معلومة

كيف تجد وتزرع أشكالًا معينة من الطحالب؟


مع معرفة مدى بساطة وفعالية زراعة الطحالب ، بدأت أتساءل كيف يمكن للشخص أن يعزل وينمو على وجه التحديد خيوطًا مختلفة من الطحالب. قل إنني أمشي إلى أقرب مسطح مائي وأخذت عينة من الماء. كيف يمكنني تحضيره بحيث يكون لدي سلالة معينة فقط من الطحالب ، مثل الطحالب الخضراء؟


أمثلة على ذاتية التغذية - النباتات والبكتيريا ذاتية التغذية والطحالب

ما هي التغذية التلقائية؟ يمكن للتغذية الذاتية (وتسمى أيضًا المنتجين) تكوين طعامها إما باستخدام ضوء الشمس والتمثيل الضوئي (التغذية الضوئية) أو عن طريق الحصول على الطاقة الكيميائية من خلال الأكسدة (التغذية الكيميائية). بالنسبة للجزء الأكبر ، غالبًا ما يصنع autotrophs طعامهم باستخدام ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء لتكوين السكريات التي يمكنهم استخدامها للطاقة. تعرف على أنواع مختلفة من ذاتية التغذية ، بما في ذلك النباتات والبكتيريا ذاتية التغذية والطحالب. تعتبر Autotrophs مهمة لأنها مصدر غذائي للكائنات غيرية التغذية (المستهلكين). الآن ، دعنا نلقي نظرة على 10 أمثلة على autotrophs من حولنا.


كيف تتشكل الطحالب؟

الطحالب هي نوع من النباتات التي تنمو عادة على سطح المياه الراكدة ، مثل بركة صغيرة ، عندما يكون هناك خلل بيئي. في بعض الحالات ، تكون الطحالب قادرة على النمو بمعدل سريع ، ومن المحتمل أن تنتشر عبر السطح بأكمله.

يمكن أن يحدث تكاثر الطحالب في المياه المالحة أو مصادر المياه العذبة. يحدث عدم التوازن البيئي بسبب وجود الكثير من المواد العضوية من الأوراق الميتة أو فضلات الحيوانات أو قصاصات العشب. إذا كانت كمية المواد العضوية عالية جدًا ، يفقد الماء القدرة على الحفاظ على مستويات كافية من الأكسجين. يسمح غياب الأكسجين وانتشار المغذيات التي توفرها المواد العضوية للطحالب بالنمو. إذا كان نقص الأكسجين في جسم مائي شديدًا ، يمكن أن تموت الأسماك والحيوانات المائية الأخرى ، مما يعزز نمو الطحالب.


الكلوروفيتا: الطحالب الخضراء

الطحالب الخضراء هي في الغالب أحادي الخلية أو خيوط بسيطة ، وتوجد في موائل المياه العذبة والبحرية الاستوائية والبرية. دعونا نتعلم المزيد عن هذه الكائنات.

الطحالب الخضراء هي في الغالب أحادي الخلية أو خيوط بسيطة ، وتوجد في موائل المياه العذبة والبحرية الاستوائية والبرية. دعونا نتعلم المزيد عن هذه الكائنات.

الكلوروفيتا عبارة عن قسم من الطحالب الخضراء ، التي إما تطفو بحرية أو مثبتة على صخور الشاطئ ، أو توجد في تجمعات كبيرة على المياه الراكدة ، مثل البرك والبحيرات. يحتوي هذا التقسيم على 450 جنسًا و 7000 نوع تحته ، وتنوعه أكبر نسبيًا من الأنواع الأخرى من الطحالب. على الرغم من أنها تسمى الطحالب الخضراء ، تم العثور على الكلوروفيتا بألوان متنوعة مثل الأصفر والأرجواني والأحمر والبرتقالي وحتى الأسود. الكاروتينات هي أصباغ اللون ، والتي توفر ألوانًا محددة لأنواع هذا التقسيم. يتكاثرون من خلال عملية الزواج أو الزواج.

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

تشبه الكلوروفيتا النباتات الأرضية من نواح كثيرة. أنها تحتوي على الكلوروفيل & # 8216a & # 8217 ، الكلوروفيل & # 8216b & # 8217 ، كاروتين & # 8216a & # 8217 ، كاروتين & # 8216b & # 8217 ، وزانثوفيل ، مما يساعد في التمثيل الضوئي. يحتوي جدار الخلية على السليلوز والبكتين. بعض الأنواع مثل Halimeda تحتوي أيضًا على كربونات الكالسيوم في جدرانها الخلوية.

تتكون الكلوروفيتا من عدد من المياه العذبة أكثر من الأنواع البحرية. السابقون هم أصغر حجمًا. قليل من الأنواع ، المعروفة باسم & # 8216snow algae & # 8217 ، يمكن أن تنمو في الجليد والأنهار الجليدية. لديهم تركيز عالٍ من رواسب الكاروتين في خلاياهم ، مما يمنحهم لونًا أحمر. تم العثور عليها في جبال روكي ، وشلالات ، القطب الشمالي ، والقارة القطبية الجنوبية.

الكلوروفيتا كائنات ذاتية التغذية. شكلت بعض الأنواع علاقة تكافلية مع الأشنات والهيدرا والرخويات. هم حقيقيات النوى مع جميع محتويات الخلية الطبيعية مثل النواة ، أجسام جولجي ، فجوات ، بيرينويد ، نشا ، صانعات خضراء ، سوط ، وجدار خلوي.

