جلبکها: نیروگاههای سبز آفرینش
جلبک چیست و چه شکلی است؟
جلبکها دستهای از موجودات زنده آغازی۱ هستند که به خاطر داشتن رنگدانهی سبز کلروفیل۲، میتوانند مانند گیاهان عمل فتوسنتز را انجام دهند و برای خود غذا بسازند . برخلاف گیاهان پیشرفته، آنها ریشه، ساقه و برگ حقیقی ندارند. اندازه و شکل جلبکها بسیار متنوع است؛ از موجودات تکسلولی میکروسکوپی که فقط با میکروسکوپ دیده میشوند، تا جلبکهای غولپیکر چندسلولی مثل کلپ که طول آنها به دهها متر میرسد . بسیاری از جلبکهای تکسلولی شناور در آب، فیتوپلانکتون۳ نامیده میشوند و غذای اصلی بسیاری از آبزیان از جمله ماهیهای کوچک و میگو هستند .
جلبکها را میتوان در بسیاری از محیطهای اطراف خود مشاهده کرد. لایهی سبز رنگی که گاهی روی دیوارهای مرطوب حیاط یا روی گلدانها تشکیل میشود، یا تودهی سبزرنگ شناور در حوضهای راکد، نمونههایی از جلبکها هستند. در طبیعت، آنها عمدتاً در آبهای شیرین (مانند رودخانهها و دریاچهها) و آبهای شور (اقیانوسها) زندگی میکنند .
رنگهای مختلف جلبک و راز فتوسنتز در اعماق
شاید فکر کنید همهی جلبکها سبزرنگ هستند، اما اینطور نیست! جلبکها بسته به نوع رنگدانههای کمکی علاوه بر کلروفیل، میتوانند به رنگهای قرمز، قهوهای، زرد و حتی آبی دیده شوند . این تنوع رنگی یک مزیت بزرگ برای زندگی در آب است.
| نوع جلبک (رنگ) | رنگدانههای اصلی فتوسنتز | زیستگاه معمول | یک مثال |
|---|---|---|---|
| جلبک سبز | کلروفیل a و b | آب شیرین (حوضها، رودخانهها) و برخی در آب شور | جلبک حوض، کاهوی دریایی (یک جلبک بزرگ) |
| جلبک قرمز | کلروفیل a، فیکواریترین۴ (قرمز) | آبهای شور و گرم، اغلب در اعماق بیشتر | جلبکهای دریایی قرمز رنگ |
| جلبک قهوهای | کلروفیل a و c، فوکوزانتین۵ (قهوهای) | آبهای شور و سرد | کلپ (از بزرگترین جلبکهای جهان) |
نور خورشید وقتی به آب نفوذ میکند، رنگهای مختلف آن به تدریج جذب میشوند. نور قرمز در عمق کم جذب میشود، اما نور آبی و سبز تا اعماق بیشتری نفوذ میکنند . جلبکهای سبز که عمدتاً کلروفیل دارند، برای فتوسنتز به نور قرمز و آبی نیاز دارند، بنابراین در آبهای کمعمق زندگی میکنند. اما جلبکهای قرمز و قهوهای با رنگدانههای کمکی خود میتوانند نور آبی و سبز موجود در اعماق بیشتر آب را نیز جذب کنند و در آنجا به زندگی و فتوسنتز ادامه دهند .
در فرآیند فتوسنتز، جاندار با استفاده از انرژی نور خورشید، مواد ساده را به مواد غذایی پیچیده تبدیل میکند. این واکنش کلی به صورت زیر است :
جلبکها در خدمت انسان و طبیعت
جلبکها با وجود ظاهر ساده، فواید بسیار زیادی برای ما و محیط زیست دارند. مهمترین نقش آنها تولید اکسیژن است. فیتوپلانکتونهای ریز دریایی به تنهایی حدود نیمی از اکسیژن جو زمین را تولید میکنند . آنها پایهی بسیاری از زنجیرههای غذایی دریایی هستند و غذای مستقیم یا غیرمستقیم بسیاری از آبزیان، از ماهیهای کوچک تا نهنگهای غولپیکر را تشکیل میدهند .
انسان نیز از جلبکها به شکلهای مختلف استفاده میکند. در برخی کشورها، جلبکهای دریایی بزرگ (مانند نوری) به عنوان غذا مصرف میشوند. از برخی جلبکها در تهیه مواد آرایشی، کودهای کشاورزی، و حتی در صنایع داروسازی استفاده میشود . جلبکها در تصفیهخانههای فاضلاب نیز نقش مفیدی ایفا میکنند. آنها با انجام فتوسنتز، اکسیژن آب را افزایش میدهند و به باکتریهای مفید برای تجزیه مواد آلوده کمک میکنند .
