نباتات مائية

<!--

تعيش النباتات أينما تتخلل كميات كافيه من الضوء للطبقة المائية السطحية الضحلة. الأنواع المعروفة من النباتات على الأرض قليلا جدا ما تتواجد في البحار أو ربما لا تتواجد، فالبحر له نباتاته الخاصة التي لها تركيباته الخاصة والمختلفة عن تركيبات النباتات الأرضية .

في بداية هذا القرن فان النباتات البحرية كانت تسمى مجتمعه تحت اسم الطحالب Algae وتقع تحت قسم واحد كبير وهو Thallophyta. منذ العشرينات بدأ يعرف أن الطحالب تحتوي على عدة مجموعات مختلفة من النباتات البحرية. أما الآن فإن الانواع البحرية تقع تحت حوالى درزن من المجموعات وهي معروفه وموثقه (لن نتعرض للبكتريا والفطريات في هذا الفصل لعدم مقدرتها على التمثيل الضوئي ) وتتصف بقدرتها على التمثيل الضوئي لاحتوائها على مادة اليخضور Chlorophyll-a ، جدر الخلايا، الغذاء المختزن واشكال النمو .

من هذه الـمجموعات خمسة فقط يتواجدوا بكثرة في البحار وهم :
1-Chrysophyta

2- Pyrrophyta

3- Phaeophyta

4- Rhodophyta

5- Cyanophyta

بالرغم من أن المجموعتين التاليتين Chlorophyta ، Anthophyta تتواجد رئيسيا في المياه العذبة إلا أنها تتمثل على الأرض وتساهم في المجموع الكلى للنباتات البحرية.

أعضاء هذه السبعة مجموعات سوف تقسم على أساس كونها هائمه أو قاعيه .

النباتات القاعية :

بعض الأشكال من النباتات القاعية معروفه حتى للمشاهد للحياة الشاطئية. معظمهم معروفين وواضحين لأنهم يشاهدوا في مناطق المد والجزر بالقرب من الشواطئ .

النباتات مثل الهائمات النباتية قاصرة على المنطقة الضوئية لإشباع رغباتهم واحتياجاتهم. ولكن احتياجاتهم الإضافية لقيعان صلبه للرسو يحصر توزيعهم لمناطق ضيقه حول السطوح في البيئة البحرية .

هذه النباتات والتى تقطن منطقة المد والجزر يجب أن تقابل وتتعامل مع الضغوط المختلفة مثل الجزر الكبير والذي يكشف ما حولهم من كائنات حيوانيه .

بعض هذه النباتات القاعية جليه وواضحة وذلك لأحجامها الكبيرة بينما الأخرى صغيره والآخرين ميكروسكوبيه .

أياً كان الحجم فإن كونهم منتجين للمواد النباتية لتعزيز الأشكال الشاطئية الأخرى من صور الحياة يعتبر حاسم ولا يمكن التغاضي عنه .

الطحالب الزرقاء المخضرة :

السيانوبكتريا يشار إليها سابقاً على أنها الطحالب الزرقاء-المخضرة وبعض البكتريا (division Bacteria) القادرة على التمثيل الضوئي وكلاهما خلايا بدائية procaryotic. خلافاً عن البكتريا فإن جميع السيانوبكتريا

· تستطيع القيام بعملية التمثيل الضوئي .

· تتواجد في كل مكان يتواجد فيه الماء والضوء .

· الأنواع البحرية قليلة بالمقارنة مع أنواع الطحالب الأخرى .

· التغيرات أو الاختلافات الشكلية قليلة .

· عادة كائنات ميكروسكوبية ولكنهم يتجمعوا لتكوين مستعمرات كبيرة .

· أحد هذه الأنواع المقترنة بالشعاب يدعى Lyngbya تصل اطوال خيوطه أو قنواته المفرغة إلى حوالي متر في الطول .

· التكاثر في الطحالب الخضراء المزرقة عادة ما يتم عن طريق الانقسام الثنائي .