تشكل بعض أنواع هذا الانقسام صفائح خلوية أثناء الانقسام. لديهم أيضًا غشاء نموذجي مزدوج الحدود مثل النباتات. الشكل الشائع للبلاستيدات الخضراء هو في شكل أكواب ، وخيوط ، ونجمة ، وشبكية ، وعصابات. عدد قليل أيضًا له شكل قرصي مشابه للنباتات الأرضية. على سبيل المثال، سبيروجيرا لديها صانعات خضراء حلزونية. تم العثور على تلك على شكل الفرقة في أولوثريكس، و زينيما يحتوي على بلاستيدات خضراء على شكل نجمة. تم العثور على تلك على شكل كوب في شاميدوموناس. كلادوسفورا العديد من البلاستيدات الخضراء البيضاوية و موجوتيا يحتوي على شقة.

تحتوي العديد من أنواع الكلوروفيتا على البيرينويدات ، والتي تستخدم في تخليق النشا وترسبه. النشا هو منتج التخزين الرئيسي للكلوروفيتا ، ويتم تخزينه في سدى البلاستيدات الخضراء. لديهم مجموعة واسعة من التنوع المورفولوجي. هناك الأنواع التالية: أحادي الخلية (جولينكينيا) ، خيطية (ميكروثامنيون) ، سيفون ، متعدد الخلايا ، استعماري (فولفوكس) ، متني (كوليوتشايت) ، متحرك ، وغير متحرك. لها أحجام مختلفة ، والتي يمكن أن تتراوح من بضعة ميكرونات إلى أمتار. أكبر الكلوروفيتا المعروفة هي البطين البطيني. يحتوي هذا النوع على خلية واحدة يمكن أن يصل قطرها إلى عدة سنتيمترات.

تعتبر الكلوروفيتا مصدرًا مهمًا للغذاء للحيوانات البحرية مثل العوالق. أثناء إجرائهم لعملية التمثيل الضوئي ، يلعبون دورًا مهمًا في المساهمة في إمداد العالم بالأكسجين. يستخدم بيتا كاروتين الصباغ كعامل تلوين طعام. يُعتقد أيضًا أنه يحتوي على خصائص مضادة للسرطان. في يناير 2009 ، تم اكتشاف أن الطحالب يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. تم توضيح أنه مع ذوبان الجليد البحري ، يتم إدخال الحديد إلى المحيطات. وهذا يساعد في نمو الطحالب التي بدورها تمتص ثاني أكسيد الكربون.

من ناحية أخرى ، يميل الكلوروفيتا إلى إضفاء طعم ورائحة كريهة في مياه الشرب. كما أنها تسد معدات الترشيح. إذا زاد عدد الطحالب في مصدر المياه ، فإنها تشكل حثالات ، والتي يمكن أن تقلل من إمدادات الأكسجين للكائنات البحرية الأخرى.

المنشورات ذات الصلة

تنتمي الطحالب إلى مملكة Protista ، وهي كائنات حية ضوئية بسيطة. بناءً على وجود الأصباغ والاحتياطيات الغذائية ، يتم تصنيف الطحالب إلى أنواع مختلفة ، وهي الطحالب الخضراء المزرقة والهيلب

يمكن أن يكون التكاثر في الطحالب نباتيًا أو لا جنسيًا أو جنسيًا. يحدث التكاثر الخضري من خلال التفتت ، ويحدث اللاجنسي من خلال تكوين الأبواغ والانشطار الثنائي ، بينما يحدث التكاثر الجنسي عن طريق الاندماج والهيليب.

الطحالب هي مجموعة من الكائنات ذاتية التغذية وحقيقية النواة. إلى جانب كونها غذاء مغذي للغاية ، فإنها تستخدم بشكل متزايد للأغراض الصناعية. اكتشف بعض الاستخدامات الشيقة للطحالب والطحالب


هيكل الطحالب

الطحالب عبارة عن كائنات دقيقة تقوم بعملية التمثيل الضوئي وتنتج الأكسجين (O2) وتستهلك ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تنتج الطحالب ما لا يقل عن نصف الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض. تعيش معظم الطحالب في البيئة المائية ، سواء في المياه العذبة أو الموائل البحرية. يمكنهم أيضًا احتلال الصخور أو التربة أو الغطاء النباتي أو الموائل الأرضية الرطبة. تستخدم بعض الطحالب البحرية كمأكولات بحرية ، بينما تنتج بعض الطحالب السموم.

التركيب الخضري للطحالب

تختلف التركيبات النباتية (ثاليوس) من الطحالب من نوع إلى نوع. قد تكون بسيطة أحادية الخلية إلى متعددة الخلايا المعقدة. يتراوح حجمها من صغيرة إلى أقل من 2 ميكرومتر (ميكروموناس) يصل طولها إلى 30-60 مترًا (ماكوسيكتيسنوع من الطحالب البحرية). فيما يلي الهياكل النباتية المتنوعة للطحالب:

متحرك أحادي الخلية: يتكون الجسم من خلية واحدة. في هذه الطحالب ، تحدث الحركة بواسطة سوط ، مثل كلاميدوموناس.

أحادي الخلية غير متحرك: هم طحالب مستديرة وحيدة الخلية. هم موجودون بشكل فردي أو في مجموعة داخل غطاء الصمغ. أمثلة: شلوريلا ، جلويوكابسا، إلخ.

مستعمرة متنقلة: في هذه الحالة ، تشكل أعداد محددة من الطحالب أحادية الخلية مستعمرة وهي متحركة. يُعرف هذا النوع من المستعمرات باسم مستعمرة متحركة. أمثلة: فولفوكس.

مستعمرة غير متحركة: في الأشكال الاستعمارية ، يكون عدد الطحالب أحادية الخلية غير محدد ، وهي غير متحركة مثل سينديسموس ، Hydrodictyon (شبكة المياه)، إلخ.

نوع Palmelloid: في هذه الحالة ، تكون خلايا الطحالب محاطة بمادة صمغية لزجة مثل تيراسبورا ، أفانوثس، إلخ.

نوع Dendroid: في هذه الحالة ، تنتج الخلايا مادة صمغية ، ويتم طيها بحيث تبدو مثل فروع نبات مثل كلادوس براسينو.

