مقدمة عن الطحالب
تعتبر الطحالب (بالإنجليزية: Algae) جزءاً من الكائنات الحية التي تندرج تحت مملكة الطلائعيات (بالإنجليزية: Protista). تمتاز الطحالب بأنها كائنات حية دقيقة وحيدة النواة، تفتقر إلى الهيكل الخلوي المعقد الذي يمتلكه الكائنات المتعددة الأنوية، كما أنها لا تحتوي على سمات النباتات التقليدية كالجذور والأوراق.
تحتوي الطحالب على نسب عالية من الصبغات الغذائية، أبرزها الكلوروفيل بالإضافة إلى مجموعة من الأصباغ الأخرى. تصنف الطحالب بناءً على اللون إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الطحالب الحمراء، الخضراء، والبنية، وهذه الألوان تعكس تكوينها من الكلوروفيل، الكاروتينات، والبروتينات النباتية.
أنواع الطحالب
تتشابه الطحالب مع النباتات المائية في الكثير من الخصائص، وهي تتواجد في البيئة الطبيعية بعدة أنواع، تتضمن 7 أنواع رئيسية بارزة: الطحالب اليوغلينية، الذهبية، النارية، الخضراء، الحمراء، البنية، والخضراء المُصفَرَة.
الطحالب اليوغلينية
توجد الطحالب اليوغلينية (بالإنجليزية: Euglenophyta) في البيئات المائية العذبة والمالحة، وتمتاز بوجود بلاستيدات خضراء تساهم في عملية التمثيل الضوئي، ورغم ذلك فإنها تعتمد على مصادر غذاء خارجية من الكائنات الحية الأحادية الخلية. كما يفتقر تركيبها لجدران خلوية.
الطحالب الذهبية
تُعتبر الطحالب الذهبية (بالإنجليزية: Chrysophyta) الأكثر شيوعًا بين الطحالب وحيدة الخلية، حيث تمثل أكثر من 100 ألف نوع من الطحالب. تعيش في البيئات المالحة والعذبة، وتتميز بلونها الذهبي والبني، وترتبط بصغر حجمها إذ لا يتجاوز قطرها 50 ميكرومتر، وتمتلك قشرة سلكية بدلاً من جدران الخلية العادية.
الطحالب النارية
تنتشر الطحالب النارية (بالإنجليزية: Pyrrophyta) بشكل واسع في المحيطات وبعض المصادر المائية العذبة، وتتكون من فئتين: الدينوفلاجيلات و الكريبتوموناد. تحتوي على جدران خلوية مصنوعة من السليلوز، وسُميت بهذا الاسم لأنها تعطي مظهرًا ناريًا في المياه ليلاً في مناطق تكاثرها.
الطحالب الخضراء
تعيش الطحالب الخضراء (بالإنجليزية: Chlorophyta) في المياه العذبة وتوجد أنواع قليلة منها في المحيطات. تحتوي هذه الطحالب على بلاستيدات خضراء تساهم في عملية التمثيل الضوئي ولها جدران خلوية مبنية من السليلوز كما هو الحال في الطحالب النارية. يمكن أن تتجمع الآلاف من الطحالب الخضراء لتشكيل مستعمرات كبيرة، ومن أشهر أنواعها طحالب خس البحر وطحالب شهر الخيل.
الطحالب الحمراء
تتميز الطحالب الحمراء (بالإنجليزية: Rhodophyta) بانتشارها الواسع على الأسطح الصلبة في البحار الاستوائية، وعلى خلاف بقية أنواع الطحالب، فإنها لا تحتوي على سوط للحركة. تتكون جدرانها الخلوية من السليلوز وأنواع مختلفة من الكربوهيدرات، وتتكاثر جميع أنواعها بشكل لاجنسي.
الطحالب البنية
تعد الطحالب البنية (بالإنجليزية: Paeophyta) الأكبر بين أنواع الطحالب، حيث يمكن أن يصل طول بعضها إلى أكثر من 100 متر. من أنواعها المعروفة: عشب البحر العملاق والأعشاب الصخرية.
الطحالب الخضراء المصفرة
تعيش الطحالب الخضراء المصفرة (بالإنجليزية: Xanthophyta) عادةً في المياه العذبة، وهي تُعتبر أقل أنواع الطحالب في الإنتاج، حيث تشمل فقط 450-650 نوع. وعلى الرغم من ذلك، فإنها عادة ما تتواجد في مستعمرات صغيرة تحتوي على عدد قليل من الخلايا، وتظهر بشفافية أحيانًا بسبب قربها من انعدام الصبغات.
