النباتات المائيه

مقدمـــه

تعيش النباتات أينما تتخلل كميات كافيه من الضوء للطبقه المائيه السطحيه الضحله. الانواع المعروفة من النباتات على الارض قليلا جدا ما تتواجد في البحار او ربما لاتتواجد ، فالبحر له نباتاته الخاصة التي لها تركيباته الخاصة والمختلفة عن تركيباتالنباتات الارضية. في بداية هذا القرن فان النباتات البحرية كانت تسمى مجتمعه تحت إسم الطحالب Algae وتقع تحت قسم واحد كبير وهو Thallophyta. منذ العشرينات بدأ يعرف أن الطحالب تحتوى على عدة مجموعات مختلفه من النباتاتالبحريه. أما الآن فإن النواع البحريه تقع تحت حوالى درزن من المجموعات وهى معروفه وموثقه (لن نتعرض للبكتريا والفطريات فى هذا الفصل لعدم مقدرتها على التمثيل الضوئى) وتتصف بقدرتها على التمثيل الضوئى لاحتوائها على مادة اليخضور Chlorophyll-a، جدر الخلايا، الغذاء المختزن واشكال النمو.



من هذه الـمجموعات خمسة فقط منهم تتواجد بكثرة في البحار وهم :-



1-Chrysophyta

2- Pyrrophyta

3- Phaeophyta

4- Rhodophyta

5- Cyanophyta



بالرغم من أن المجموعتين التاليتينChlorophyta ، Anthophyta تتواجد رئيسيا فى المياه العذبه الا أنها تتمثل على الأرض وتساهم فى المجموع الكلى للنباتات البحريه. أعضاء هذه السبعة مجموعات سوف تقسم على أساس كونها هائمه أو قاعيه.

النباتات القاعيه :



بعض الأشكال من النباتات القاعيه معروفه حتى للمشاهد للحياه الشاطئيه. معظمهم معروفين وواضحين لأنهم يشاهدوا فى مناطق المد والجزر بالقرب من الشواطىء. النباتات مثل الهائمات النباتيه قاصرة على المنطقه الضوئيه لإشباع رغباتهم وإحتياجاتهم. ولكن إحتياجاتهم الإضافيه لقيعان صلبه للرسو يحصر توزيعهم لمناطق ضيقه حول السطوح فى البيئه البحريه. هذه النباتات واتى تقطن منطقة المد والجزر يجب أن تقابل وتتعامل مع الضغوط المختلفه مثل الجزر الكبير والذى يكشف ماحولهم من كائنات حيوانيه. بعض هذه النباتات القاعيه جليه وواضحه وذلك لأحجامها الكبيره بينما الأخرى صغيره والآخرين ميكروسكوبيه. أياً كان الحجم فإن كونهم منتجين للمواد النباتيه لتعزيز الأشكال الشاطئيه الأخرى من صور الحياه يعتبر حاسم ولايمكن التغاضى عنه.الطحالب الزرقاء المخضرة Cyanobacteria



السيانوبكتريا يشار اليها سابقاً على أنها الطحالب الزرقاء-المخضره وبعض البكتريا (division Bacteria) القادره على التمثيل الضوئى وكلاهما خلايا بدائيه procaryotic. خلافاً عن البكتريا فإن جميع السيانوبكتريا :



¨ تستطيع القيام بعملية التمثيل الضوئى.

¨ تتواجد في كل مكان يتواجد فيه الماء والضوء

¨ الانواع البحرية قليلة بالمقارنة مع انواع الطحالب الاخرى.

¨ التغيرات او الاختلافات الشكلية قليلة

¨ عادة كائنات ميكروسكوبية ولكنهم يتجمعو لتكوين مستعمرات كبيرة.

¨ احد هذه الانواع المقترنه بالشعاب يدعى Lyngbya تصل اطوال خيوطه او قنواته المفرغه الى حوالي متر في الطول.

¨ التكاثر فى الطحالب الخضراء المزرقة عادة مـايتـم عن طريق الانقسام الثنائي

¨ Cell division ولكن في بعض الاحيان فانها تنتج اطوار مقاومة او متحركة

. Motile or resistant stages

¨ فى الشواطىء البحريه المعتدله بعض أنواع السيانوبكتريا تتواجد على شكل البقع القطرانيه مغلفة الصخور فى مناطق المد والجزر ومنطقة الرذاذ.

