طبيعة وأنواع المواد الغذائية المخزنة:
المادة الغذائية المخزنة هي المنتج الأولى من عملية التمثيل الضوئي بالطحالب والكائنات التمثيلية الضوئية الأخرى نتيجة للمرحلة الأولى لتثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون. والمواد الكربوهيدراتية المخزنة (وحدات من الجلوكوز) متباينة كثيراً لذا يمكن إستخدامها أيضاً كأساس لعملية تصنيف الطحالب. وحدات الجلوكوز المكونة للمواد الكربوهيدراتية المخزنة ترتبط مع رابطة α 1-4 ليكون: نشا حقيقي True starch, فلوريدين Floridean ونشا ميكزوفيسينى Myxophycean starch وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً كبيراً.
• نشا حقيقي True or Normal starch: وهو مماثل تماماً لمثيله بالنباتات الراقية ويتكون من أميللوز Amylose وأميللوبكتين Amylopectinويعتبر مادة التخزين الرئيسية في الطحالب الخضراء والكارية والنارية فقط على هيئة حبيبات وتتجمع داخل البلاستيدات الخضراء بمراكز تجميع النشا Pyrenoids.
• فلوريدين Floridean: وهو نوع خاص من النشا يميز الطحالب الحمراء ويماثل الأميللوبكتين Amylopectin الموجود بالنباتات الراقية ويوجد على هيئة حبيبات قرصية خارج البلاستيدة الملونة Chromoplast.
• ونشا ميكزوفيسينى Myxophycean starch: وهو نوع خاص جداً من النشا يميز الطحالب الخضراء المزرقة فقط ويماثل في تركيبه النشا الحيوانى أو الجليكوجين Glycogen ويوجد على هيئة حبيبات (α–granules) تكون عصوية الشكل (25nm) أو مستطيلة (31:65nm)
The structure of floridean starch, inulin, laminarin, and floridoside. (After Percival andMcDowell, 1967.)
شكل رقم ():
هذا ويوجد أيضاً ثلاثة أنواع أخرى من المواد الغذائية المخزنة على هيئة السكريات العديدة ترتبط مع رابطة (β 1-3 linkages). وهى أيضاً وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً كبيراً وهى:
• اللامينارين Laminarin وتوجد بالطحالب البنية Phaeophyta على هيئة سائل زيتي مرتبط بانتفاخات وجزيئات جلوكوز تحيط بمراكز النشا خارج البلاستيدة.
• الكريزولامينارين أو الليوكوسين Chrysolaminarin or Leucosin وتتجمع بمراكز تجميع النشا Pyrenoids وتوجد بالطحالب العصوية الدياتوماتية Bacillariophyta or Diatoms.
• الباراميليون Paramylon ويوجد في الطحالب اليوجلينية Euglenophyta كمادة تذوب بالماء وتوجد كجسيمات متعددة الأشكال خارج البلاستيدات ولا تُسبغ باليود.
كما يوجد أنواع خاصة جداً من المواد الغذائية المخزنة التى لها أهمية خاصة في عمليات تصنيف الطحالب أيضاً وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً منخفضاً وهى:
• الفلوريدوزايد Floridoside والمانوجليسرات Manoglycerate وتوجد بكثافة بالطحالب الحمراء.
• سيانوفيسين البروتينى Cyanophycin ويوجد فقط بالطحالب الزرقاء المخضرة.
• فراكتوزان Fructosans ويجد فقط في بعض أنواع رتبة كلادوفورالس Cladophorales من الطحالب الخضراء.
• المانيتول Manitol أو السكريات العديدة الكحولية ويوجد بصفة خاصة بالطحالب البنية فقط وقليل من الطحالب الخضراء البدائية.
Chemical structure of low molecular polysaccharides that occur in the red algae.
شكل رقم ():
هذا إضافة للدهون والاستيرولات ويتصفان بالتالي:
• الدهون Fats : تتجمع وتوجد في عددٍ كبيرٍ من الطحالب خاصةً الدياتومات بكمياتٍ كبيرةٍ متناسبةٍ طردياً مع زيادة المواد المخزنة الأخرى متأثرةً بالعوامل البيئية المحيطة. التركيب الكيميائي ودرجة عدم التشبع للدهون توفر وسيلة تصنيفية جيدة للطحالب فمثلا تركيب الدهون الموجودة بالطحالب الخضراء تماثل تلك الموجودة بالنباتات الراقية كما أن درجة عدم تشبع الدهون في الطحالب البنية أقل منه بالطحالب الحمراء.