وقتی جلبکها بیشازحد رشد میکنند: کشند قرمز
اگرچه جلبکها مفید هستند، اما رشد سریع و انفجارگونهی جمعیت آنها میتواند مشکلی بزرگ به نام "شکوفایی جلبکی" یا "کشند قرمز" ایجاد کند . این اتفاق معمولاً زمانی میافتد که آب به دلایلی مانند ورود فاضلاب خانگی یا کشاورزی، مقدار زیادی مواد مغذی (مثل نیترات و فسفات) دریافت کند. این مواد مانند یک کود قوی برای جلبکها عمل کرده و باعث رشد بیرویه آنها میشود .
مشکلات ناشی از کشند قرمز عبارتند از:
- مصرف اکسیژن: جلبکها در طول روز اکسیژن تولید میکنند، اما در شب تنها مصرفکننده اکسیژن هستند. وقتی تراکم جلبک زیاد باشد، ممکن است در شب تمام اکسیژن آب را مصرف کنند و باعث خفگی ماهیها و دیگر آبزیان شوند .
- تولید سم: برخی از جلبکهای عامل کشند قرمز، سمهایی تولید میکنند که برای آبزیان و حتی انسان مضر است .
- مسدود کردن نور: تودهی ضخیم جلبکها روی سطح آب، مانع از رسیدن نور به اعماق و گیاهان زیرآبی میشود .
پدیده کشند قرمز گاهی در سواحل جنوبی ایران در خلیج فارس و دریای عمان نیز مشاهده میشود که در آن آب دریا به رنگ قرمز یا قهوهای درمیآید .
پرسشهای رایج درباره جلبک و فتوسنتز
بله. تقریباً تمام جلبکها به دلیل دارا بودن رنگدانه کلروفیل a، توانایی انجام فتوسنتز را دارند . حتی جلبکهای قرمز و قهوهای که رنگ دیگری دارند نیز کلروفیل a را دارند، اما رنگ آن به وسیله رنگدانههای قوی دیگر پوشانده شده است .
مهمترین تفاوت در ساختار است. گیاهان پیشرفته دارای ریشه، ساقه، برگ و سیستم آوندی (برای انتقال آب و مواد) هستند. اما جلبکها این اندامهای تخصصی را ندارند و ساختار سادهتری دارند . به عنوان مثال، جلبکهای بزرگ دریایی به جای ریشه، ساختاری به نام پایهنگهدار دارند که فقط آنها را به صخرهها میچسباند و نقش جذب مواد را ندارد.
رشد جلبک به سه عامل اصلی بستگی دارد: مواد مغذی، نور خورشید و دمای مناسب. در فصل بهار، هم ساعات تابش نور خورشید بیشتر میشود، هم دما افزایش مییابد. اگر در آب نیز مواد مغذی کافی وجود داشته باشد (مثلاً از طریق تجزیه برگها یا بقایای گیاهی)، شرایط ایدهآلی برای رشد انفجاری جلبکها فراهم میشود.
جلبکها، این آغازیان ساده اما قدرتمند، نقش بیبدیلی در چرخهی حیات زمین بازی میکنند. آنها با در اختیار داشتن کلروفیل، انرژی نور خورشید را به دام میاندازند و آن را به صورت غذا ذخیره میکنند. این فرآیند نه تنها پایهی زنجیرههای غذایی گسترده در آبهاست، بلکه هوایی را که تنفس میکنیم نیز پاک و غنی از اکسیژن نگه میدارد. شناخت این موجودات و نقش دوگانهی آنها (هم به عنوان یک منبع مفید و هم به عنوان یک تهدید در صورت رشد بیرویه)، به ما در درک بهتر تعادل ظریف طبیعت کمک میکند.
پاورقی
۱. آغازیان (Protists): دستهای از موجودات زنده که اغلب تکسلولی و یوکاریوت هستند و بهطور کامل در گروه گیاهان، حیوانات یا قارچها قرار نمیگیرند.
۲. کلروفیل (Chlorophyll): رنگدانهی سبزی که نور خورشید را برای فرآیند فتوسنتز جذب میکند. کلروفیل a در تمام جلبکهای فتوسنتزکننده وجود دارد.
۳. فیتوپلانکتون (Phytoplankton): جلبکهای تکسلولی میکروسکوپی که در آب شناورند و پایه اصلی زنجیره غذایی اقیانوسها هستند.
۴. فیکواریترین (Phycoerythrin): یک رنگدانهی پروتئینی قرمز رنگ که در جلبکهای قرمز و برخی سیانوباکتریها وجود دارد و به جذب نور سبز-آبی در اعماق آب کمک میکند.
۵. فوکوزانتین (Fucoxanthin): رنگدانهی قهوهای-طلایی که در جلبکهای قهوهای و دیاتومهها یافت میشود.