¨ أنواع أخرى تكون سائدة فى مناطق المسطحات الطينيه للمستنقعات الشاطئيه ومناطق تلاقى البح بالنهرEstuaries ومتشاركين مع الشعاب المرجانيه الإستوائيه.

¨ أحد الأنواع والتى درست بعنايه هو نوع Microcoleus ويعتبر أحد المكونات الرئيسيه للصفائح القاعيه الرقيقه الموجوده فى المسطحات المتبخره فى خطوط العرض الجافه.

¨ إضــافــة الى أنــهـم Autotrophs إلا أن بعــض الانواع لها القدرة على استخدام النيتروجين الجوي nitrogen fixation لاشباع احتياجاتهم للمواد النيتروجينية مثل Calothrix .

¨ العمليات المصاحبه لهذه العمليه فى البحار غير معروفه تماماً ولكنها معروفه فى السيانوبكتريا وبعض الأنواع من البكتريا.

¨ الدراسات الحقليه أثبتت أن السيانوبكتريا والمثبته للنيتروجين وحدها أو مصاحبة للنباتات الأخرى تسهم بشكل كبير فى إقتصاديات النيتروجين لهذه المجتمعات.

¨ السيانوبكتريا تظهر نزعه قويه لتكوين علاقات تكافليه مع الأحياء الأخرى. العديد من الأمثله لهذه العلاقات معروفه.

¨ جنسين أمكنهم إستيطان الهائمات الدياتوميه مثل Rhizosolinia. العديد من السيانوبكتريا تعيش متعلقه epiphytes وملتصقه للنباتات الكبيره. بعض الأنواع الملتصقه مثل التى تقطن الحشائش السلحفيه البحريه على طول الشواطىء الخلجانيه للولايات المتحده الأمريكيه مثبته للنيتروجين. عليه فهى تلعب دوراً هاماً فى نظام خصوبة وإنتاجية هذه المسطحات الحشائشيه.
الطحالب الذهبية Chrysophyta



الدياتومات القاعية تشبه الى حد كبير الأنواع الهائمة فى تركيبها الخلوى، طرائق التكاثر، والصفات العامه الأخرى.

§ هذه النباتات تتواجد على أى أجزاء صلبه فى المياه الضحله البحريه، على السطوح الطينيه، الصخور، النباتات البحريه الكبيره، المبانى الصناعيه وأصداف الحيوانات البحريه الصلبه.

§ أحد الأنواع هو Cocconeis يصنع لنفسه مكان للمعيشه على الجوانب السفليه من الحوت الأزرق.

§ العديد من الدياتومات القاعيه تفرز وسائد مخاطيه والتى توصل الخليا المتقاربه الى سلاسل معقده وأشكال متفرعه فى هذه الحاله فقد يصل طول هذه المستعمرات الدياتوميه الكبيره الى عدة سنتيمترات.

بالمقارنه مع الدياتومات الهائمه فإن التوزيعات الجغرافيه للدياتومات القاعيه محدده جداً وذلك لإحتياجهم لأجزاء قاعيه صلبه.

بالرغم من ذلك فإن هذه الأنواع لها إسهامات كبيره لقيم الإنتاجيه النباتيه فى مناطق الإستواريز، الخلجان والمناطق المائيه الضحله الأخرى.

بعض الأنواع من هذه الدياتومات تعتبر مفاتيح هامه فى التعاقب النباتى والحيوانى بعد إلتصاقها على أرصفة السفن والقوارب والمبانى الصناعيه، ، وعندما تبلغ أوجها تتسبب فى غنى المنطقة.


الأنواع الزهرية Anthophyta


النباتات الزهرية البحرية تتواجد في مناطق خاصة للتعايش على طول بعض الشواطىء ، backwater المياه الراكده ، Sloughs المستنقعات .

تظهر فى عددمن الأنواع والأشكال:



* الحشائش البحرية تعيش عادة غاطسة.

* نباتات الملاحات Salt march .

* المانجروف قلما تكون مغطاة بمياه البحر .



هذه النباتات تعتبر تعد للبيئة البحرية عن طريق الانواع السائدة الارضية



* 14 جنس تحتوي على 45 نوع من الحشائش البحرية تنتشر حول المياه الشاطئية في العالم. العديد منها محدد فقط للمناطق الإستوائيه وفوق الإستوائيه ونادراً ماتتواجد فى أعماق أكبر من 10م.

* ثلاثة أجناس شائعه فى الولايات المتحده وهى Thalassia, Zostera and Phyllospadix.