• الاستيرولات Sterols : بدايةً تستخدم الاستيرولات في عمليات التصنيف المبدئي للطحالب منذ زمنٍ بعيدٍ لكن بصورة محدودة. لا يوجد الاستيرول مطلقاً في أفراد الطحالب الخضراء المزرقة مشابهةً فى ذلك للبكتيريا بخلاف باقي الكائنات جميعاً. ويوجد منه العديد من الأنواع التى تميز بعض المجموعات الطحلبية مثل:
1. السيتوستيرول Sitosterol: وهو السائد والمتواجد بالنباتات الراقية, الطحالب الخضراء, الصفراء والحمراء.
2. الفيوكوستيرول Fucosterol: ويتواجد بالطحالب البنية, الذهبية, الدياتومات والحمراء والطحلب الأخضر الخيطى المتفرع Cladophora.
3. السارجاستيرول Sargasterol: ويتواجد بالطحالب البنية.
4. الكولسترول Cholesterol: ويتواجد بالطحالب الحمراء.
5. الارجاستوستيرول Ergosterol: ويتواجد بالطحالب الذهبية واليوجلينية.
6. الكوندريلاستيرول Chondrillasterol: ويتواجد بالدياتومات والطحلب الأخضر Scenedesmus.
التغذية Nutrition:
تغذية الطحالب ممكن أن تكون ذاتية (Autotrophic or Lithotrophic) أو غير ذاتية (Heterotrophic or organotrophic). وهى بالغالب ذاتية التغذية حيث يمكنها إستخدام المركبات أو المواد الغير عضوية كمصدر للكربون. والتغذية الذاتية نوعان فإما أن تكون ذاتية التغذية ضوئياً (photoautotrophic) وذلك عندما تستخدم الضوء لمصدر للطاقة أو تكون ذاتية التغذية كيميائياً (chemoautotrophic) وذلك عندما تؤكسد المواد أو المركبات الكيميائية الغير عضوية للحصول على الطاقة. أما عندما تكون الطحالب غير ذاتية التغذية وهى قليلة نوعاً فتستخدم المركبات العضوية فى نموها وهى نوعان أيضاً فقد تكون غير ذاتية التغذية ضوئياً (photoheterotrophic) عندما تستخدم الضوء كمصدر للطاقة أو تكون ذاتية التغذية كيميائياً (chemoheterotrophic) عندما تؤكسد المواد أو المركبات الكيميائية العضوية للحصول على الطاقة. الطحالب غير ذاتية التغذية ممكن أن تكون أحياناً مُرتشفة (phagocytotic or holozoic) أو مبتلعة لجزيئات المواد كاملةً لداخل الفجوات الغذائية لهضمها ومن الممكن أيضاً أن تمتص المواد الغذائية فى صورة ذائبة (osmotrophic) خلال الغشاء البلازمى. وقليل من الطحالب يمكنه أن يعيش مترمماً (saprophytic) على المواد العضوية الميتة أو المتحللة بينما يمكن للبعض الآخر من الطحالب أن يعيش متطفلاً (parasitic) على عائل آخر سواءً أكان نباتاً أو حيواناً. وهناك نوعٌ خاصٌ من التغذية (Auxotrophic) يُميز بعض الطحالب السوطية (Flgellates) حيث تحتاج لكمية بسيطة من مركب عضوى لتغذيتها وليس كمصدر للطاقة وغالباً ما تحتاج للفيتامينات فى وسطها الغذائى أو بيئتها. وقد تكون التغذية فى بعض الأحيان غير ذاتية إختيارياً (Mixotrophic or facultatively hetertrophic) فى بعض الطحالب المحتوية على الأصباغ التمثيلية ولكنها تستخدم أيضاً المواد العضوية بالوسط الغذائى أو البيئة من حولها.