خيطي: هذه الأنواع من الطحالب نوعان: من بينها ، بعضها بسيط خيطي غير متفرعة مثل Ulothrix ، سبيروجيرا، وبعضها عبارة عن خيطية متفرعة بسيطة مثل كلادوفورا.

مغاير العرق: يتكون Thallus من الطحالب من الجزأين التاليين: الجذع الرئيسي أو trichome ، الذي يمتد أفقيًا ، ويطلق عليه نظام السجود والشكل العمودي المنتصب أو يطلق النار على النظام المنتصب. يُعرف هذا النوع من الجسم بالشكل غير المتجانسة.

متني: في هذه الطحالب ، يحدث انقسام الخلايا على جوانب مختلفة ، ونتيجة لذلك تصبح متني مثل أولفا.

سيفون: تتكون هذه الطحالب من خلايا تشبه الأنبوب متعدد النوى ليس لها حواجز مثل فوشيريابوليسيفوني إلخ.

عقدي: في هذه الحالة ، تحتوي أجسام الطحالب على مناطق عقدية ومتعددة الوسائط مثل شارا.

مركب: في هذه الحالة ، تبدو الطحالب وكأنها نباتات متعددة الخلايا - الجسم قابل للقسمة إلى ثبات وثابت وفرد ، مثل سرجسوم، لاميناريا.

التركيب الخلوي للطحالب

تتكون الخلايا الطحلبية من الهياكل التالية:

جدار الخلية

معظم الخلايا الطحلبية لها جدار خلوي. تفتقر بعض الطحالب ذات الجلد إلى جدار خلوي. يتكون جدار خلية الطحالب من طبقتين: طبقة خيوط دقيقة داخلية وطبقة جيلاتينية غير منتظمة خارجية. كيميائيًا ، يتكون جدار الخلية من السليلوز والبكتين والصمغ مثل الكربوهيدرات. كما أنه يحتوي على مواد أخرى مثل حمض الألجنيك ، وكربونات الكالسيوم ، والفوكويدان ، والفوسين ، والسيليكا ، وما إلى ذلك. يختلف سمك جدار الخلية باختلاف التوجه في مصفوفة حبيبية. في بعض الحالات ، يحمل جدار الخلية البروتين المخزن. الطحالب المشطورة أحادية الخلية لها جدران خلوية قوية وصلبة وصمامية. يسمى جدار خلية الزينة السيليسي frustule. يحتوي جدار الخلية لأعضاء Cyanophyceae على mucopeptide. في بعض الطحالب مثل صالة للألعاب الرياضية و بيراميموناس، جدار الخلية الحقيقي غائب. في هذه الحالة ، تكون الخلية مُحددة بغشاء يُعرف باسم الحبيبات.

غشاء بلازمي

يحدث أسفل جدار الخلية. يشبه هيكل غشاء البلازما الطحالب الخلايا حقيقية النواة الأخرى. تفتقر بعض الطحالب الخيطية إلى جدار خلوي يحتوي على غشاء بلازما قوي البنية. يُعرف هذا النوع من غشاء البلازما باسم periplast.

بروتوبلاست

تتكون بروتوبلازم الطحالب حقيقية النواة من نواة واحدة أو أكثر والسيتوبلازم. ينقسم السيتوبلازم إلى عصارة خلوية وعضيات خلوية. يحد البروتوبلازم بغشاء الخلية البروتينية الدهنية ، وهو فسيفساء سائل في الطبيعة. الغشاء مرن ورقيق للغاية ، ذو طبيعة انتقائية قابلة للاختراق. يعمل على التحكم في مرور المواد داخل وخارج الخلايا. تحتوي الطحالب على نواة كروية أو بيضاوية الشكل منظمة جيدًا ، وهي محاطة بغشاء نووي مميز ومزدوج الطبقة. في هذه الحالة ، يتم توصيل الغشاء الخارجي بالشبكة الإندوبلازمية (ER) ، بينما يحتوي الغشاء الداخلي على مصفوفة أو اللمف karyolymph مع شبكة الكروماتين.

تختلف أعداد النوى أو الإندوسومات باختلاف الخلايا الطحلبية بأعداد متفاوتة من الكروموسومات. البورفيرا الخطي يحتوي على أقل عدد من الكروموسومات (ن = 2) ، بينما يوجد أكبر عدد من الكروموسومات في نيتريوم ديجيتال (ن = 592).

خلايا العضيات

مثل الخلايا حقيقية النواة الأخرى ، تحتوي خلايا الطحالب حقيقية النواة على عضيات خلوية مرتبطة بالغشاء مثل البلاستيدات الخضراء ، والميتوكوندريا ، وجهاز جولجي ، والريبوزومات ، والشبكة الإندوبلازمية ، وفي بعض الحالات ، بقعة عينية أو وصمة عار. في خلية الطحالب بدائية النواة ، لا تُحاط النواة بغشاء. في هذه الحالة ، يتم فصل البروتوبلازم عن طريق أصباغ التمثيل الضوئي التي تحتوي على الكروموبلازم المحيطي الخارجي والوسطى الداخلي عديم اللون.

نواة

معظم الخلايا الطحلبية أحادية النواة ، ولكنها في بعض الحالات تكون متعددة النوى.

البلاستيدات

تحتوي خلايا الطحالب على بلاستيدات ملونة ، البلاستيدات الخضراء. إنها السمة البارزة التي يحدها هيكل الغشاء المزدوج يختلف عددها وشكلها باختلاف الأنواع.

تحتوي البلاستيدات الخضراء للطحالب على أشكال وأشكال مختلفة في الطحالب ، ويتم التعرف على ثمانية أنواع رئيسية: القرص (شارا) ، على شكل كوب (فولفوكس) ، جداري ، حلزوني (سبيروجيرا) ، على شكل C أو على شكل حزام (أولوثريكس) ، شبكي (Oedogonium) ، مضلع (فولفوكلس) و نجمي (زيغنيما).

