فیلترهای زنده: اسفنجها چگونه غذا میخورند؟
اسفنجها: موجوداتی بدون اندام اما پرکار
اسفنجها از سادهترین جانوران چندسلولی هستند. آنها در دریاها و اقیانوسها زندگی میکنند و به صخرهها یا کف دریا چسبیدهاند. بدن آنها پر از سوراخهای ریز و درشت است. شاید باورکردنی نباشد، ولی این موجودات، مغز، اعصاب، دهان و حتی معدهی واقعی ندارند! پس چگونه زنده میمانند و رشد میکنند؟ پاسخ در روش منحصر به فرد تغذیهی آنها نهفته است: فیلتر کردن آب. کل بدن یک اسفنج مانند یک پمپ و فیلتر زنده عمل میکند که مدام آب را به داخل میکشد، غذای داخل آن را میگیرد و آب تصفیه شده را به بیرون میفرستد.
ساختار یک کارخانه فیلترینگ کوچک
برای درک تغذیه اسفنج، باید با بخشهای اصلی بدن آن آشنا شویم. تصور کنید یک اسفنج ساده مثل یک لیوان پر از سوراخ است.
| نام بخش | توضیح و تشبیه | وظیفه در تغذیه |
|---|---|---|
| روزنها (Ostia)1 | سوراخهای ریز ورودی در بدنه. مثل درب ورودی آب به یک ساختمان. | ورود آب حاوی غذا و اکسیژن به داخل بدن اسفنج. |
| کویتی مرکزی (Spongocoel) | حفره یا تونل بزرگ مرکزی. مثل لوله اصلی انتقال آب در تصفیهخانه. | هدایت آب از روزنها به سمت خروجی بزرگ (اسکولوم). |
| اسکولوم (Osculum)2 | سوراخ خروجی اصلی. مثل دودکش خروجی. | خروج آب فیلتر شده و زائدات از بدن اسفنج. |
ستارههای بازیگر اصلی: یاختههای رشتهدار (کوئنوسیت)
اما قلب عملیات فیلتر کردن، در دیوارههای این تونل مرکزی و مجاری کوچکتر نهفته است. اینجاست که سلولهای ویژهای به نام یاختههای رشتهدار3 قرار دارند. هر کدام از این سلولها شکلی شبیه به یک گلابی کوچک دارد که یک دنباله بلند به نام تاژک4 از انتهای باریک آن خارج شده است. دور تاژک، پردهی نازک و چسبناکی به نام آرایش کالر5 قرار دارد که مانند یک تور ریز عمل میکند.
با عبور آب از کنار این سلولها، ذرات غذایی معلق در آب (مانند باکتریها، جلبکهای میکروسکوپی و مواد آلی ریز) به دام پرده چسبناک (کالر) میافتند. سپس این ذرات به سمت پایه سلول هدایت و بلعیده میشوند. به این ترتیب، غذای سلول تأمین میشود.
از صید غذا تا سیر شدن کل کلونی
یاختههای رشتهدار نمیتوانند همه غذای بلعیده شده را خود به تنهایی هضم کنند. پس بخشی از آن را به شکل بستههای غذایی کوچک به سلولهای دیگر بدن به نام آمبوسیت6 میسپارند. آمبوسیتها شبیه به پیکهای موتوری در بدن اسفنج هستند. آنها در سراسر بدن اسفنج حرکت میکنند و هم مواد غذایی را به همهی سلولها میرسانند و هم مواد زائد را جمعآوری میکنند تا دفع شوند.