· في الشواطئ البحرية المعتدلة بعض أنواع السيانوبكتريا تتواجد على شكل البقع القطرانيه مغلفة الصخور في مناطق المد والجزر .

· أنواع أخرى تكون سائدة في مناطق المسطحات الطينية للمستنقعات الشاطئية ومناطق تلاقى البحر بالنهر Estuaries ومتشاركين مع الشعاب المرجانية الاستوائية .

· أحد الأنواع والتي درست بعنايه هو نوع Micro coleus ويعتبر أحد المكونات الرئيسية للصفائح القاعية الرقيقة الموجودة في المسطحات المتبخرة في خطوط العرض الجافة .

· إضــافــة إلى أنــهـم Autotrophs إلا أن بعــض الأنواع لها القدرة على استخدام النيتروجين الجوي nitrogen fixation لإشباع احتياجاتهم للمواد النيتروجينية مثل Calothrix.

· العمليات المصاحبة لهذه العملية في البحار غير معروفه تماماً ولكنها معروفه في السيانوبكتريا وبعض الأنواع من البكتريا .

· الدراسات الحقلية أثبتت أن السيانوبكتريا والمثبتة للنيتروجين وحدها أو مصاحبة للنباتات الأخرى تسهم بشكل كبير في اقتصاديات النيتروجين لهذه المجتمعات .

· السيانوبكتريا تظهر نزعه قوية لتكوين علاقات تكافليه مع الأحياء الأخرى. العديد من الأمثلة لهذه العلاقات معروفه .

· جنسين أمكنهم استيطان الهائمات الدياتوميه مثل Rhizosolinia. العديد من السيانوبكتريا تعيش متعلقة epiphytes وملتصقه للنباتات الكبيرة. بعض الأنواع الملتصقة مثل التي تقطن الحشائش السلحفية البحرية على طول الشواطئ الخلجانيه للولايات المتحدة الأمريكية مثبته للنيتروجين. عليه فهي تلعب دوراً هاماً في نظام خصوبة وإنتاجية هذه المسطحات الحشائشية .

الطحالب الذهبية :

· الدياتومات القاعية تشبه إلى حد كبير الأنواع الهائمة في تركيبها الخلوي، طرائق التكاثر، والصفات العامة الأخرى .

· هذه النباتات تتواجد على أي أجزاء صلبه في المياه الضحلة البحرية، على السطوح الطينية، الصخور، النباتات البحرية الكبيرة، المباني الصناعية وأصداف الحيوانات البحرية الصلبة .

· أحد الأنواع هو Cocconeis يصنع لنفسه مكان للمعيشة على الجوانب السفلية من الحوت الأزرق .

· العديد من الدياتومات القاعية تفرز وسائد مخاطيه والتي توصل الخلايا المتقاربة إلى سلاسل معقده وأشكال متفرعة في هذه الحالة فقد يصل طول هذه المستعمرات الدياتوميه الكبيرة إلى عدة سنتيمترات .

بالمقارنة مع الدياتومات الهائمة فإن التوزيعات الجغرافية للدياتومات القاعية محدده جداً وذلك لاحتياجهم لأجزاء قاعيه صلبه .

بالرغم من ذلك فإن هذه الأنواع لها إسهامات كبيرة لقيم الإنتاجية النباتية في مناطق الإستواريز، الخلجان والمناطق المائية الضحلة الأخرى .

بعض الأنواع من هذه الدياتومات تعتبر مفاتيح هامه في التعاقب النباتي والحيواني بعد التصاقها على أرصفة السفن والقوارب والمباني الصناعية، وعندما تبلغ أوجها تتسبب في غنى المنطقة .

الأنواع الزهرية :

النباتات الزهرية البحرية تتواجد في مناطق المياه الراكدة، Sloughs المستنقعات .

تظهر في عدد من الأنواع والأشكال تكون مغطاة بمياه ار. إلى بيئاتهم .