تحتوي البلاستيدات الخضراء على المناطق الهيكلية الرئيسية الثلاثة التالية:

مغلف: إنها المساحات الغشائية المغلقة.

ستروما: إنه هيكل مهم للغاية يساعد على تخزين النشا ويحتوي على إنزيمات لتخليق البروتين والتمثيل الغذائي.

الأغشية الرقائقية الداخلية: إنه غشاء منظم للغاية يحتوي على أنواع مختلفة من الأصباغ لالتقاط الطاقة. يشكل هذا النظام الرقائقي أقراصًا تشبه الكيس أو ثايلاكويد ، والتي تتكدس معًا وتشكل جرانا. يوفر هذا الثايلاكويد مساحة لصبغات الكلوروفيل أ والأصباغ الملحقة الأخرى.

في معظم الحالات ، تحتوي البلاستيدات الخضراء على بنية بروتين سكري تُعرف باسم بيرينويد. تحتوي البلاستيدات الخضراء من جميع أنواع الطحالب على أصباغ كلوروفيل ضوئية توفر اللون الفعلي للثالث.

في الطحالب ، تم العثور على خمسة أنواع من الكلوروفيل (الكلوروفيل أ ، ب ، ج ، د ، هـ). من بينها ، يوجد الكلوروفيل أ في جميع مجموعات الطحالب ، بينما الكلوروفيل ب موجود فقط في الكلوروفيسيا. يقع الكلوروفيل ج في ممثلي Bacillariophyceae Cryptophyceae و Chryso-phyceae و Phaeophyceae ، وينظر الكلوروفيل د في بعض الطحالب الحمراء ، ويوجد الكلوروفيل هـ في بعض Xanthophyceae.

بالإضافة إلى الكلوروفيل ، فإنها تظهر أيضًا أصباغ كاروتين مختلفة تضفي ألوانًا مختلفة على الطحالب مثل الفيكوسيانين الأزرق ، والفوكوكسانثين البني والأصفر ، والفيوفيسين البني ، والفيكواريثرين الأحمر ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، تتكون الكاروتينات من الكاروتينات والزانثوفيل. في الخلايا الطحلبية ، تم العثور على الأنواع الخمسة التالية من الكاروتين: α-carotene و β-carotene و c-carotene و e- carotene و flavacene.

إلى جانب الكاروتين ، تم العثور على عدة أنواع من الزانثوفيل ، مثل اللوتين ، والفيولاكسانثين ، والنيوكسانثين ، والفوكوكسانثين ، والميكسوكسانثوفيل ، والميكسوكسانثين ، والأوسيلوكسان. في هذه الحالة ، fucoxanthin هو صبغة زانثوفيل الرئيسية.

في الطحالب ، تم العثور على phycobilins أيضًا كأصباغ ملحقة. تعمل كبروتينات صفراء وتوفر اللون الأزرق (فيكوسيانين) أو الأحمر (فيكويريثرين). توجد هذه الأنواع من الأصباغ فقط في Rhodophyceae و Cyanophyceae ، والتي تمتص وتنقل الطاقة الضوئية إلى مركز التفاعل. تحتوي البلاستيدات الخضراء أيضًا على أجسام بروتينية ، تُعرف باسم البيرينويدات. يؤدونها لتجميع وتخزين النشا.

احتياطي الطعام

الغذاء الأساسي الاحتياطي لخلايا الطحالب هو الكربوهيدرات. تحتوي الطحالب المختلفة على أنواع مختلفة من الكربوهيدرات الاحتياطية. تحتوي الطحالب الخضراء (Chlorophyceae) على النشا ، والطحالب البنية (Phaeophycea) تحتوي على laminarin ، و mannitol ، والطحالب الصفراء الذهبية (Chlorophytes) تحتوي على volutin ، والطحالب الحمراء (Rhodophyceae) تحتوي على النشا الفلوريدي كغذاء احتياطي. إلى جانب ذلك ، تحتوي هذه الطحالب على زيت ودهن ، ليوكوسين ، باراميلوم كغذاء احتياطي.

ملاحظات ختامية

الطحالب هي مجموعة متنوعة ومألوفة لدى معظم الناس. يلعبون دورًا مهمًا في بيئة المياه العذبة ويعملون كقاعدة لسلسلة الغذاء المائية التي تدعم جميع مصايد الأسماك في المياه الداخلية والمحيطات. كما أنها تزيل العناصر الغذائية الزائدة والملوثات من المياه التي تتحكم في التخثث. في بعض الحالات ، يمكن أن يتسبب النمو المفرط للطحالب في آثار ضارة على البيئات المائية.


الطيور والثدييات

يزور الشاطئ الصخري أيضًا العديد من الطيور والثدييات البحرية كمكان للراحة والتدفئة والتكاثر. تستخدم العديد من أنواع الطيور البحرية ، مثل طيور البطريق والأشجار والأطيش وطيور القطرس ، الشاطئ الصخري كمنطقة تعشيش وتجفيفها وتدفئتها بعد السباحة الباردة. إذا كنت محظوظًا بما يكفي للعيش أو زيارة منطقة بها فقمات أو أسود البحر ، فمن المحتمل أنك ستجدهم يستمتعون بأشعة الشمس على الشاطئ الصخري ، ويدفئون بعد السباحة الباردة.


