قسم الطحالب البنية:
تُشكّل الطحالب البنية (Division Phaeophyta) مجموعة فريدة ومتنوعة من الكائنات الحية، تتميز بخصائصها البيئية والتركيبية والتكاثرية المُلفتة. تُعرف هذه الطحالب بلونها البني المُميز الذي يُكسبها جمالًا خاصًا ويُمكّنها من أداء وظائف حيوية هامة في الأنظمة البيئية البحرية. دعونا نتعمق في تفاصيلها:
الموطن والانتشار:
تُهيمن الطحالب البنية بشكل أساسي على المياه المالحة، مُفضّلةً بشكل خاص المناطق المائلة للبرودة. تُعدّ السواحل المعتدلة والباردة موطنها الأمثل، حيث تُشكل غابات تحت الماء تُعرف باسم "غابات الكيلب" التي تُوفر موائل غنية للكثير من الكائنات البحرية. على الرغم من تواجدها الغالب في البيئات البحرية، إلا أن وجودها في المياه العذبة نادر جدًا، مما يُؤكد تكيفها الخاص مع الملوحة.
الخصائص اللونية والصبغات:
يُعدّ اللون البني الخاص بالطحالب البنية سمة مميزة لها، ويُعزى هذا اللون إلى احتوائها على صبغة رئيسية تُعرف باسم الفوكوزانثين (fucoxanthin). هذه الصبغة البنية الفاتحة تُخفي الصبغات الأخرى الموجودة في خلاياها، مثل الكلوروفيل أ (chlorophyll a) والكلوروفيل ج (chlorophyll c) والكاروتين (carotene) والزانثوفيل (xanthophyll). يلعب وجود هذه الصبغات المتنوعة دورًا هامًا في عملية التمثيل الضوئي، حيث تُمكن الطحالب البنية من امتصاص نطاقات مختلفة من الأطياف الضوئية، مما يُساعدها على الازدهار حتى في الأعماق حيث تكون الإضاءة محدودة.
التركيب الخلوي والمورفولوجيا:
تتميز جميع أنواع الطحالب البنية بكونها عديدة الخلايا، مما يعني أن أجسامها تتكون من مجموعة من الخلايا المتخصصة التي تعمل معًا لأداء وظائف مختلفة. تحتوي كل خلية من خلايا الطحالب البنية على أكثر من بلاستيدة واحدة، وهي العضيات المسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي.
تُظهر الطحالب البنية تنوعًا كبيرًا في أشكالها وأحجامها. فمنها الأنواع البسيطة الخيطية التي تتكون من سلاسل من الخلايا، إلى الأنواع كبيرة الحجم التي تُعدّ من أضخم الكائنات الحية على وجه الأرض. على سبيل المثال، قد يصل طول طحلب الماكروسيتي (Macrocystis) إلى أكثر من ستين مترًا، مُشكّلةً ما يُشبه الأشجار تحت الماء. تُثبّت هذه الطحالب العملاقة نفسها بالصخور باستخدام مثبت قوي (holdfast) قد يكون على عمق يصل إلى 30 مترًا تحت سطح الماء، مما يُمكنها من مقاومة التيارات البحرية القوية.
المواد المخزنة والجدار الخلوي:
تُخزن الطحالب البنية الطاقة والمواد الغذائية في شكلين رئيسيين:
- المانيتول (mannitol): وهو سكر كحولي يُعدّ الناتج الرئيسي المخزن في خلايا الطحالب البنية. يُستخدم المانيتول كمصدر للطاقة وكمنظم للضغط الأسموزي داخل الخلايا.
- اللامينارين (laminarin): وهو مركب كربوهيدراتي عديد السكريات، يُعدّ أيضًا من المواد الرئيسية المخزنة. يُمكن أن يُستخدم اللامينارين كمخزون طويل الأجل للطاقة.
أما بالنسبة للجدار الخلوي للطحالب البنية، فهو يتكون من مركبين أساسيين:
- السليلوز (cellulose): وهو بوليمر سكري يُشكل المكون الهيكلي الرئيسي للجدار الخلوي في معظم النباتات والطحالب.
- الألجين (algin): وهو مركب كربوهيدراتي فريد يُشكل جزءًا هامًا من الجدار الخلوي للطحالب البنية. يتكون الألجين من وحدات متكررة من حمض المانيورونيك (mannuronic acid). يُستخدم الألجين على نطاق واسع في الصناعات الغذائية والصيدلانية كعامل مثخن ومستحلب ومثبت.
طرق التكاثر:
تُظهر الطحالب البنية آليات تكاثر متنوعة، مما يُساعدها على البقاء والانتشار في بيئات مختلفة:
1. التكاثر اللاجنسي:
- التكاثر الخضري: يتم عن طريق تجزؤ الجسم الخضري للطحلب، حيث يمكن لكل جزء أن ينمو ليُشكل طحلبًا جديدًا.
- تكوين الجراثيم: قد يتم تكوين جراثيم متحركة (zoospores) أو جراثيم غير متحركة (aplanospores). تتميز الجراثيم المتحركة بوجود سوطين جانبيين غير متساويين في الطول ومختلفين في النوع، حيث يكون أحدهما ريشي (tinsel) والآخر كرباجي (whiplash)، مما يُمكنها من الحركة في الماء.
2. التكاثر الجنسي:
يتم التكاثر الجنسي عن طريق التزاوج (fusion) بين الأمشاج. قد يكون هذا التزاوج:
- متماثل الأمشاج (isogamy): حيث تكون الأمشاج الذكرية والأنثوية متماثلة في الحجم والشكل.
- غير متماثل الأمشاج (anisogamy): حيث تختلف الأمشاج في الحجم، وعادةً ما تكون الأمشاج الأنثوية أكبر من الذكرية.
- بيضية (oogamy): وهي شكل متقدم من التكاثر الجنسي حيث تكون الأمشاج الأنثوية (البويضات) كبيرة وغير متحركة، بينما تكون الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) صغيرة ومتحركة.
- يؤدي التزاوج إلى تكوين الزيجوت (zygote)، الذي ينمو بعد ذلك إلى الطور الجرثومي (sporophyte).
- ظاهرة تبادل الأجيال (Alternation of Generations): تُعدّ ظاهرة تبادل الأجيال شائعة جدًا في الطحالب البنية. تُشير هذه الظاهرة إلى تعاقب طورين في دورة حياة الكائن الحي: الطور الجرثومي ثنائي المجموعة الصبغية (2n) الذي يُنتج الجراثيم، والطور الجاميتي أحادي المجموعة الصبغية (n) الذي يُنتج الأمشاج. يمكن أن يكون الطوران متشابهين مورفولوجيًا (تبادل أجيال متماثل) أو مختلفين (تبادل أجيال غير متماثل).
أمثلة على الطحالب البنية:
من أبرز الأمثلة على أفراد الطحالب البنية:
- الإكتوكارباس (Ectocarpus): وهو طحلب بني خيطي بسيط يُستخدم غالبًا كنموذج لدراسة الطحالب البنية.
- الفيوكس (Fucus): وهو طحلب بني شائع يوجد في المناطق المدية وعلى الصخور، ويُعرف بأوراقه المسطحة التي تحتوي على حويصلات هوائية تُساعده على الطفو.
- السارجاسوم (Sargassum): وهو طحلب بني طافٍ يُكون ما يُعرف بـ "بحر سارجاسو" في المحيط الأطلسي، ويُوفر موئلاً هامًا للكثير من الكائنات البحرية.