنوان «میکسوتروفی» (Mixotrophy) شناخته می‌شود.

تولید مثل

جلبک‌‌ها قادر به تولید مثل از طریق روش‌‌های غیرجنسی یا رویشی و همچنین از طریق تولید مثل جنسی هستند. تولید مثل غیرجنسی مستلزم تولید اسپور حرکتی است، در حالی که روش‌‌های رویشی شامل تقسیم سلولی ساده (میتوز) برای تولید فرزندان یکسان و یا تکه تکه شدن یک کلنی است. در تولید مثل جنسی دو گامت با یکدیگر ادغام می‌شوند (گامت‌ها به صورت جداگانه در هر یک از والدین از طریق میوز تولید می‌شوند).

انواع جلبک‌ها

از جلبک‌های بزرگ معمولاً به عنوان گیا‌هان آبزی ساده یاد ‌می‌شود. جلبک‌‌ها بر خلاف گیاهان گلدار و گیا‌هان پیشرفته فاقد بافت آوندی هستند و ریشه، ساقه، برگ و گل ندارند. به عنوان تولیدکنندگان اصلی، جلبک‌‌ها پایه و اساس زنجیره غذایی در محیط‌‌های آبی به شمار می‌آیند. آن‌ها منبع غذایی بسیاری از موجودات دریایی از جمله میگوهای آب شور و کریل هستند که این موجودات به نوبه خود به عنوان پایه غذایی برای سایر حیوانات دریایی محسوب ‌می‌شوند.

جلبک‌‌ها را ‌می‌توان به هفت گروه اصلی تقسیم کرد که هر کدام اندازه، کارکرد و رنگ متمایز دارند. انواع جلبک‌های مختلف عبارتند از:

• اوگلنوفیتا یا اوگلنوئید‌ها (Euglenophyta)
• کریسوفیتا یا جلبک طلایی قهوه‌ای و دیاتومه‌ها (Chrysophyta)
• پیروفیتا یا جلبک‌های آتش (Pyrrophyta)
• کلروفیتایا جلبک سبز (Chlorophyta)
• رودوفیتا یا جلبک‌های قرمز (Rhodophyta)
•  پائوفیتا یا جلبک‌‌های قهوه‌ای (Paeophyta)
• زانتوفیتا یا جلبک‌های زرد - سبز (Xanthophyta)

اوگلنوفیتا

کرایسوفیتا

جلبک‌‌های قهوه‌ای-طلایی و دیاتومه‌ها فراوان‌ترین انواع جلبک‌‌های تک سلولی به شمار می‌آيند که حدود ۱۰۰٫۰۰۰ گونه مختلف را شامل ‌می‌شوند. این گروه از جلبک‌ها و دیاتومه‌ها هر دو در محیط‌‌های آب شیرین و نمکی یافت ‌می‌شوند. دیاتومه‌ها بسیار بیشتر از جلبک‌‌های قهوه‌ای - طلایی در طبیعت وجود دارند و از انواع بسیاری از پلانکتون‌‌ها که در اقیانوس یافت ‌می‌شوند، تشکیل شده‌اند. به جای دیواره سلولی، دیاتومه‌ها توسط یک پوسته سیلیکایی معروف به یک «فروستول» (Frustule) محصور ‌می‌شوند که بسته به گونه‌‌ها از نظر شکل و ساختار متفاوت هستند. اگرچه تعداد جلبک‌‌های قهوه‌ای - طلایی کم تر از دیاتومه‌ها است، اما از نظر بازده تولید مثلی با دیاتومه‌ها در اقیانوس‌ها رقابت ‌می‌کنند. جلبک‌‌های قهوه‌ای - طلایی معمولاً به عنوان نانوپلكتون شناخته ‌می‌شوند و قطر آن‌ها در حدود 50 میكومتر است.

پیروفیتا

جلبک‌های پیروفیتا ساختارهای تک سلولی هستند که معمولاً در اقیانوس‌‌ها و در بعضی از منابع آب شیرین وجود دارند که از تاژک‌ها برای حرکت استفاده ‌می‌کنند. این جلبک‌ها به دو دسته تقسیم ‌می‌شوند:

• دینوفلاژل‌‌ها (Dinoflagellates)
• کریپتوموناد‌‌ها (Cryptomonads)