التكاثر في الطحالب :

· دورة التكاثر في الطحالب تتواجد بطريقة جنسية ولا جنسية ومختلفة بدرجات كبيرة من مجموعة إلى أخرى .

· لابد ان نتذكر ان الاستراتيجيات التكاثرية المتواجدة في الطحالب المختلفة انما تتناسب مع فسيولوجية وبنية الكائنات .

· التكاثر اللا جنسي في الطحالب وحيدة الخلية يكتمل عن طريق الانقسام الثنائي لإنتاج خليتين أو أكثر متحركة "Zoospore" أو خلايا غير متحركة auto spore" "

· الطحالب الخيطية Filamentous والطحالب العديدة الخلايا ربما تتكاثر عن طريق الانشطار Fragmentation او عن طريق تحرير Zoospores من الخلايا الخضرية او من خلايا متخصصه تدعى Sporangium.

· التكاثر الجنسي في الطحالب يتطلب المرور بمرحلة مزج الجاميطات البويضة والحيوان المنوي.

أقســـام الطـحـــالب حســـب الحجـــم:

تقسم الطحالب من حيث الحجم إلى نوعين (كبيرة وميكروسكوبية ).

الأنواع الكبيرة، تسمى Seaweeds وهذا المصطلح سوف يستعمل هنا للانواع الكبيرة .

الطحالب الخضراء Chlorophyta الطحالب البنية Phaeephyta

والطحالب الحمراء Rhodophyta

هذه الطحالب تتواجد بكثرة في منطقة "Intertidal zone" وعادة ما تنتشر حتى اعماق 30-40 م

في المياه الاستوائية الصافية بعض الطحالب الحمراء قد تتواجد على اعماق أكبر من 200 م. الكثير من الطحالب له القدرة على مواجهة قوة الموج السطحي على المناطق الصخرية المعراه ما دامت متصلة بقيعان صلبة .

أينما يكونوا متواجدين فان الطحالب تؤثر بطريقة كبيرة لإصلاح الظروف البيئية لكائنات المناطق الضحلة وذلك عن طريق إيجاد الغداء، الحماية من الامواج، الظل وفي بعض الأحيان فإنها تكون سطح لالتصاق كائنات أخرى .

كل مجموعة من هذه الكائنات تتصف بتركيبات خاصة لصفاتها والتي تتسبب في اسمائها المختلفة .

اللون الأخضر الفاتح يعتبر صفة للطحالب الخضراء ويرجع إلى كثرة مادة الكلوروفيل عن الصفات الأخرى. الطحالب الخضراء تختلف في تركيباتها من الخيط البسيط "Chaetomorpha" إلى الشكل المستعرض ذو التعرق الأكبر مثل "Codium". وفي العادة فانهم اقل من نصف متر في الطول ما عداه ان هناك نوع واحد من Codium ومتواجد في خليج كاليفورنيا وفي العادة ينمو إلى اطوال تصل إلى 8 امتار في الطول .

عند مقارنة الطحالب الخضراء إلى البنية أو الحمراء فان الأولى تحتوي على أنواع قليلة بحرية ولكن أنواعها الشفافة عادة ما تعادل تنوعاتها المحدودة. صبغات الكلوروفيل للطحالب البنية في بعض الأحيان يمكن رؤيتها مثل الأخضر المتدرج. ولكن غالبا ما فان الأخضر فانه متنكر بالصبغات الذهبية Xanthophyll وخاصة Fucoxanthin والذي يعتبر صفة لهذه الأنواع من الطحالب .

ان خلط الصبغات الخضراء والبنية عادة ما يتسبب في لون "اسمر فاتح" الأخضر الزيتوني. الكثير من الطحالب المعروفة والكبيرة في بحار المناطق المعتدلة Temperate فإنها تتبع لهذه الطائفة. الكثير من الأنواع عادة كبير الحجم ويطلق عليهم اسم Kelp. في المناطق المعتدلة والعالية فانهم عادة ما يسيطروا على النباتات البحرية القاعية. العديد من الأنواع البنية الصغيرة تتواجد في المناطق المعتدلة والباردة وأيضا الاستوائية .