| مراحل تغذیه اسفنج | تشبیه به یک تصفیهخانه آب شهری | نتیجه |
|---|---|---|
| ورود آب از روزنها (Ostia) | ورود آب رودخانه یا چاه به تصفیهخانه | آلوده و حاوی ذرات ریز |
| فیلتراسیون توسط یاختههای رشتهدار | عبور آب از لایههای شن، ماسه و فیلترهای مخصوص | جداسازی ذرات و باکتریها از آب |
| توزیع غذا توسط آمبوسیتها | توزیع آب تصفیه شده توسط لولهکشی به خانهها | رسیدن ماده مفید (غذا/آب پاک) به مصرفکننده |
| خروج آب از اسکولوم | دفع پساب تصفیه شده یا انتقال آن به چرخه طبیعت | آبی پاکتر و عاری از مواد غذایی ریز |
اهمیت اسفنجها برای طبیعت و انسان
اسفنجها فقط یک جانور عجیب نیستند، آنها خدمات مهمی به اکوسیستم دریا و حتی انسان ارائه میدهند:
• تصفیهکنندههای دریا: یک اسفنج متوسط میتواند روزانه حجم بسیار زیادی آب را فیلتر کند. این کار باعث پاکیزگی آب دریا و حذف باکتریها و ذرات اضافی میشود. مانند جنگلها که هوا را تصفیه میکنند، اسفنجها هم تصفیهکنندههای آب دریا هستند.
• خانهی دیگران: بدن اسفنجها پناهگاه بسیاری از موجودات ریز مانند کرمهای کوچک، میگوهای مینیاتوری و لارو ماهیها میشود.
• الهامبخش فناوری: دانشمندان با مطالعه ساختار فیلترینگ اسفنجها، در حال طراحی فیلترهای آب و هوا با بازدهی بالاتر و مصرف انرژی کمتر هستند. همچنین اسکلت بعضی اسفنجها که از جنس سیلیس است، بسیار سبک و محکم است و ایدههایی برای ساخت مصالح ساختمانی جدید داده است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. اسفنجهای مصنوعی آشپزخانه از جنس پلاستیک (پلیاورتان) ساخته شدهاند و فقط ظاهری متخلخل مانند اسفنج طبیعی دارند. اما اسفنجهای طبیعی دریایی که برای حمام یا برخی کارهای ظریف استفاده میشوند، اسکلت نرم و انعطافپذیر جانور اسفنج است که پس از صید و پردازش به دست میآید.
بله. اسفنجها برای تنفس و تغذیه کاملاً وابسته به جریان آب هستند. اگر به دلایلی مانند آلودگی شدید یا گیر کردن در جایی که جریان آب نیست، این جریان قطع شود، اسفنج نه غذایی دریافت میکند، نه اکسیژنی و نه میتواند مواد زائد را دفع کند. در نتیجه پس از مدتی خواهد مرد.
این سؤال جالب است! اسفنجها مرز بین زندگی تکی و گروهی را محو میکنند. سلولهای آنها تا حد زیادی مستقل عمل میکنند و اگر یک اسفنج از هم جدا شود، سلولهایش میتوانند مجدداً جمع شوند و یک اسفنج جدید بسازند! پس میتوان آنها را یک کلونی همکاریکنندهی بسیار سازمانیافته از سلولها دانست که با هم یک واحد عملکردی کامل را تشکیل میدهند.
پاورقی
1 روزن (Ostia): معادل انگلیسی Ostium (به جمع: Ostia). به سوراخهای ورودی ریز در بدن اسفنج گفته میشود.
2 اسکولوم (Osculum): معادل انگلیسی Osculum (به جمع: Oscula). سوراخ خروجی اصلی و بزرگ در بالای بدن اسفنج.
3 یاختههای رشتهدار (Choanocytes): معادل انگلیسی Choanocyte یا Collar Cell. سلولهای ویژهای با یک تاژک و یک پرده کالر که مسئول ایجاد جریان آب و گرفتن ذرات غذایی هستند.
4 تاژک (Flagellum): معادل انگلیسی Flagellum. ساختاری شلاق مانند و بلند که با حرکت خود باعث جابجایی مایع میشود.
5 آرایش کالر (Collar): معادل انگلیسی Collar. ساختاری پردهمانند و چسبناک از ریزپرزها (میکروویلی) که دور تاژک سلول رشتهدار را فراگرفته و مانند تور عمل میکند.
6 آمبوسیت (Amoebocytes): معادل انگلیسی Amoebocyte یا Archaeocyte. سلولهای متحرک و همهکاره در بدن اسفنج که وظیفه انتقال مواد، هضم و ترمیم را بر عهده دارند.