* معظم الحشائش البحرية تنتج رايزومات Rhizomes افقية والتي توصل النباتات في الاتربة او الصخور ومن هذه الرايزومات المغطاة تصعد الى الاعلى مكونه كتل خضراء تشبه الكثير من الحشائش البحرية تتكاثر خضريا عن طريق اضافة اوراق جديده من الريزومات الافقية. بالاضافة الى ان البذور تنتج بزهور غير كاملة ، بذور كل نوع من الانواع متكيفه الى بيئاتهم
التكاثر في الطحالب



o دورة التكاثر في الطحالب تتواجد بطريقة جنسية ولا جنسية ومختلفة بدرجات كبيرة من مجموعة الى اخرى.

o لابد ان نتذكر ان الاستراتيجيات التكاثرية المتواجده في الطحالب المختلفة انما تتناسب مع فسيولوجية وبنية الكائنات.

o التكاثر اللاجنسي في الطحالب وحيدة الخلية يكتمل عن طريق الانقسام الثنائي لانتاج خليتين او اكثر متحركة "Zoospore" او خلايا غير متحركة autospore" "

o الطحالب الخيطية Filamentous والطحالب العديدة الخلايا ربما تتكاثر عن طريق الانشطار Fragmentation او عن طريق تحرير Zoospores من الخلايا الخضرية او من خلايا متخصصه تدعى Sporangium.

o التكاثر الجنسي في الطحالب يتطلب المرور بمرحلة مزج الجاميطات (البويضه والحيوان المنوي




أقســـام الطـحـــالب حســـب الحجـــم

تقسم الطحالب من حيث الحجم الى نوعين (كبيرة وميكروسكوبية).

الأنواع الكبيرة ، تسمى Seaweeds وهذا المصطلح سوف يستعمل هنا للانواع الكبيرة.

الطحالب الخضراء Chlorophyta الطحالب البنية Phaeephyta

والطحالب الحمراء Rhodophyta

هذه الطحالب تتواجد بكثرة في منطقة "Intertidal zone" وعادة ما تنتشر حتى اعماق 30-40 م.

في المياه الاستوائية الصافية بعض الطحالب الحمراء قد تتواجد على اعماق اكبر من 200 م . الكثير من الطحالب له القدرة على مواجهة قوة الموج السطحي على المناطق الصخرية المعراه ما دامت متصلة بقيعان صلبة.

أينما يكونوا متواجدين فان الطحالب تؤثر بطريقة كبيره لاصلاح الظروف البيئية لكائنات المناطق الضحله وذلك عن طريق ايجاد الغداء ، الحماية من الامواج ، الظل وفي بعض الاحيان فانها تكون سطح لالتصاق كائنات اخرى.

كل مجموعة من هذه الكائنات تتصف بتركيبات خاصة لصفاتها والتي تتسبب في اسمائها المختلفة.

اللون الاخضر الفاتح يعتبر صفة للطحالب الخضراء ويرجع الى كثرة مادة الكلوروفيل عن الصفات الاخرى. الطحالب الخضراء تختلف في تركيباتها من الخيط البسيط "Chaetomorpha" الى الشكل المستعرض ذو التعرق الاكبر مثل "Codium" . وفي العادة فانهم اقل من نصف متر في الطول ما عداه ان هناك نوع واحد من Codium ومتواجد في خليج كاليفورنيا وفي العادة ينمو الى اطوال تصل الى 8 امتار في الطول.

عند مقارنة الطحالب الخضراء الى البنية او الحمراء فان الاولى تحتوي على انواع قليلة بحرية ولكن انواعها الشفافة عادة ما تعادل تنوعاتها المحدودة. صبغات الكلوروفيل للطحالب البنية في بعض الاحيان يمكن رؤيتها مثل الاخضر المتدرج. ولكن غالبا ما فان الاخضر فانه متنكر بالصبغات الذهبية Xanthophyll وخاصة Fucoxanthin والذي يعتبر صفة لهذه الانواع من الطحالب.

ان خلط الصبغات الخضراء والبنية عادة ما يتسبب في لون "اسمر فاتح" الاخضر الزيتوني. الكثير من الطحالب المعروفة والكبيرة في بحار المناطق المعتدلة Temperate فانها تتبع لهذه الطائفة. الكثير من الانواع عادة كبير الحجم ويطلق عليهم اسم Kelp . في المناطق المعتدلة والعالية فانهم عادة ما يسيطروا على النباتات البحرية القاعية . العديد من الانواع البنية الصغيرة تتواجد في المناطق المعتدلة والباردة وايضا الاستوائية.