الطحالب الحمراء ذات الصبغات الحمراء Phycoerythrin والزرقاء Phycoeyanin وأيضا اليخضور Chlarophyll-a تتواجد بألوان مختلفة. فالبعض اخضر فاتح والبعض الآخر تشبه الطحالب البنية. ولكن الكثير من الطحالب الحمراء والتي تعيش أسفل منطقة المنخفض low tide وتظهر بألوان من الوردي الخفيف إلى الألوان الحمراء المختلفة. الطحالب الحمراء تختلف في تركيباتها مثل اختلافها في ألوانها ونادرا ما وجدت طحالب حمراء ذات اطوال أكبر من متر واحد ولا مقارنة لاي نوع منها مع الطحالب البنية العظيمة Kelp.

الخصائص التركيبية للطحالب الكبيرة Structure Features of Seaweeds

الطحالب ليست ذات تركيبات معقدة مثل النباتات الزهرية ويتصفوا ببعض الصفات ومنها :

· لا يوجد لديهم جذور .

· لا يوجد بهم زهور أو بذور .

· لا يوجد بهم اوراق حقيقية .

بالرغم من الخصائص التركيبية المحددة فان الطحالب البحرية تظهر بتنوعات مطلقة من الاشكال والحجوم والصفات التركيبية. الكثير من أفراد الأقسام الثلاثة من الطحالب البحرية تتطور إلى نباتات ناضجه ذات اشكال عامه ومتشابهة وكل منــها يحتوي على :

· النصل Blade

· السويق Stipe

· المثبت Holdfast

النــصــــل Blade

· الجزء المبطط والمستعرض ذو التركيبات الورقية يعرف باسم النصل Blade.

· انصال الطحالب البحرية عادة ما تتخذ اطوار تركيبية من التفرعات والتركيبات الخلوية .

· الاشكال الكبيرة من الطحالب البنية تنتج انصال ذات اشكال خاصة و تحززات تنظيمية خاصة. تبدأ كنبات صغير بنصل واحد غير متفرع عادة ما يشبه لنباتات Kelp الأخرى .

· الاتصال عادة ما تحتوي على خلايا التمثيل الضوئي النشطة ولكن التمثيل الضوئي يظهر أيضاً في السويقات والمثبتات .

· الكثير من نباتات الـ Kelp تحتوي على عضو طافي مملوء بالغاز يسمى Pneumatocysts وذلك لمساعدة النصل على الطفو ليكون قريبا من أشعة الضوء السطحية .

· اشكال هذه الأعضاء مختلفة من نباتات إلى أخرى تركيبيا وحجما .

· أكبر النيماتوسيستس تتبع نوع Pelagophycus من الطحالب البنية العظيمة elkhom kelp.

· كلا من هذه الطحالب elkhom تحتوي على نيماتوسيستس واحد وفي بعض الأحيان يصل حجمه إلى حجم كرة السلة وذلك لمساعدة 6 -8 انصال .

· كلا من هذه الانصال قد تصل إلى 1 -2 م عرض، 7 -10 أمتار طول .

· السرجاسم Sargassum ينتج عدد من النيماتوسيستس الصغيرة هذه النيماتوسيستس تحتوي على الغازات الجوية المعروفة النيتروجين، الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ولكن بعض النيماتوسيستس للـ Kelp تحتوي على بعض التركيزات 2 % من أول أكسيد الكربون Co الذي لا يعرف مصدره ولكن يعتقد أنه ناتج من نواتج الهضم .

الســويـق The Stipe

· الجزء المرن والذي يشبه الساق ويخـدم النبات بامتصاصه حركة الامواج وتوصيل النصل المثبت .

· أحسن مثال لهذه السويقات هو نبات Postelsia نخيل البحر والذي ينمو على الصخور في المناطق المكشوفة دائما من مناطق Intertidal حيث السويق يكون مجوف وذلك ليكون ملائم لهذه البنية ولعدم الانكسار .

