گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!

یاختهٔ رشته‌دار: یاخته‌هایی در دیواره اسفنج که آب را به جریان درمی‌آورند.

بروزرسانی شده در: 10:38 1404/09/29 مشاهده: 7     دسته بندی: کپسول آموزشی

یاخته‌های رشته‌دار: موتورهای پمپاژ آب در بدن اسفنج

آشنایی با سلول‌های ویژه‌ای که جریان زندگی را در ساده‌ترین جانوران به راه می‌اندازند.
خلاصه: اسفنج‌های دریایی، که به نظر موجودات ساده‌ای می‌رسند، برای زنده ماندن به یک سیستم گردش آب فعال و پیوسته نیاز دارند. قلب تپندهٔ این سیستم، سلول‌های ویژهای به نام یاخته‌های رشته‌دار۱ یا Choanocytes هستند. این مقاله به زبان ساده توضیح می‌دهد که این یاخته‌ها چه شکلی هستند، چگونه مانند یک پمپ کوچک آب را به جریان می‌اندازند و وظایف حیاتی دیگری مانند تغذیه و تنفس را برای اسفنج انجام می‌دهند. همچنین با مقایسه‌ای ساده با فیلترهای خانگی، درک این فرآیند شگفت‌انگیز را آسان‌تر می‌کند.

اسفنج‌ها: جانورانی بدون اندام و نیازمند جریان آب

اسفنج‌ها جزو ساده‌ترین جانوران۲ چندسلولی هستند. آن‌ها مغز، اعصاب، ماهیچه و حتی دستگاه گوارش واقعی ندارند! اما مانند همهٔ موجودات زنده به غذا و اکسیژن نیاز دارند و باید مواد زائد را دفع کنند. راه حل آن‌ها بسیار هوشمندانه است: ایجاد یک جریان آب دائم از درون بدن خود. این آب حاوی ذرات ریز غذایی و اکسیژن است و پس از عبور از بدن اسفنج، مواد زائد را نیز با خود خارج می‌کند. اما این جریان آب چگونه ایجاد می‌شود؟ پاسخ در سلول‌های بسیار خاصی است که دیوارهٔ حفره‌های داخلی اسفنج را می‌پوشانند.

ساختار و شکل یاخته رشته‌دار: یک سلول با دم مویی

یاخته رشته‌دار سلولی است که یک دم بلند و قابل تکان خوردن به نام تاژک۳ دارد. دور این تاژک، پرده‌ی نازک و فنجانی شکلی از ریزه‌مژک۴ قرار دارد. اگر بخواهیم آن را به چیزی در زندگی روزمره تشبیه کنیم، شبیه یک چتر بسته است که دستهٔ آن (تاژک) مدام در حال چرخش است. این ساختار ویژه، کلید ایجاد جریان آب است.

نام قسمت وظیفه و ویژگی تشبیه
تاژک یک رشته بلند و منعطف که با حرکت خود آب را به جریان می‌اندازد. مثل پرهٔ یک پنکه کوچک یا همزن
ریزه‌مژک (Collar) ساختاری فنجانی شکل از ریزرشته‌ها که دور تاژک را گرفته و ذرات غذا را به دام می‌اندازد. مثل یک تور یا صافی ریز دور پرهٔ پنکه
بدنهٔ سلول حاوی هسته و اندامک‌هایی است که غذا را هضم و انرژی لازم برای حرکت تاژک را فراهم می‌کنند. مثل موتور و اتاق کنترل یک دستگاه

مکانیسم کار: چگونه یک سلول آب را پمپ می‌کند؟

کار این سلول‌ها بسیار منظم و گام‌به‌گام است:

گام اول: ایجاد جریان – تاژک هر یاخته رشته‌دار به طور دائم و هماهنگ با تاژک سلول‌های کناری خود می‌چرخد. این چرخش، دقیقاً مانند زمانی است که یک همزن را در یک لیوان آب می‌چرخانید، باعث کشیده شدن آب از پایین (از طریق منافذ اسفنج) به سمت ریزه‌مژک می‌شود.

گام دوم: فیلتر کردن و به دام انداختن غذا – ذرات ریز غذایی معلق در آب (مانند باکتری‌ها و جلبک‌های میکروسکوپی) به سمت ریزه‌مژک هدایت می‌شوند. ریزه‌مژک مانند یک تور چسبنده عمل می‌کند و این ذرات را به دام می‌اندازد.

گام سوم: هضم و انتقال – ذرات به دام افتاده، توسط سلول بلعیده و هضم می‌شوند. بخشی از مواد غذایی حاصل، به سلول‌های دیگر اسفنج نیز انتقال می‌یابد.

گام چهارم: خروج آب – آب تصفیه‌شده (که حالا مواد زائد سلولی نیز به آن اضافه شده) توسط همین جریان به سمت دهانهٔ خروجی بزرگ اسفنج (اسکولوم۵) رانده شده و به بیرون تخلیه می‌شود.

یک محاسبهٔ ساده: اگر هر یاخته رشته‌دار در هر ثانیه مقدار بسیار کمی آب (فرضاً $V$) را جابه‌جا کند و یک اسفنج متوسط میلیون‌ها عدد از این سلول‌ها داشته باشد، کل آبی که در روز پمپاژ می‌شود حجم بسیار چشمگیری خواهد بود! به صورت نمادین می‌توان نوشت: $حجم\ کل\ آب\ در\ روز = (تعداد\ سلول‌ها) \times V \times 86400$ (ثانیه در یک روز).