تغذية الطحالب
يعتمد نظام التغذية عند الطحالب على نوعها والمكان الذي تعيش فيه، ولكن الغالبية العظمى منها تستطيع القيام بعمليات التمثيل الضوئي وإنتاج الغذاء باستخدام الطاقة الضوئية المستمدة من الشمس وثاني أكسيد الكربون، مما يجعل معظم الطحالب ذاتية التغذية وتعتمد بشكل قليل على المصادر الخارجية.
هناك أيضًا بعض الأنواع التي تتطلب الحصول على غذائها من مصادر خارجية، وتعتمد هذه العملية على الامتصاص، حيث تستمد غذاءها من المواد العضوية التي تحتوي على مركبات البروتينات والدهون والكربوهيدرات.
تكاثر الطحالب
تتنوع طرق تكاثر الطحالب بين الجنسين أو اللاجنسي، ويمكن أن يحدث ذلك بنظامي التكاثر هذين معًا. فيما يلي تفاصيل حول كلا النوعين:
التكاثر اللاجنسي
تتكاثر الكثير من أنواع الطحالب الصغيرة لاجنسيًا، حيث تُنتَج طحالب جديدة دون الحاجة لاتحاد الخلايا أو المواد النووية، عبر عمليات كالتجزئة أو الانقسام الخلوي العادي. كما يمكن لبعض الطحالب الكبيرة أن تتكاثر لاجنسيًا عن طريق الأبواغ، والتي تنتشر عبر التيارات المائية أو السباحة إلى بيئات مواتية للتكاثر.
التكاثر الجنسي
تتضمن عملية التكاثر الجنسي في الطحالب الانقسام الاختزالي، حيث تستقبل الخلايا الجديدة المعلومات الوراثية من الخلايا الأصلية. يتأثر هذا النوع من التكاثر بالعوامل البيئية، وقد يتوقف حدوثه في درجات حرارة مرتفعة أو ملوحة مفرطة أو نقص في المواد الغذائية غير العضوية.
يمر التكاثر الجنسي بخطوتين؛ الأولى تشمل الخلايا ذات مجموعة واحدة من الكروموسومات تُعرف بأحادية العدد، بينما تحتوي المرحلة الثانية على مجموعتين كاملتين من الكروموسومات تُسمى ثنائية الصيغة الصبغية.
أين تعيش الطحالب؟
تتواجد الطحالب في مجموعة واسعة من البيئات، بما في ذلك المحيطات، البحار، الأنهار، البرك وحتى في الثلج، مما يؤكد إمكانية وجودها في كل مكان على كوكب الأرض.
تشبه الطحالب النباتات في العديد من الخصائص، وتعرف بالنباتات البدائية، ويمكن تمييزها عن النباتات التقليدية بعدم وجود الجذور والسيقان والأوراق، ولكن بدلاً من ذلك نجد الكلوروفيل.
يمكن للطحالب أن تعيش في بحيرات المياه العذبة أو المحيطات المالحة، حيث تتحمل درجات الحرارة المنخفضة وتركيزات قليلة من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. يتميز نوع منها بقدرته على العيش تحت أكثر من 200 متر من الصفائح الجليدية، كما يمكنها التحمل في بيئات شديدة الملوحة مثل مياه البحر الميت.
فوائد الطحالب
تساهم الطحالب بما يقارب 30-50% من الأكسجين العالمي، كما أنها تحتل موقعًا أساسيًا في قاعدة السلسلة الغذائية للعديد من النباتات، خاصة البحرية منها. تقدم الطحالب فوائد عديدة للبشر، بما في ذلك:
- إنتاج الزيوت: تُعد منتجات النفط والغاز الطبيعي التي كونتها الطحالب من ثمرة التحليل البيولوجي لها بواسطة التمثيل الضوئي في الماضي.
- المواد الغذائية: تدخل الطحالب في العديد من الأطعمة وتعتبر ذات قيمة غذائية وسوقية عالية، وقد تقوم بعض الدول، مثل اليابان، بزراعة كميات كبيرة منها سنويًا.
- استخدامها الطعام: تُستخدم بعض أنواع الطحالب في تحضير الأطباق المختلفة، مثل السلطات والحساء، وتدخل أيضًا في بعض منتجات الحلويات والمثلجات.
- مكملات غذائية: تُزرع كميات ضخمة من الطحالب لاستخدامها كمكمل غذائي، ومن أبرز الأنواع المستخدمة هي الطحالب الخضراء المجهرية.
- أغذية الحيوانات الأليفة: تُستخدم بعض أنواع الطحالب في صناعة الأغذية المحضرة للحيوانات الأليفة.
- إنتاج الصودا: تُستخدم بكتيريا الدياتوميت في إنتاج الصودا مع أنواع أخرى من البكتيريا، وتدخل في العديد من الصناعات مثل زيوت الطبخ وبعض المواد الكيميائية.
- الاستخدامات الزراعية: تستخدم الطحالب لمئات السنين في مجالات زراعية متعددة، مثل تصنيع الأسمدة.