جانوران بی‌مهره (علوم تیزهوشان نهم)
رژیم غذایی مردم شرق دور شاید برای ما خوشایند نباشد، اما جانداران در طول زمان نیازهای غذایی خود را شناخته‌اند و رژیم طبیعی هر منطقه به سازگاری و ماندگاری گونه‌های آنجا کمک کرده است. در این فصل با گروه‌هایی از بیمهرگان و نقش آنها در پزشکی، کشاورزی و محیط زیست آشنا می‌شویم.
اسفنجها: داروخانهٔ دریا
فراورده‌های طبیعی دریایی کاربرد گسترده‌ای در صنعت و پزشکی دارند و شمار آنها در چند دههٔ اخیر چندین برابر شده است. فهرست بلندی از داروها، از ضدسرطان و ضدالتهاب و آنتی‌بیوتیک تا داروهای مؤثر بر انعقاد خون و ترمیم زخم، از اسفنجها و دیگر بیمهرگان دریایی به دست آمده است.
ویژگی‌های اسفنجها:
- برخی بسیار کوچک‌اند و مانند خزه روی سنگ‌های دریا می‌رویند و برخی آن‌قدر بزرگ‌اند که انسان در آنها جا میشود.
- آب از منفذهای ریز وارد بدنشان میشود و از منفذی بزرگ خارج میشود. آنها هر ساعت حجم زیادی آب را صاف میکنند و ذره‌هایی به کوچکی یک باکتری را به دام می‌اندازند.
- اسکلت داخلی آنها از زائده‌های سوزنی‌شکلی به نام اسپیکول از جنس آهک یا سیلیس ساخته شده و در برخی، شبکه‌ای پروتئینی به نام اسپونژین آن را کامل میکند. این اسکلت شکل اسفنج را حفظ میکند و از معیارهای رده‌بندی آن است.
چرا اسفنجها دارو دارند؟ اسفنج ثابت است و نمی‌تواند بگریزد؛ برای دفاع در برابر شکارچیان، رقیبان و میکروب‌ها مواد شیمیایی می‌سازد. چون باکتریها و عوامل بیماریزا اسفنجها را هم تهدید میکنند، طبیعی است که این مواد در درمان بیماریهای انسان هم کارآمد باشند. یک داروی ضدسرطان از نوعی غلافدار دریایی به دست آمده و مادهای در اسفنجها میتواند باکتریهای مقاوم به پنیسیلین را از بین ببرد. یادمان باشد خود پنیسیلین هم از یک قارچ به دست آمد.
بازیافت زیستی ترکیبات هالوژن‌دار
ترکیبات هالوژن‌دار (حاوی کلر، فلوئور، برم یا ید) از بزرگ‌ترین آلاینده‌های محیط زیست‌اند؛ مانند برخی حشره‌کش‌ها، حلال‌های کلردار، پی‌وی‌سی و گازهای سی‌اف‌سی که لایهٔ اوزون را تخریب میکنند. این مواد سمی‌اند، دیر تجزیه می‌شوند و در زنجیرهٔ غذایی انباشته می‌شوند.
برخی اسفنجها برای دفاع، ترکیبات آلی برم‌دار میسازند؛ در یک اسفنج زرد دریای مدیترانه این ترکیبات بخش قابل توجهی از وزن خشک را تشکیل می‌دهند. بخش بزرگی از وزن این اسفنجها از ریزجانداران همزیست است که این مواد به آنها آسیب نمی‌زند و ظاهراً می‌توانند آنها را بازیافت کنند. به همین شیوه، با کمک باکتریهای ویژه می‌توان آلاینده‌های هالوژن‌دار را تجزیه کرد (زیست‌پالایی)؛ روشی ارزان‌تر و سازگارتر با طبیعت.
اسفنج‌های شیشه‌ای در اعماق اقیانوس زندگی میکنند و اسپیکول‌های سیلیسی زیبایشان آنها را از بسیاری شکارچیان حفظ میکند. با این حال ستارهٔ دریایی معده‌اش را از دهان بیرون می‌آورد و بافت نرم اسفنج را بیرون از بدن هضم میکند. گونه‌ای میگو درون این اسفنجها همزیستی دارد: اسفنج پناهگاه و غذای معلق فراهم میکند و میگو آن را تمیز نگه می‌دارد. چون رنگ بسیاری از اسفنجها از ریزجانداران همزیست است و شکلشان با محیط تغییر میکند، رده‌بندی امروزی آنها بیشتر بر DNA، شکل اسپیکول و ساختار یاخته‌ها تکیه دارد.
صخره‌های مرجانی
شقایق‌های دریایی و مرجانها از کیسه‌تنان‌اند که معمولاً ثابت زندگی میکنند و با جلبکها همزیست‌اند. بسیاری از مرجانها اسکلتی از کلسیم کربنات دارند و هر نسل روی اسکلت نسل‌های پیشین رشد میکند؛ مجموع این اسکلت‌ها صخره‌های مرجانی است.