كيف يمكن للطحالب أن تقلل بشكل مستدام من تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي

شعاع مصنوع من الجرانيت المقوى بألياف الكربون هو حاملة مثل الفولاذ وخفيف مثل الألمنيوم ومتين للغاية. الائتمان: Kolja Kuse / TechnoCarbonTechnologies

بالتعاون مع زملائه الباحثين ، طور الكيميائيون في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) عملية يمكن ، وفقًا للحسابات الأولية ، أن تسهل اقتصاديًا إزالة غازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. يقر أحدث تقرير عن المناخ العالمي (التقرير الخاص للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ بشأن الاحترار العالمي عند 1.5 درجة مئوية) بالأهمية العالمية لهذه العملية.

هناك حاجة ماسة لاتخاذ إجراءات إذا أريد التخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى حد معقول. في هذا السياق ، يغمز تقرير المناخ العالمي الحالي بتكنولوجيا طورها الكيميائيون في جامعة ميونيخ التقنية. من خلال فتح خيار لمصرف الكربون الصافي ، تعالج هذه التقنية مشكلة ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي في الجذر.

تقوم الطحالب بتحويل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أو محطات توليد الطاقة أو عوادم معالجة الصلب إلى زيت الطحالب. في خطوة لاحقة ، يتم استخدام هذا بعد ذلك لإنتاج ألياف الكربون القيمة - اقتصاديًا ، كما تظهر التحليلات الأولية.

عملية مناخية محايدة

قام البروفيسور توماس بروك وفريقه بعمل أساسي تقني مهم في مركز زراعة الطحالب التابع للجامعة التقنية في ميونيخ. لا تنتج الطحالب التي تم فحصها في المركز الوقود الحيوي فحسب ، بل يمكن أيضًا استخدامها لإنتاج ألياف البولي أكريلونيتريل (PAN) بكفاءة. ثم تقوم طاقة العواكس الشمسية المكافئة بشحن ألياف PAN لإنتاج ألياف الكربون في ثاني أكسيد الكربون2- بطريقة محايدة.

يمكن نشر ألياف الكربون لإنتاج مواد خفيفة الوزن وعالية القوة. في نهاية دورة حياتها ، يمكن تخزين ألياف الكربون في طبقات الفحم الفارغة ، وإزالة مكافئ ثاني أكسيد الكربون المرتبط بها بشكل دائم من الغلاف الجوي.

الرئيس الفرنسي إيمانويل ماكرون في مؤتمر الأمم المتحدة لتغير المناخ 2017 في بون مع عينة من حامل الجرانيت المقوى بألياف الكربون. الائتمان: ستيفان سافاريس / TechnoCarbonTechnologies France

نموذج اقتصادي صديق للمناخ

زميل بروك البروفيسور أوي أرنولد و Dipl.-Ing. قام Kolja Kuse أيضًا بفحص الجوانب الاقتصادية والتطبيقات الفنية والأثر البيئي للعملية بأكملها. يقول أرنولد: "هذا نموذج اقتصادي جديد وصديق للمناخ ، نجمع فيه بذكاء بين العمليات القياسية والابتكارات".

يقول كوس: "عندما تصنع البلاستيك من ثاني أكسيد الكربون ، فإنه يتم إعادته سريعًا إلى الغلاف الجوي من خلال محطات حرق النفايات بعد بضع سنوات من الاستخدام". "مع التخزين الآمن النهائي ، نزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لآلاف السنين. وهذا أيضًا يجعل العملية متفوقة بشكل واضح على احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) في باطن الأرض."

لا تختلف ألياف الكربون من الطحالب عن الألياف التقليدية وبالتالي يمكن استخدامها في جميع العمليات الحالية. يمكن أن يكون مجال التطبيق المهم الآخر هو صناعة البناء ، والتي تمثل نسبة كبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.

يمكن أن تحل ألياف الكربون محل الفولاذ الهيكلي في مواد البناء. بفضل قوتها ، فإنها توفر الأسمنت ، ويمكن حتى استخدام الجرانيت المقوى بألياف الكربون لإنتاج عوارض لها نفس قدرة تحمل الأحمال مثل الفولاذ ولكنها خفيفة الوزن مثل الألمنيوم.

منشأة AlgaeTec التابعة لـ TUM في حرم Ludwig Bölkow ، جنوب ميونيخ. الائتمان: Andreas Heddergott / TUM

مزارع الطحالب بحجم الجزائر

يخطط بروك الآن لتحسين تكنولوجيا الطحالب. من الممكن تصور مصانع كبيرة الحجم في جنوب أوروبا وشمال إفريقيا. يقول Brück: "يمكن تطوير النظام بسهولة ليشمل مناطق كبيرة". "المصانع التي ستغطي معًا حجم الجزائر ستعوض عن ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات من النقل الجوي ".

يرفض بروك أي إيحاء بأن التكنولوجيا ستتنافس مع الاستخدام الزراعي للأرض ، كما هو الحال مع الغاز الحيوي. "تنمو طحالب المياه المالحة في المناطق المشمسة. في شمال إفريقيا ، على سبيل المثال ، هناك مساحات شاسعة من الأراضي حيث الزراعة لا معنى لها."


أين توجد الطحالب؟

تم العثور على طحالب المياه العذبة تنمو تحت الماء على الصخور والطين في الجداول والأنهار. عادة ما تكون أكثر وفرة في التيارات الأبطأ منها في الأنهار سريعة التدفق. ديديمو ، طحلب الآفات الغريبة المعروف باسم "الصخرة الصخرية" ، هو أحد الأنواع القليلة التي تنمو بشكل جيد في الأنهار السريعة. ومع ذلك ، حتى didymo لا يستطيع تحمل مياه الفيضانات المضطربة.