اسفنج در خانه شما: مقایسه با فیلتر تصفیه آب

برای درک بهتر، می‌توانید سیستم اسفنج را با یک فیلتر تصفیه‌آب خانگی مقایسه کنید. در این مقایسه:

  • آب لوله‌کشی مانند آب اقیانوس حاوی مواد ریز است.
  • فیلتر تصفیه نقش بدنه و منافذ اسفنج را بازی می‌کند.
  • پمپ برقی فیلتر دقیقاً همان کاری را می‌کند که یاخته‌های رشته‌دار انجام می‌دهند: ایجاد جریان و به حرکت درآوردن آب از داخل فیلتر. بدون پمپ، آب از فیلتر عبور نمی‌کند. بدون یاخته‌های رشته‌دار هم جریانی در اسفنج ایجاد نمی‌شود.
  • ذرات آلاینده‌ای که روی فیلتر می‌مانند مانند ذرات غذایی هستند که روی ریزه‌مژک‌ها به دام می‌افتند.

پس اسفنج مانند یک فیلتر زنده است که موتور پمپاژ آن (یاخته‌های رشته‌دار) به‌جای برق، از انرژی غذایی که خودش به دام می‌اندازد، نیرو می‌گیرد!

وظایف چندگانه: این سلول‌ها فقط پمپ نیستند!

یاخته‌های رشته‌دار چندکاره هستند و علاوه بر پمپاژ آب، وظایف حیاتی دیگری بر عهده دارند:

وظیفه شرح اهمیت
تغذیه به دام انداختن و هضم ذرات غذا اساسی
تنفس جذب اکسیژن حل‌شده در آب اساسی
دفع خروج مواد زائد متابولیک به جریان آب مهم
تولید مثل در برخی اسفنج‌ها، این سلول‌ها می‌توانند به سلول‌های جنسی تبدیل شوند. مهم

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سوال: آیا اسفنج‌ها دهان دارند؟ پس غذا چگونه وارد بدنشان می‌شود؟
پاسخ: خیر، اسفنج‌ها دهان مجزا و مشخصی ندارند. غذا به صورت ذرات میکروسکوپی، مستقیماً از طریق دیوارهٔ سلول‌های رشته‌دار جذب و هضم می‌شود. می‌توان گفت هر یاخته رشته‌دار هم دهان است، هم معده!
سوال: اگر اسفنج را فشار دهیم و آبش را بگیریم، آیا یاخته‌های رشته‌دارش می‌میرند؟
پاسخ: نه لزوماً. اسفنج‌ها مقاومت شگفت‌انگیزی دارند. حتی اگر جریان آب قطع شود، بسیاری از یاخته‌های آن می‌توانند برای مدت زمانی به حالت غیرفعال درآیند و با بازگشت آب، دوباره فعالیت خود را از سر بگیرند. این یکی از رازهای زنده ماندن آن‌ها در شرایط ساحل در هنگام جزر است.
سوال: آیا همهٔ سلول‌های اسفنج، یاخته رشته‌دار هستند؟
پاسخ: خیر. اسفنج‌ها انواع سلول‌های دیگری هم دارند. مثلاً سلول‌های پیناکوسیت۶ که پوستهٔ خارجی را می‌سازند یا سلول‌های آمبوسیت۷ که شبیه گلبول سفید، وظیفهٔ انتقال مواد و ترمیم را بر عهده دارند. اما یاخته‌های رشته‌دار، سلول‌های اصلی و فعال مرکز حفره‌های داخلی هستند.
جمع‌بندی: یاخته‌های رشته‌دار موتورهای زنده و چندکاره بدن اسفنج‌ها هستند. آن‌ها با حرکت هماهنگ تاژک خود، یک سیستم گردش آب دائمی ایجاد می‌کنند که همزمان وظیفهٔ تغذیه، تنفس و دفع را برای این جانور ساده انجام می‌دهد. درک عملکرد این سلول‌ها به ما نشان می‌دهد که حتی در ساده‌ترین اشکال زندگی نیز، شگفتی‌های مهندسی طبیعت به وضوح دیده می‌شود.

پاورقی

۱یاخته رشته‌دار (Choanocyte): سلول‌های مژه‌دار و فنجانی شکل در اسفنج‌ها که مسئول ایجاد جریان آب و جذب غذا هستند.
۲جانوران (Animals): موجودات زندهٔ چندسلولی که برای تأمین انرژی غذامی‌خورند.
۳تاژک (Flagellum): رشته‌ای طویل و متحرک در برخی سلول‌ها که برای حرکت یا ایجاد جریان به کار می‌رود.
۴ریزه‌مژک (Collar): ساختاری متشکل از ریزرشته‌ها (میکروویلی) که دور تاژک یاخته رشته‌دار را احاطه کرده و مانند تور عمل می‌کند.
۵اسکولوم (Osculum): دهانهٔ خروجی اصلی و بزرگ در بالای بدن اسفنج که آب فیلترشده از آن خارج می‌شود.
۶پیناکوسیت (Pinacocyte): سلول‌های پوشانندهٔ لایهٔ خارجی و برخی حفره‌های داخلی اسفنج.
۷آمبوسیت (Amoebocyte): سلول‌های متحرک و بی‌قاعده در میان‌لایه اسفنج که در گوارش، انتقال مواد و ترمیم نقش دارند.

اسفنج‌هایاخته رشته‌دارتاژکفیلتر تغذیه‌ایجانوران ساده