تنوع جانداران اطراف یک صخرهٔ مرجانی با جنگل‌های گرمسیری برابری میکند. دیوارهٔ بزرگ مرجانی در شمال شرقی استرالیا طی هزاران سال شکل گرفته، از فضا هم دیده میشود و صدها گونه مرجان، بیش از هزار گونه ماهی و هزاران گونه نرم‌تن دارد. مرجانها بخش بسیار کوچکی از کف اقیانوس را می‌پوشانند، اما سهم بزرگی از گونه‌های دریایی به آنها وابسته‌اند؛ برای همین حفاظت از آنها ضروری است.
- چرا مرجانها فقط تا عمق حدود ۳۰ متر زندگی میکنند؟ جلبکهای همزیستشان برای فتوسنتز به نور نیاز دارند و نور در عمق بیشتر بهشدت کم میشود.
- دمای مناسب مرجانها حدود ۲۰ تا ۳۰ درجه است. در خلیج فارس، اطراف کیش، هرمز و لارک صخره‌های مرجانی وجود دارد، اما آب در تابستان گاهی از این حد گرم‌تر میشود.
| عامل تخریب | چگونه آسیب می‌زند |
|---|---|
| گرمایش آب | جلبک همزیست بیرون رانده میشود و مرجان سفید و گرسنه میشود و میمیرد |
| آلودگی نفتی | نور و اکسیژن را کم میکند و سمی است |
| کمبود اکسیژن | مرجان و ماهی‌ها خفه می‌شوند |
| شکارچیان | افزایش ناگهانی برخی ستاره‌های دریایی مرجان‌خوار |
| صید بی‌رویه | از بین رفتن ماهی‌های جلبک‌خوار و روش‌های صید ویرانگر |
| گردشگری | شکستن مرجان، لنگر قایق‌ها، زباله و فاضلاب |
ردپای انسان در بیشتر این عوامل دیده میشود. ایجاد مناطق حفاظت‌شده، مدیریت گردشگری و تصفیهٔ فاضلاب از راه‌های حفاظت‌اند.
کیسه‌تنان: شکارچیان ژله‌ای
کیسه‌تنان (عروس دریایی، شقایق دریایی، مرجان و هیدر) گوشت‌خوارند. بدنی کیسه‌مانند با یک دهانه دارند که هم دهان است و هم مخرج، دو لایهٔ یاخته‌ای، شبکهٔ عصبی ساده و تقارن شعاعی. بازوهای آنها یاخته‌های ویژهای به نام نیدوسیت دارد که در دفاع و شکار به کار می‌روند و نام علمی این شاخه، نیداریا، از واژه‌ای یونانی به معنای گزنه گرفته شده است. نیدوسیت‌ها کپسول‌هایی دارند که بیرون جهیده و در بدن طعمه فرو می‌روند (نماتوسیست) یا رشته‌هایی چسبناک که طعمه را به دام می‌اندازند. هر نیدوسیت فقط یک بار نیش می‌زند و سپس یاختهٔ تازه‌ای جایش را می‌گیرد؛ شبیه نیش زنبور عسل یا دم مارمولک که پس از استفاده جدا میشود.
یک حلزون دریایی بی‌صدف، نیدوسیت‌های طعمه‌های کیسه‌تنش را در زائده‌های رنگی پشتش ذخیره میکند و برای دفاع خودش به کار می‌برد.
کرم خاکی و زالو
کرم خاکی با زیرورو کردن خاک، مواد معدنی را به سطح می‌آورد و مسیرهایی برای هوادهی ریشه‌ها می‌سازد. از باکتریها، قارچ‌ها و برگ‌ها و ریشه‌های پوسیده تغذیه میکند، خاک را می‌بلعد و مواد گوارش‌نیافته را دفع میکند و این دفعیات بافت خاک کشاورزی را بهتر میکنند. کتاب شمار کرم‌ها را در هر هزار متر مربع خاک کشاورزی تا صدها هزار برآورد میکند؛ در مزرعه‌ای چندهزارمتری، این یعنی حدود یک میلیون کرم که هر روز صدها کیلوگرم خاک را جابه‌جا میکنند. کرم خاکی در سرما به اعماق خاک میرود.
این باور که اگر کرم خاکی را دو نیم کنیم هر نیمه کرمی کامل میشود نادرست است. بخش جلویی که سر و بیشتر اندام‌های حیاتی را دارد ممکن است بخشی از دم را بازسازی کند، اما بخش عقبی نمی‌تواند سر بسازد و میمیرد. فقط برخی کرم‌ها مانند پلاناریا (کرم پهن) از هر تکه جانداری کامل میسازند.
زالو کرمی حلقوی است که بیشتر گونه‌هایش با مکیدن خون زندگی انگلی دارند. زالو مادهای به نام هیرودین می‌سازد که از انعقاد خون جلوگیری میکند. امروز شکل‌هایی از آن با مهندسی ژنتیک ساخته میشود و در جراحیهای ظریف، مانند پیوند انگشت یا گوش، از لخته شدن خون در رگ‌های کوچک جلوگیری میکند و در درمان برخی لخته‌های خونی به کار میرود.