جومفونيس


تزهر الطحالب الضارة

تحدث تكاثر الطحالب الضارة (HABs) عندما تنمو الطحالب - وهي كائنات ضوئية بسيطة تعيش في البحر والمياه العذبة - خارج نطاق السيطرة وتنتج آثارًا سامة أو ضارة على الناس والأسماك والمحار والثدييات البحرية والطيور. هناك العديد من أنواع تكاثر الطحالب الضارة ، التي تسببها مجموعة متنوعة من مجموعات الطحالب ذات السموم المختلفة. عادة ما تكون HABs في المياه العذبة والبحرية مختلفة جدًا ، ولكنها تتداخل في مصبات الأنهار المنخفضة الملوحة (الأماكن التي تلتقي فيها الأنهار بالبحر). الأمراض البشرية التي يسببها تكاثر الطحالب الضارة ، على الرغم من ندرتها ، يمكن أن تكون منهكة أو حتى قاتلة. لدى الدول برامج مراقبة صارمة لضمان أن الأسماك والمحاريات التي يتم حصادها تجاريًا آمنة للأكل. تم الإبلاغ عن تكاثر الطحالب الضارة في كل ولاية ساحلية بالولايات المتحدة ، وقد يكون حدوثها في ازدياد. تعد تكاثر الطحالب الضارة مصدر قلق وطني لأنها لا تؤثر فقط على صحة الناس والنظم الإيكولوجية البحرية ، بل تؤثر أيضًا على "صحة" الاقتصادات المحلية والإقليمية.

المعلومات الإقليمية

خليج المكسيك / فلوريدا

بحيرات عظيمة

الساحل الغربي / ألاسكا

الساحل الشرقي

مصادر ازدهار الطحالب الضارة

نظام مراقبة ازدهار الطحالب الضارة

توقعات NOAA HAB

كيف نتوقع تكاثر الطحالب الضارة؟

ما هو المد الأحمر؟

كل شيء عن تكاثر الطحالب الضارة

بحوث HAB

أسئلة مكررة

ما هو تكاثر الطحالب الضارة؟

تعد الطحالب جزءًا مفيدًا من البيئات الطبيعية وقليل منها ضار. يمكن أن تحدث تكاثر الطحالب الضارة (HABs) في المسطحات المائية العذبة والبحرية (المالحة) والقليلة الملوحة (مزيج من المياه العذبة والمالحة) حول العالم. تسببها كائنات حية متنوعة ، بما في ذلك العوالق النباتية السامة والضارة ، والبكتيريا الزرقاء ، والطحالب القاعية ، والطحالب الكبيرة. تنتج بعض أنواع تكاثر الطحالب الضارة سمومًا لها آثار ضارة على البشر والأسماك والثدييات البحرية والطيور. تختلف السموم التي تنتجها الطحالب باختلاف الأنواع والمنطقة ، وتؤثر على الكائنات الحية بطرق مختلفة. تختلف أنواع تكاثر الطحالب الضارة وتأثيراتها بشكل كبير من منطقة إلى أخرى. تتوفر معلومات عن الآثار الصحية لتكاثر الطحالب الضارة على الحيوانات البحرية والمحار والأشخاص من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ومؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات ومراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.

ما هو الفرق بين HAB البحرية والمياه العذبة؟

الطحالب هي الجزء السفلي من السلسلة الغذائية في جميع البيئات الطبيعية. القليل فقط ضار. يمكن أن تحدث تكاثر الطحالب الضارة في المسطحات المائية العذبة والبحرية (المالحة) والمالحة (مزيج من المياه العذبة والمالحة) حول العالم. تسببها كائنات حية متنوعة ، بما في ذلك العوالق النباتية السامة والضارة ، والبكتيريا الزرقاء ، والطحالب القاعية ، والطحالب الكبيرة.

غالبًا ما تكون البكتيريا الزرقاء ، وهي نوع من بكتيريا التمثيل الضوئي تُعرف أيضًا باسم الطحالب الخضراء المزرقة ، هي سبب تكاثر الطحالب في المياه العذبة وأحيانًا في المياه البحرية. كما يوحي الاسم ، غالبًا (ولكن ليس دائمًا) يغير لون الماء باللون الأخضر الفاتح أو الأزرق والأخضر ويشكل حثالة. تعمل مجموعة من العوامل البيئية مثل وجود العناصر الغذائية ودرجات الحرارة الدافئة والكثير من الضوء على تشجيع الزيادة الطبيعية في أعداد البكتيريا الزرقاء. تنتج البكتيريا الزرقاء سمومًا متعددة ، بما في ذلك سموم الكبد والأعصاب والجلد ، والتي يمكن أن تؤثر على صحة الإنسان والحيوان. أكثر سموم البكتيريا الزرقاء شيوعًا في الولايات المتحدة هي ميكروسيستين ، وهي مجموعة من سموم الكبد يمكن أن تسبب أمراضًا معدية معوية عند البشر ، ونفوق الحيوانات الأليفة والماشية والحياة البرية.

وبدلاً من ذلك ، فإن السوطيات الدينوفلاجيلية والدياتومات ، وهي أنواع مختلفة من العوالق النباتية ، هي أكثر أنواع HAB شيوعًا في المياه البحرية والمياه معتدلة الملوحة ، بما في ذلك مصبات الأنهار. بعض هذه الإزهار تلون الماء بدرجات مختلفة من الأحمر والبني وبعضها يتلألأ بيولوجيًا. في حين تبين أن أسباب أحداث تكاثر الطحالب الضارة البحرية الفردية تختلف عبر السنوات والمواقع ، فقد تساعد مدخلات المغذيات في الحفاظ على الحدث بمجرد وصول الإزهار إلى الخط الساحلي. تنتج بعض أنواع دينوفلاجيلات الخراجات ، وهي نائمة و ldquoseeds & rdquo التي تتشكل أثناء الإزهار وقادرة على العيش في ظروف قاسية. عندما تستأنف الظروف المواتية ، تتمزق الأكياس وتنبت وتملأ عمود الماء بجيل جديد من الخلايا النشطة ضوئيًا والمهيأة لإزهار آخر. ينتج تكاثر الطحالب الضارة البحرية سمومًا قد تؤدي إلى تسمم المحار السام للأعصاب ، وتسمم المحار بفقدان الذاكرة ، وتسمم المحار الإسهال ، وتسمم السيجواتيرا في الأسماك ، وتهيج الجهاز التنفسي لدى البشر ، أو تلوث المحار. تؤثر بعض أنواع تكاثر الطحالب الضارة البحرية أيضًا على الجهاز العصبي المركزي للأسماك والثدييات البحرية والطيور.