Phylum – phyta
Class – phyceae
Order – ales
Family – aceae
Genus
Species
المادة الغذائية المخزنة هي المنتج الأولى من عملية التمثيل الضوئي بالطحالب والكائنات التمثيلية الضوئية الأخرى نتيجة للمرحلة الأولى لتثبيت غاز ثاني أكسيد الكربون. والمواد الكربوهيدراتية المخزنة (وحدات من الجلوكوز) متباينة كثيراً لذا يمكن إستخدامها أيضاً كأساس لعملية تصنيف الطحالب. وحدات الجلوكوز المكونة للمواد الكربوهيدراتية المخزنة ترتبط مع رابطة α 1-4 ليكون: نشا حقيقي True starch, فلوريدين Floridean ونشا ميكزوفيسينى Myxophycean starch وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً كبيراً.
• نشا حقيقي True or Normal starch: وهو مماثل تماماً لمثيله بالنباتات الراقية ويتكون من أميللوز Amylose وأميللوبكتين Amylopectinويعتبر مادة التخزين الرئيسية في الطحالب الخضراء والكارية والنارية فقط على هيئة حبيبات وتتجمع داخل البلاستيدات الخضراء بمراكز تجميع النشا Pyrenoids.
• فلوريدين Floridean: وهو نوع خاص من النشا يميز الطحالب الحمراء ويماثل الأميللوبكتين Amylopectin الموجود بالنباتات الراقية ويوجد على هيئة حبيبات قرصية خارج البلاستيدة الملونة Chromoplast.
• ونشا ميكزوفيسينى Myxophycean starch: وهو نوع خاص جداً من النشا يميز الطحالب الخضراء المزرقة فقط ويماثل في تركيبه النشا الحيوانى أو الجليكوجين Glycogen ويوجد على هيئة حبيبات (α–granules) تكون عصوية الشكل (25nm) أو مستطيلة (31:65nm)
The structure of floridean starch, inulin, laminarin, and floridoside. (After Percival andMcDowell, 1967.)
شكل رقم ():
هذا ويوجد أيضاً ثلاثة أنواع أخرى من المواد الغذائية المخزنة على هيئة السكريات العديدة ترتبط مع رابطة (β 1-3 linkages). وهى أيضاً وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً كبيراً وهى:
• اللامينارين Laminarin وتوجد بالطحالب البنية Phaeophyta على هيئة سائل زيتي مرتبط بانتفاخات وجزيئات جلوكوز تحيط بمراكز النشا خارج البلاستيدة.
• الكريزولامينارين أو الليوكوسين Chrysolaminarin or Leucosin وتتجمع بمراكز تجميع النشا Pyrenoids وتوجد بالطحالب العصوية الدياتوماتية Bacillariophyta or Diatoms.
• الباراميليون Paramylon ويوجد في الطحالب اليوجلينية Euglenophyta كمادة تذوب بالماء وتوجد كجسيمات متعددة الأشكال خارج البلاستيدات ولا تُسبغ باليود.
كما يوجد أنواع خاصة جداً من المواد الغذائية المخزنة التى لها أهمية خاصة في عمليات تصنيف الطحالب أيضاً وهى مركبات ذات وزناً جزيئياً منخفضاً وهى:
• الفلوريدوزايد Floridoside والمانوجليسرات Manoglycerate وتوجد بكثافة بالطحالب الحمراء.
• سيانوفيسين البروتينى Cyanophycin ويوجد فقط بالطحالب الزرقاء المخضرة.
• فراكتوزان Fructosans ويجد فقط في بعض أنواع رتبة كلادوفورالس Cladophorales من الطحالب الخضراء.
• المانيتول Manitol أو السكريات العديدة الكحولية ويوجد بصفة خاصة بالطحالب البنية فقط وقليل من الطحالب الخضراء البدائية.
Chemical structure of low molecular polysaccharides that occur in the red algae.
شكل رقم ():
هذا إضافة للدهون والاستيرولات ويتصفان بالتالي:
• الدهون Fats : تتجمع وتوجد في عددٍ كبيرٍ من الطحالب خاصةً الدياتومات بكمياتٍ كبيرةٍ متناسبةٍ طردياً مع زيادة المواد المخزنة الأخرى متأثرةً بالعوامل البيئية المحيطة. التركيب الكيميائي ودرجة عدم التشبع للدهون توفر وسيلة تصنيفية جيدة للطحالب فمثلا تركيب الدهون الموجودة بالطحالب الخضراء تماثل تلك الموجودة بالنباتات الراقية كما أن درجة عدم تشبع الدهون في الطحالب البنية أقل منه بالطحالب الحمراء.