‌ دینوفلاژل‌‌ها می‌توانند پدیده‌ای به نام جزر و مد قرمز ایجاد کنند که در آن، آب اقیانوس به دلیل فراوانی بالای این جلبک‌ها، قرمز به نظر ‌می‌رسد. مانند برخی از قارچ‌‌ها، برخی از گونه‌‌های پیروفیتا نیز دارای خاصیت بیولومینوسانس هستند، به طوری که در طول شب، آن‌ها باعث ‌می‌شوند که در آب‌های اقیانوس نورهایی به شکل شعله ظاهر شوند. دینوفلاژل‌‌ها از انواع جلبک‌های سمی ‌هستند، زیرا یک نوروتوکسین تولید ‌می‌کنند که ‌می‌تواند عملکرد طبیعی عضلات در انسان و سایر جانوران را مختل کند. کریپتوموناد‌‌ها شبیه به دینوفلاژل‌‌ها هستند و همچنین ممکن است شکوفه‌‌های جلبکی خطرناکی را ایجاد کنند که باعث ‌می‌شوند آب ظاهری قرمز و قهوه‌ای تیره داشته باشد.

کلروفیتا یا جلبک سبز

جلبک‌‌های سبز عمدتا در محیط‌‌های آب شیرین زندگی می‌کنند، در حالی که تعداد کمی‌ از گونه‌‌های جلبک سبز در اقیانوس‌ها نیز یافت ‌می‌شوند. مانند جلبک‌‌های پیروفیتا، جلبک‌‌های سبز نیز دارای دیواره‌‌های سلولی از جنس سلولز هستند و برخی از گونه‌‌های آن‌ها یک یا دو تاژک دارند. جلبک‌های سبز حاوی کلروپلاست بوده و تحت فتوسنتز قرار ‌می‌گیرند. هزاران گونه تک سلولی و چند سلولی از این جلبک‌‌ها وجود دارند. گونه‌‌های چند سلولی معمولاً در کلنی‌‌ها از چهار سلول تا چند هزار سلول وجود دارند. برای تولید مثل، بعضی از گونه‌‌های این جلبک اسپورهای غیر متحرک تولید ‌می‌کنند که برای حرکت به جریان‌‌های آب وابسته هستند. در حالی که برخی دیگر از گونه‌های جلبک سبز، زئوسپور‌هایی را با یک تاژک برای شنا و حرکت تسهیل شده تولید ‌می‌کنند. انواع جلبک‌‌های سبز شامل کاهو دریایی، جلبک‌‌های مو اسبی و جلبک‌های انگشتان مرد مرده است.

رودوفیتا یا جلبک‌های قرمز

جلبک‌‌های قرمز معمولاً در مناطق دریایی گرمسیری یافت ‌می‌شوند. بر خلاف جلبک‌‌های دیگر، این جلبک‌ها شامل سلول‌‌های یوکاریوتی فاقد تاژک و سانتریول هستند. جلبک‌‌های قرمز روی سطوح جامد از جمله صخره‌‌های گرمسیری رشد ‌می‌کنند و یا به جلبک‌‌های دیگر متصل ‌می‌شوند. دیواره‌‌های سلولی آن‌ها از جنس سلولز و انواع مختلفی از کربوهیدرات‌‌ها تشکیل شده‌اند. این جلبک‌ها به وسیله مونوسپور‌ها (سلول‌های دارای دیواره‌، کروی و بدون فلاژلا)  توسط جریان‌‌های آب تا زمان جوانه زنی حرکت می‌کنند. جلبک‌‌های قرمز همچنین به صورت جنسی تولید مثل ‌می‌کنند و نسل‌‌های متناوبی را ایجاد می‌کنند. جلبک‌های قرمز تعدادی از انواع مختلف جلبک‌های دریایی را تشکیل ‌می‌دهند.

پائوفیتا یا جلبک‌‌های قهوه‌ای

جلبک‌‌های قهوه‌ای از بزرگترین گونه‌های جلبک‌‌ها به شمار می‌آیند که از انواع جلبک دریایی و اشنه‌های دریایی موجود در محیط‌‌های آبی تشکیل شده‌اند. این گونه‌‌ها دارای بافت‌‌های متمایز از جمله اندام لنگر، کیسه‌‌‌های هوایی برای شناور شدن، شاخک، اندام‌‌های فتوسنتزی و بافت‌‌های تولید مثلی هستند که می‌توانند اسپور و گامت ‌تولید کنند. این جلبک‌ها به صورت متناوب تولید مثل می‌کنند. برخی از انواع جلبک‌‌های قهوه‌ای شامل علف‌های سارگاسم، جلبک‌های سنگی و جلبک‌های غول پیکر هستند. برخی از انواع جلبک‌های غول پیکر ‌می‌توانند به طول 100 متر نیز برسند.