الطحالب الحمراء ذات الصبغات الحمراء Phycoerythrin والزرقاء Phycoeyanin وايضا اليخضور Chlarophyll-a تتواجد بالوان مختلفة. فالبعض اخضر فاتح والبعض الاخر تشبه الطحالب البنية . ولكن الكثير من الطحالب الحمراء والتي تعيش اسفل منطقة المنخفض low tide وتظهر بالوان من الوردي الخفيف الى الالوان الحمراء المختلفة . الطحالب الحمراء تختلف في تركيباتها مثل اختلافها في الوانها ونادرا ما وجدت طحالب حمراء ذات اطوال اكبر من متر واحد ولا مقارنة لاي نوع منها مع الطحالب البنية العظيمة Kelp.


الخصائص التركيبية للطحالب الكبيرة Structure Features of Seaweeds



الطحالب ليست ذات تركيبات معقدة مثل النباتات الزهرية ويتصفوا ببعض الصفات ومنها :



لايوجد لديهم جذور.

لايوجد بهم زهور او بذور.

لايوجد بهم اوراق حقيقية.

بالرغم من الخصائص التركيبية المحددة فان الطحالب البحرية تظهر بتنوعات مطلقة من الاشكال والحجوم والصفات التركيبية. الكثير من افراد الاقسام الثلاثة من الطحالب البحرية تتطور الى نباتات ناضجه ذات اشكال عامه ومتشابهه وكل منــها يحتوي على :



¨ النصلBlade

¨ السويق Stipe

¨ المثبت Holdfast

النــصــــل Blade



* الجزء المبطط والمستعرض ذو التركيبات الورقية يعرف باسم النصل Blade.

* انصال الطحالب البحرية عادة ما تتخذ اطوار تركيبية من التفرعات والتركيبات الخلوية.

* الاشكال الكبيرة من الطحالب البنية تنتج انصال ذات اشكال خاصة وتحززات تنظيمية خاصة. تبدأ كنبات صغير بنصل واحد غير متفرع عادة ما يشبه لنباتات Kelp الاخرى.

* الانصال عادة ما تحتوي على خلايا التمثيل الضوئي النشطة ولكن التمثيل الضوئي يظهر ايضاً في السويقات والمثبتات.

* الكثير من نباتات الـKelp تحتوي على عضو طافي مملوء بالغاز يسمى Pneumatocysts وذلك لمساعدة النصل على الطفو ليكون قريبا من اشعة الضوء السطحية.

* اشكال هذه الاعضاء مختلفة من نباتات الى اخرى تركيبيا وحجما.

* اكبر النيماتوسيستس تتبع نوع Pelagophycus من الطحالب البنية العظيمة elkhom kelp.

* كلا من هذه الطحالب elkhom تحتوي على نيماتوسيستس واحد وفي بعض الاحيان يصل حجمه الى حجم كرة السلة وذلك لمساعدة 6 - 8 انصال.

* كلا من هذه الانصال قد تصل الى 1 - 2 م عرض ، 7 - 10 امتار طول.

* السرجاسم Sargassum ينتج عدد من النيماتوسيستس الصغيرة هذه النيماتوسيستس تحتوي على الغازات الجوية المعروفة النيتروجين، الاكسجين وثاني اكسيد الكربون ولكن بعض النيماتوسيستس للـ Kelp تحتوي على بعض التركيزات 2 % من أول اكسيد الكربون Co الذي لا يعرف مصدره ولكن يعتقد انه ناتج من نواتج الهضم.


الســويـق The Stipe



o الجزء المرن والذي يشبه الساق ويخـدم النبات بامتصاصه حركة الامواج وتوصيل النصل يالمثبت .

o أحسن مثال لهذه السويقات هو نبات Postelsia نخيل البحر والذي ينمو على الصخور في المناطق المكشوفة دائما من مناطق Intertidal حيث السويق يكون مجوف وذلك ليكون ملائم لهذه البنية ولعدم الانكسار.

o في بعض الانواع لا يظهرالسويق (الانصال تكون متصلة بالمثبتات) ولكن في بعض الانواع الاخرى فان السويق ملاحظ.

o عادة طويل ويصل في Nereocystis و Pelagephycus الى حوالي 30 م وهو يعمل كحبل المرساة في القوارب.

o في نبات Macrocystis فالملاحظ ان السويق متعدد وربما يكون اطول من النباتين السابقين. السويق يعمل كحلقة وصل لمرور الغداء من الانصـال الى الاجزاء الاخرى من الجسم