• الاستيرولات Sterols : بدايةً تستخدم الاستيرولات في عمليات التصنيف المبدئي للطحالب منذ زمنٍ بعيدٍ لكن بصورة محدودة. لا يوجد الاستيرول مطلقاً في أفراد الطحالب الخضراء المزرقة مشابهةً فى ذلك للبكتيريا بخلاف باقي الكائنات جميعاً. ويوجد منه العديد من الأنواع التى تميز بعض المجموعات الطحلبية مثل:
1. السيتوستيرول Sitosterol: وهو السائد والمتواجد بالنباتات الراقية, الطحالب الخضراء, الصفراء والحمراء.
2. الفيوكوستيرول Fucosterol: ويتواجد بالطحالب البنية, الذهبية, الدياتومات والحمراء والطحلب الأخضر الخيطى المتفرع Cladophora.
3. السارجاستيرول Sargasterol: ويتواجد بالطحالب البنية.
4. الكولسترول Cholesterol: ويتواجد بالطحالب الحمراء.
5. الارجاستوستيرول Ergosterol: ويتواجد بالطحالب الذهبية واليوجلينية.
6. الكوندريلاستيرول Chondrillasterol: ويتواجد بالدياتومات والطحلب الأخضر Scenedesmus.
التغذية Nutrition:
تغذية الطحالب ممكن أن تكون ذاتية (Autotrophic or Lithotrophic) أو غير ذاتية (Heterotrophic or organotrophic). وهى بالغالب ذاتية التغذية حيث يمكنها إستخدام المركبات أو المواد الغير عضوية كمصدر للكربون. والتغذية الذاتية نوعان فإما أن تكون ذاتية التغذية ضوئياً (photoautotrophic) وذلك عندما تستخدم الضوء لمصدر للطاقة أو تكون ذاتية التغذية كيميائياً (chemoautotrophic) وذلك عندما تؤكسد المواد أو المركبات الكيميائية الغير عضوية للحصول على الطاقة. أما عندما تكون الطحالب غير ذاتية التغذية وهى قليلة نوعاً فتستخدم المركبات العضوية فى نموها وهى نوعان أيضاً فقد تكون غير ذاتية التغذية ضوئياً (photoheterotrophic) عندما تستخدم الضوء كمصدر للطاقة أو تكون ذاتية التغذية كيميائياً (chemoheterotrophic) عندما تؤكسد المواد أو المركبات الكيميائية العضوية للحصول على الطاقة. الطحالب غير ذاتية التغذية ممكن أن تكون أحياناً مُرتشفة (phagocytotic or holozoic) أو مبتلعة لجزيئات المواد كاملةً لداخل الفجوات الغذائية لهضمها ومن الممكن أيضاً أن تمتص المواد الغذائية فى صورة ذائبة (osmotrophic) خلال الغشاء البلازمى. وقليل من الطحالب يمكنه أن يعيش مترمماً (saprophytic) على المواد العضوية الميتة أو المتحللة بينما يمكن للبعض الآخر من الطحالب أن يعيش متطفلاً (parasitic) على عائل آخر سواءً أكان نباتاً أو حيواناً. وهناك نوعٌ خاصٌ من التغذية (Auxotrophic) يُميز بعض الطحالب السوطية (Flgellates) حيث تحتاج لكمية بسيطة من مركب عضوى لتغذيتها وليس كمصدر للطاقة وغالباً ما تحتاج للفيتامينات فى وسطها الغذائى أو بيئتها. وقد تكون التغذية فى بعض الأحيان غير ذاتية إختيارياً (Mixotrophic or facultatively hetertrophic) فى بعض الطحالب المحتوية على الأصباغ التمثيلية ولكنها تستخدم أيضاً المواد العضوية بالوسط الغذائى أو البيئة من حولها.
Phylum – phyta
Class – phyceae
Order – ales
Family – aceae
Genus
Species