· في بعض الأنواع لا يظهر السويق (الاتصال تكون متصلة بالمثبتات) ولكن في بعض الأنواع الأخرى فان السويق ملاحظ .

· عادة طويل ويصل في Nereocystis و Pelagephycus إلى حوالي 30 م وهو يعمل كحبل المرساة في القوارب .

· في نبات Macrocystis فالملاحظ ان السويق متعدد وربما يكون أطول من النباتين السابقين. السويق يعمل كحلقة وصل لمرور الغداء من الاتصال إلى الأجزاء الأخرى من الجسم .

المثـبـتـــات Holdfast

· المثبتات للطحالب الكبيرة عادة ما تشبه الجذور في النباتات الأرضية .

· الميزة الأولية للمثبتات فهي لتوصيل النباتات إلى القيعان .

· نادرا ما تقوم المثبتات بامتصاص الأملاح المغذية مثلما تكون في النباتات الأرضية .

· المثبتات متكيفة لعمل الامساك بالسطوح ومقاومة دفع الامواج والتيارات الكبيرة .

· مثبتات الايسينيا Eisenia تتكون من ما يشبه الجذور haptera القصيرة والقوية .

· بعض المثبتات الأخرى تكون ملائمه للقواعد الهشة، فمثبتات الـ macrocystis تحتوي على كتل كبيرة ومتشعبة من الـ Haptera تتخلل إلى داخل القيعان الرملية .

· الأنواع البنية Penicillus لها عملية مشابهه ولكن بصورة مصغرة وبوجود عدد من الخيوط الرفيعة داخل الرمل أو الطين القاعية .

نوعيات مختلفة من الطحالب الحمراء تظهر نوعيات من التكيف للاتصاق بنباتات أخرى مثل طحلب Smithora ، Chondria الاحمرين واللذان يلتصقان على Phyllospadix هذه الظاهرة هي ظاهرة مألوفة للطحالب الحمراء الصغيرة

الهائمة النباتية :

تحتوي على عدد كبير من الطوائف ولكن أكثرها تقع تحت طائفة :

· Pyrrophyta

· Chrysophyta

· Chlorophyta ، Cyanophyta مع قليل من الأنواع البلانتونيه من هذه المجموعات ميكروسكوبية وتعيش معلقة في الماء .

بالرغم من صغر احجامهم إلا أن هذه النباتات تعتبر في غاية الأهمية للإنتاج الأولي في البيئات البحرية .

Chrysophyta

الأنواع البحرية من هذه المجموعة وحيدة الخلية والصبغات الرئيسية هي الكلوروفيل A بالإضافة إلى أن بعض الأفراد يحتووا على صبغات اضافية مثل كلوروفيل C ، الصبغ الذهبي أو الأصفر البني Xanthophyll.

الكثير لهم جدار خلوية معدنية أو هياكل داخلية تتكون من مادة السليكا أو كربونات الكالسيوم. بعض الأنواع يقتنوا أسواط للحركة ولكن مثل جميع الأنواع البلانكتونية قدراتهم الحركية الافقية صغيرة جدا بالمقارنة مع تحركاتهم بالأمواج .

هذه المجموعة تقسم إلى : Chrysophyceae ، Bacillariophyceae

الطحالب الذهبية Chrysophyceae

· تتواجد بكثرة في المياه العذبة .

· المجموعتين Coccolithophors, Silicoflagellates اعدادها كبيرة في المياه البحرية .

· كلا المجموعتين غير معروفتين تماما لصغر حجوم أفرادهم .

الكوكولوثوفورز

· عبارة عن كائنات نباتية وحيدة الخلية تحتوي على اعداد كبيرة من الصفائح الحبرية Coccoliths الملتصقة بأجسامهم .

· هذه الصفائح وجدت وشرحت عن طريق دراسة الرسوبيات الموجودة على قيعان البحار، ولكن ليس حتى عام 1898 عندما اكتشفت الخلايا المكونة لهذه الصفائح .