در طب سنتی حجامت و زالواندازی برای «تصفیهٔ خون» به کار می‌رفت. در مقایسه، اهدای خون روشی ایمن، استاندارد و سودمند برای بیماران است و خون‌سازی بدن را هم تحریک میکند. زالودرمانی پزشکی فقط در موارد خاص و با زالوی استریل انجام میشود و حجامت بدون رعایت بهداشت خطر انتقال عفونت دارد.
بندپایان
قدیمی‌ترین سنگواره‌های احتمالی بندپایان حدود ۵۳۰ میلیون سال عمر دارند. بخش بسیار بزرگی از گونه‌های جانوری شناخته‌شده بی‌مهره‌اند و بیشترشان بندپا. دلیل این تنوع، بدن بندبند، زائده‌های مفصلدار و دهان‌های تخصص‌یافته است که توانایی راه رفتن، پرواز و تغذیه را افزایش داده است.
| ویژگی | توضیح |
|---|---|
| اسکلت بیرونی | از کیتین؛ رشد با پوست‌اندازی ممکن میشود |
| بدن | بندبند با زائده‌های مفصلدار |
| حواس | چشم مرکب و شاخک |
| گروه‌ها | حشرات (۶ پا، بدن سه‌بخشی مانند ملخ)، عنکبوتیان (۸ پا، بدن دوبخشی)، سخت‌پوستان (میگو، خرچنگ)، هزارپایان |
زنبور عسل و عسل
در قرآن به زنبور عسل اشاره شده است: الهامی به زنبور برای ساختن خانه در کوه‌ها و درختان و خوردن از میوه‌ها، و نوشیدنی‌ای رنگارنگ که از درونش بیرون می‌آید و در آن شفا برای مردم است.
اثر زنبورها در گرده‌افشانی گیاهان ثابت شده است. هرجا زنبورها کم شوند، محصول کشاورزی کاهش می‌یابد یا از بین میرود؛ برای همین کشاورزان کندو به باغ‌ها می‌برند. اگر هر درخت باغی صددرختی با زنبور ۵۰ و بدون آن ۲۰ کیلوگرم میوه بدهد، حضور زنبورها ۳۰۰۰ کیلوگرم محصول بیشتر میدهد. در کندو ملکه تخم می‌گذارد، کارگرها ماده‌هایی نازا هستند که شهد جمع میکنند، موم میسازند و نوزادان را پرورش می‌دهند و نرها فقط برای جفت‌گیری‌اند. نرها از تخم لقاح‌نیافته (۱۶ کروموزوم) و ماده‌ها از تخم لقاح‌یافته (۳۲ کروموزوم) پدید می‌آیند.
عسل حدود ۸۰ درصد کربوهیدرات (گلوکز و فروکتوز) دارد و آمینواسیدها، مواد معدنی و آب بقیهٔ آن‌اند. با وجود غنی بودن، معمولاً فاسد نمی‌شود: قند زیاد آب را از میکروب‌ها می‌کشد، آب کم و اسیدی است و آنزیمی در آن آب‌اکسیژنه می‌سازد. همین خواص، عسل را برای ترمیم زخم و مهار عفونت‌های باکتریایی سودمند کرده است، اما چون سرشار از قند است باید در مصرفش میانه‌رو بود. عسل خام مستقیم از کندو بسته‌بندی میشود و موم و گرده دارد.
طرح پژوهشی: برای آزمودن این باور که عسل خام محلی حساسیت فصلی را کم میکند، می‌توان افراد دارای حساسیت را تصادفی در سه گروه گذاشت: عسل محلی، عسل منطقه‌ای دیگر و شربت مشابه بدون عسل؛ به‌طوری که نه افراد و نه پژوهشگر ندانند هرکس در کدام گروه است. سپس شدت علائم را چند هفته ثبت و مقایسه کرد. برای بررسی ماندگاری عسل هم می‌توان عسل خالص، عسل رقیق‌شده و شربت شکر را در دماهای مختلف نگه داشت و هر هفته رنگ، بو و رشد کپک را ثبت کرد؛ انتظار میرود فقط عسل خالص سالم بماند.
عسل برای نوزاد زیر یک سال ممنوع است. ممکن است عسل هاگ باکتری عامل بوتولیسم را داشته باشد که بسیار مقاوم است و حتی پاستوریزه کردن آن را از بین نمی‌برد. در بزرگسالان، میکروب‌های طبیعی روده و اسید معده رشد آن را مهار میکنند، اما رودهٔ نوزاد هنوز این میکروب‌ها را ندارد؛ هاگ رشد میکند و سمی می‌سازد که ماهیچه‌ها را فلج میکند.
اشتباه‌های رایج
- اسفنج و مرجان جانورند، نه گیاه یا سنگ.
- مرجانها در آبهای کمعمق و روشن زندگی میکنند.
- هر نیدوسیت فقط یک بار نیش می‌زند.
- دو نیمهٔ کرم خاکی دو کرم کامل نمی‌شوند.
- بیشتر گونه‌های جانوری بی‌مهره‌اند، نه مهره‌دار.
- پاستوریزه کردن، هاگ بوتولیسم را در عسل نمی‌کشد.
- اهمیت زنبور در گرده‌افشانی بسیار بیشتر از تولید عسل است.