فیلم آموزش اکولوژی دریا در فرادرس

کلیک کنید

زانتوفیتا یا جلبک‌های زرد-سبز

جلبک‌های زرد - سبز کمترین فراوانی را بین گونه‌های جلبکی دارند که تنها ۴۵۰ تا ۶۵۰ گونه را به خود اختصاص داده‌اند. جلبک‌های زرد - سبز ارگانیسم‌‌های تک سلولی با دیواره‌‌های سلولی ساخته شده از سلولز و سیلیس هستند و یک یا دو تاژک برای حرکت دارند. کلروپلاست‌‌های آن‌ها فاقد رنگدانه خاصی است و باعث ‌می‌شود رنگ آن‌ها روشن به نظر برسد. آن‌ها معمولاً كلنی‌های كوچك و چند سلولی تشكيل می‌دهند. جلبک‌‌های سبز - زرد به طور معمول در آب شیرین زندگی ‌می‌کنند، اما در آب‌‌های نمکی و محیط‌‌های مرطوب نیز وجود دارند.

سیانوباکتری‌ها با جلبک‌های سبز آبی

سیانوباکترها (Cyanobacteria) به جلبک های سیز آبی نیز معروف هستند. اگرچه آن‌ها می‌توانند فتوسنتز کرده و اکسیژن تولید کنند و همچنین قادرند در بسیاری از محیط های مشابه جلبک‌های یوکاریوتی زندگی کنند، اما سیانوباکترها، در واقع باکتری‌های گرم منفی هستند و بنابراین در گروه جانداران پروکاریوت قرار می‌گیرند. آن‌ها همچنین قادرند به طور مستقل تثبیت نیتروژن را انجام دهند.

 اهمیت جلبک‌ها

احتمالاً مهم‌ترین کمک جلبک‌‌ها به محیط زیست ما، تولید اکسیژن از طریق فتوسنتز است. در واقع جلبک‌‌ها برای حیات کره زمین ضروری هستند، زیرا تقریباً نیمی ‌از اکسیژن موجود در جو زمین را تولید می‌کنند.

شکوفه‌های جلبکی

جلبک‌‌ها به شکل شکوفه‌‌های جلبکی، با ایجاد شرایط سمی ‌در اقیانوس‌‌ها و دریاچه‌‌ها مشکلاتی را برای موجودات این بخش‌ها به وجود می‌آورند. براساس اعلام آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)، شکوفه‌‌های جلبکی به رشد فراوان برخی میکروجلبک‌‌ها اشاره دارد که به نوبه خود منجر به تولید سموم، اختلال در اکوسیستم‌‌های آبزی طبیعی و افزایش هزینه‌‌های تصفیه آب می‌شوند. این شکوفه‌‌ها رنگ جلبک‌‌های موجود در آن‌ها را به خود می‌گیرد. عمده‌ترین تولیدکنندگان سم در اقیانوس‌‌ها دینوفلاژل‌‌ها و گونه خاصی از دیاتومه‌ها هستند. در آب‌های تازه، سیانوباکتری‌‌ها تولید کننده اصلی سم هستند، اگرچه برخی از جلبک‌‌های یوکاریوتیک نیز باعث ایجاد مشکلاتی در این زمینه می‌شوند. در شرایط طبیعی، جلبک‌‌ها از سموم استفاده می‌کنند تا از خود در برابر خورده شدن توسط حیوانات کوچک محافظت کنند.

علت اصلی ایجاد شکوفه‌‌های جلبک پدیده‌ای به نام «آلودگی مواد مغذی» (Nutrient Pollution) است. در هنگام ایجاد آلودگی مواد مغذی، مقدار زیادی ازت و فسفر در محیط به وجود می‌آیند که می‌توانند جلبک‌‌ها را به سمت رشد کنترل نشده‌ای سوق دهند. این پدیده ناشی از انواع فعالیت‌‌های انسانی است. کود‌های شیمیایی و کود‌های حیوانی که در کشاورزی از آن‌ها استفاده می‌شود، سرشار از نیتروژن هستند، علاوه بر این، فاضلاب‌هایی که به درستی تصفیه نشده‌اند نیز دارای مقادیر بالایی از نیتروژن و فسفر هستند و زمانی که این ترکیبات به آب‌های دریاها یا اقیانوس‌ها وارد می‌شوند، موجب ایجاد آلودگی مواد مغذی و در نتیجه تشکیل شکوفه‌های جلبکی می‌شوند.

اگر مطالعه این مطلب برای شما مفید بود، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شود:

• مجموعه آموزش‌های زیست‌شناسی
• آموزش فیزیولوژی جانوری ۱
• مجموعه آموزش های مهندسی کشاورزی و زراعت
• پرورش قارچ — از صفر تا صد
• ویروس چیست؟ -- به زبان ساده
• معرفی بیوانرژی و کاربردهای آن — به زبان ساده

^^