السوطيات السليكية

· عرفت وصنفت عن طريق هياكلها السليكية المتواجدة في الرسوبيات البحرية .

· هذه الأنواع تحتوي على هياكل داخلية مكونه من مادة السليكا بالإضافة على احتوائها على سوط أو اثنين والعديد من البلاستيدات الخضراء .

الدياتومات Bacillariophyceae

· النوع المعروف والمشهور يسمى الدياتومات من طائفة Bacillariophyceae.

· هذه النباتات وحيدة الخلية ولكن ربما يتواجدوا في سلاسل Chains ، أو على هيئة خلايا متجمعة .

· حجم الخلايا يتراوح ما بين 15 ميكرون ليصل إلى حوالي 1 ملم، معظم الدياتومات تتواجد ما بين 50 إلى 500 ميكرون .

· الدياتومات تحتوي على جدار خلية ويسمى Frustule ، والذي يتكون من مادة البكتين مع نسبة عالية تصل إلى 95 % من السليكا .

· جدار الخلية يتكون من جزئيين (صفيحتين) متراكبين ويسميان Epitheca ، والجزء الآخر الاصغر قليلا يسـمى Hypotheca.

· السيتوبلازم يتواجد في داخل جدار الخلية ويحيط بفجوة أو أكثر من الفجوات الخلوية .

· الدياتومات البلانكتونية عادة ما تحتوي على العديد من البلاستيدات الخضراء الصغيرة المبعثرة داخل السيتوبلازم ولكن تحت اضواء قليلة فإن البلاستيدات تتجمع بالقرب من الجزء المكشوف من أطراف الخلية .

· الدياتومات تتواجد في اشكال عديده جدا ولكن تخضع لقسمين رئيسيين النوع الدائري Centric والنوع الطولي Pannate.

النوع الدائري

· تتبعه الاشكال الدائرية والمثلثية والمربعة أو المتحورة من المربعات .

· هذه الأنواع تحتوي على Radial symmetry عند النظر إليها بينما الأنواع الطولية وخاصة القاعية منها تظهر bilateral symmetry وتسمى Pennates.

الأنواع الطولية قادرة على التحرك بالرغم من أن ميكانيكية التحرك هذه غير معروفة تماما ويعتقد أنها تدخل تحت الحركة الشبه موجية لسطح السيتوبلازم الذي يمتد خلال المجرى Groove (Raphe).

أقسام الهائمات النباتية حسب الحجوم: 1 - ماكروبلانكتون أكبر من 1 ملم macroplankton 2 - ميكروبلانكتون اقل من 1 ملم ولكنه أكبر من 60 ميكرون microplankton 3 - نانوبلانكتـون ما بين 5 - 60 ميكرون nanoplankton 4 - الترابلانكتون اقل من 5 ميكرون ultraplankton

التكاثـر في الديـاتومــات الدياتومات والعديد من النباتات وحيدة الخلية تتكاثر عن طريق الانقسام الثنائي البسيط. وينقسم الكائن الأب إلى نصفين لإنتاج خليتين جديدتين daughter cells ويتبعه انقسام آخر وهكذا لايحتاج لتبادل المعلومات الوراثية مع خلايا أخرى. عن طريق هذا الانقسام فانه لو انقسمت خلية واحدة مرة خلال 24 ساعة فانه في غضون 3 أسابيع يصل العدد إلى أكثر من مليون خلية .

في النادر ما يكون عدد الانقسامات أكثر من انقسام واحد كل 24 ساعة .

في هذا الانقسام فان الدياتومات تكون جدر خلوية في الخلية الام أحدهما بنفس حجم Hypotheca للخلية الام ليكون الخلية الجديدة والتي بنفس حجم الأم . والآخر يكون نفس الجزء للخلية الجديدة الأخرى hypotheca وجزء الـ epitheca هو النصف القادم من الخلية الأم. هذا النوع من الانقسام يجري عندما تكون نسبة السليكا عالية .