في كل من بيئات المياه العذبة والبحرية ، هناك أيضًا تكاثر الطحالب الضارة التي لا تؤثر بشكل مباشر على البشر ولكنها يمكن أن تقتل الأسماك والمحار واللافقاريات أو تسبب تأثيرات أخرى على النظام الإيكولوجي مثل تظليل النباتات المائية المغمورة أو اختناق الشعاب المرجانية أو التسبب في استنفاد الأكسجين في الماء . على سبيل المثال ، قد تتسبب الطحالب الذهبية والمد البني في نفوق الأسماك في المياه العذبة ، مما يؤدي إلى العديد من التأثيرات على النظام البيئي في مصبات الأنهار.

هل HAB في ولايتي هو نفسه الموجود في فلوريدا؟

تختلف أنواع تكاثر الطحالب الضارة والسموم التي تنتجها والآثار التي تسببها اختلافًا كبيرًا من منطقة إلى أخرى. تعد تكاثر الطحالب الضارة تهديدًا متعدد الأوجه مع عوامل بيئية مختلفة تؤدي إلى انتشار أنواع مختلفة من الطحالب ، فضلاً عن وجود أو عدم وجود السموم. تشمل هذه العوامل الظروف الفيزيائية والبيولوجية التي تؤثر على نمو طحالب الطحالب الضارة ومثابرتها ، بما في ذلك ضوء الشمس ودرجة حرارة الماء والمغذيات والملوحة ، وكذلك سرعة واتجاه تيارات الرياح والمياه. تعرف على المزيد حول HABs المحددة والموارد المتاحة حيث تعيش من صفحات HAB الإقليمية الخاصة بنا.

كيف تتنبأ NOAA بتكاثر الطحالب الضارة؟

يوفر نظام مراقبة الطحالب الضارة من NOAA منتجات لخليج مين وبحيرة إيري وفلوريدا ولويزيانا ونورث كارولينا. تحدد منتجات المراقبة هذه موقع ومدى الازدهار وتعتمد على صور الأقمار الصناعية والملاحظات الميدانية والنماذج وتقارير الصحة العامة وبيانات العوامات لتوفير معلومات عن أحداث التفتح.

بالإضافة إلى ذلك ، تتوفر نشرات NOAA و rsquos Harmful Algal Bloom لنظام التنبؤ التشغيلي وتقارير الحالة لخليج المكسيك وبحيرة إيري. تنبه تنبؤات ونشرات HAB مديري السواحل إلى الإزهار قبل أن تؤدي إلى أضرار جسيمة وتحديد مخاطر تهيج الجهاز التنفسي في المقاطعة خلال الأيام القادمة. تحدد التوقعات قصيرة المدى (مرة أو مرتين في الأسبوع) أي الأزهار قد تكون ضارة ، وأين توجد ، ومدى حجمها ، والمكان الذي من المحتمل أن تتجه إليه. تتنبأ التنبؤات الموسمية طويلة المدى بحدة تكاثر الطحالب الضارة لموسم الإزهار في منطقة معينة. توفر النشرات لصانعي القرار تحليلاً أكثر تعمقًا لموقع الإزهار الحالي والآثار المبلغ عنها ، بالإضافة إلى تنبؤات بالتطور المحتمل والتكثيف والنقل والتأثيرات المرتبطة بالأزهار.

تمول الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) الباحثين والوكالات المحلية في مناطق أخرى من الولايات المتحدة لتطوير أنظمة جديدة للتنبؤ والمراقبة ، بما في ذلك خليج مين وساحل وسط وجنوب كاليفورنيا وشمال غرب المحيط الهادئ.

ما هي المناطق المعرضة لتكاثر الطحالب الضارة؟

تحدث تكاثر الطحالب الضارة في جميع مياه الولايات المتحدة. وفقًا لقانون ازدهار الطحالب الضارة ونقص الأكسجة وقانون التحكم ، فإن NOAA لديها صلاحيات على HABs في البيئات البحرية ، بينما تركز وكالة حماية البيئة على HABs في المياه العذبة التي تحدث في جميع الولايات الأمريكية. تشترك NOAA و EPA في السلطة على البحيرات العظمى فيما يتعلق بـ HABs. قم بزيارة صفحة التنبؤ البيئي NOAA للاطلاع على التنبؤات البيئية & quotspots & quot في البيئات البحرية / الساحلية أو منطقة البحيرات العظمى ، أو حدد منطقة في الجزء العلوي من هذه الصفحة لمعرفة المزيد حول الموارد الخاصة بالمنطقة.

إلى متى يستمر حدث HAB؟

تعتمد مدة حدث HAB على عدد من العوامل ولا يمكن التنبؤ بها مسبقًا. على سبيل المثال ، يمكن أن يستمر المد الأحمر في فلوريدا من بضعة أسابيع إلى أكثر من عام. حتى أنها قد تهدأ ثم تتكرر. تعتمد مدة الإزهار على الظروف الفيزيائية والبيولوجية التي تؤثر على نموه واستمراره ، بما في ذلك ضوء الشمس ودرجة حرارة الماء والمغذيات والملوحة ، وكذلك سرعة واتجاه تيارات الرياح والمياه.

هل يمكن إيقاف HAB؟

يمكن إيقاف HABs & rsquot ولكن يتم حاليًا التحقيق في طرق التحكم. في أوائل العقد الأول من القرن الحالي ، مولت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) دراسات لاختبار استخدام الطين للسيطرة على المد الأحمر. منذ ذلك الوقت ، تم تطوير أنواع مختلفة من الطين لها تأثيرات بيئية أقل وهي في المراحل الأولية من الاختبار. تتضمن هذه الطريقة معدنًا طينيًا معدلًا ، والذي ، عندما يتشتت في سطح المحيط ، يرتبط بخلايا المد الأحمر والسموم التي تنتجها وتنقلها إلى قاع البحر حيث يتم دفنها في النهاية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم اختبار العديد من طرق التحكم الأخرى. على سبيل المثال ، يبحث المهندسون في Nano Air Bubble Aeration System Technology عن طريقة مستدامة بيئيًا للتخلص من طحالب المياه العذبة الضارة وسمومها. تستخدم هذه الطريقة فقاعات نانوية - فقاعات أصغر من عرض شعرة إنسان - لتهوية المسطحات المائية وإنشاء الأوزون الذي يساعد على إذابة الطحالب الضارة.

مثال آخر هو فحص عامل المكافحة الكيميائية المعزول من أنواع البكتيريا التي قد توفر آلية لوقف نمو أنواع معينة من تكاثر الطحالب السامة السامة مع عدم وجود آثار سلبية على أنواع أخرى.

كيف يمكنك معرفة ما إذا كان من الآمن الذهاب إلى الشاطئ أو حصاد المحار أثناء HAB؟

قد تتأثر بعض مناطق الشاطئ أكثر من غيرها أثناء حدث تكاثر الطحالب الضارة. تحقق من إدارات الصحة المحلية والمواقع الحكومية المحلية للحصول على أحدث المعلومات حول أحداث HAB والسلامة. إذا كنت تعاني من حالة تنفسية مزمنة ، فتجنب الشواطئ أثناء أحداث تكاثر الكبد.

ماذا تفعل إذا رأيت حيوانات برية مصابة أو مريضة أو تقطعت بهم السبل أو ميتة؟

لا تلمس أو تحاول إنقاذ أي حيوان يبدو أنه متأثر بتكاثر الطحالب الضارة. يعد الإبلاغ عن حيوان مريض أو مصاب أو متشابك أو تقطعت به السبل أو ميتًا هو أفضل طريقة للتأكد من أن المستجيبين المحترفين والعلماء يعرفون ذلك ويمكنهم اتخاذ الإجراء المناسب. يتم تدريب العديد من المنظمات في جميع أنحاء البلاد وعلى استعداد للاستجابة. إذا رأيت حيوانًا ثدييًا أو سلحفاة بحرية مريضة أو مصابة أو عالقة أو ميتة ، فاتصل على الفور بشبكتك المحلية التي تقطعت بها السبل. قم بزيارة موقع NOAA Fisheries واتبع التعليمات. يمكنك أيضًا استخدام تطبيق Fisheries & rsquo Dolphin and Whale 911 لأجهزة Apple للإبلاغ عن حيوان ثديي بحري تقطعت به السبل.

كيف يمكن أن تؤثر تكاثر الطحالب الضارة على الحيوانات الأليفة؟

بسبب سلوكها ، تكون الكلاب أكثر عرضة من البشر للتسمم البكتيري الأزرق ، والذي يوجد عادة في أجسام المياه العذبة وبعض مصبات الأنهار. عند وجود السموم ، يمكن أن تتعرض الكلاب للسموم عن طريق شرب الماء ، وأكل الحصائر المغسولة أو حثالة البكتيريا الزرقاء السامة ، وملامسة الجلد للماء. Dogs are often attracted to algal scum odors. After leaving the water, dogs can also be poisoned by grooming their fur and paws. If your dog has been swimming in a lake or pond with a suspected or identified HAB, closely monitor your dog for any signs of cyanobacterial poisoning and be sure to rinse the dog with clean water. Signs of poisoning can occur within 30 minutes to a few hours after exposure, depending on the size of the dog, the type of toxin, the toxin concentration, and how much toxin the dog has ingested. In severe cases, dogs can show signs of cyanobacterial poisoning within a few minutes and can die within an hour of toxin exposure. NOAA's National Centers for Coastal Ocean Science provides additional information and resources for protecting your dog from HABs.

Although there is not a large body of data, there are reports of other HABs affecting dogs. As a precaution, do not allow dogs to swim in discolored water, roll in or eat algae piled on the beach, or run and play on beaches where humans are experiencing respiratory problems.


Bibliography

Friedman, W. E., and S. K. Floyd. "The Origin of Flowering Plants and Their Reproductive Biology." تطور 55 (2001): 217�.

Iwatsuki, K., and P. H. Raven, eds. Evolution and Diversification of Land Plants. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1997.

Kenrick. P., and P. R. Crane. "The Origin and Early Evolution of Plants on Land." طبيعة سجية 389 (1997): 33�.

Pryer, K. M., et al. "Horsetails and Ferns Are a Monophyletic Group and the Closest Living Relatives to Seed Plants." طبيعة سجية 409 (2001): 618�.

Qiu, Y. L., et al. "The Earliest Angiosperms: Evidence from Mitochondrial, Plastid, and Nuclear Genomes." طبيعة سجية 402 (1999): 404�.

Raven, Peter H., Ray F. Evert, and Susan E. Eichhorn. Biology of Plants, الطبعة السادسة. New York: W. H. Freeman and Company, 1999.

Stewart, W. N., and G. W. Rothwell. Paleobotany and the Evolution of Plants, الطبعة الثانية. Cambridge: Cambridge University Press, 1993.

Sun, G., et al. "In Search of the First Flower: A Jurassic Angiosperm, Archaefructus, from Northeast China." علم 282 (1998): 1692�.


شاهد الفيديو: مزرعة الطحالب وكيف تعيش. תוכנית החוקר הצעיר. معهد saba (كانون الثاني 2022).