VIP ►◄ مقالات زیست ►◄

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

سلول عصبی


مقدمه
بافت عصبی در واقع از مجموعه‌ای از سلولهای عصبی یا نورون و سلولهای گلیا تشکیل شده است. نورونها دارای اشکال و اندازه‌های مختلفی می‌باشند. با این حال هر نورون از سه قسمت پریکاریون ، اکسون و دندریت تشکیل شده است. اکسون غالبا استطاله واحدیست ولی گاهی دارای زواید جانبی به نام کلاترال می‌باشد. بر اساس نقطه خروج زواید از پریکاریون می‌توان نورونها را به یک قطبی ، دو قطبی و چند قطبی تقسیم نمود. نورونهای یک قطبی را می‌توان در گانگلیونهای نخاعی مشاهده نمود.

نورونهای دو قطبی اکسون و دندریتها از دو نقطه متقابل از پریکاریون خارج می‌گردند. این گونه نورونها در لایه میانی قشر مخچه یافت می‌شوند. پریکاریون آنها بطری شکل است از یک قطب آن دندریت واحدی خارج می‌شود و سپس به شکل شاخه‌های درخت منشعب می‌گردد.
پریکاریون
اندازه پریکاریونها متفاوت است (بین 4 الی 135 میکرون) اشکال آن کروی ، ستاره‌ای ، هرمی و گاه گلابی است. احتمالا در قشر مخ تنها 14 میلیارد نورون وجود دارد. نورونها معمولا دارای هسته‌های درشت‌اند که درون آنها یک یا چند هستک وجود دارند. نورونها علاوه بر اندامکهای متداول سیتوپلاسمی مانند دستگاه گلژی ، میتوکندری دارای ویژگیهایی نیز می‌باشند مانند وجود ذرات نیسل در پریکاریون و دندریتهاست که اجسامی بازوفیلیک محسوب می‌شوند.

مقدار این ذرات در سلولهای حرکتی بیش از سلولهای حسی است. ویژگی دیگر وجود تارهای نوروفیبریل در سیتوپلاسم دندریتها و اکسونهاست. اعتقاد بر این است که نورفیبریلها به انتقال مواد مثل یونها و متابولیتها کمک می‌کنند. نورونها گاه محتوی رنگدانه‌هایی می‌باشند مانند آهن در هسته گلوبوس پالیدوس و همچنین در هسته قرمز.

جایگاه پریکاریون
نورونها و یا فقط پریکاریون آنها اغلب به صورت متراکم داخل گرههای عصبی یا گنگلیونها قرار دارند. این گرهها هم در سیستم عصبی محیطی به نام گانگلیونهای حسی نخاعی- مغزی و با گنگلیونهای حرکتی احشایی و هم درون سیستم عصبی مرکزی به نام هسته وجود دارند.
گانگلیونها
اندازه گانگلیونها و هم چنین تعداد نورونهای هر گانگلیون بسیار متفاوت است (از چند نورون تا 50 هزار).هر گانگلیون درون کپسولی متشکل از بافت همبند محصور می‌باشد. از کپسول مزبور انشعاباتی به داخل گنگلیونها پیش می‌روند و آن را به بخشهایی تقسیم می‌کنند. گانگلیونهای نخاعی را می‌توان به صورت برجستگیهای کروی یا دوکی شکل بر سر راه ریشه خلفی اعصاب نخاعی مشاهده نمود. گانگلیونهای خودکار به دو صورت دو ستون فقرات قرار دارند.
تارهای عصبی (اکسونها)
تارهای عصبی در مهره‌داران به دو نوع قطور (25 - 1 میکرون) و نازک (کمتر از 1 میکرون) تقسیم می‌شوند. تارهای قطور به یک یا چند غلاف مجهزاند. معمولا سلولهای شووان تمام اکسونهای محیطی را می‌پوشانند این سلولها اغلب با یک نظم خاصی همانند شیرینی رولت در اطراف اکسونها پیچیده شده‌اند. علاوه بر غلاف شووان ممکن است اکسونها دارای پوششی از چربی تشکیل یافته است منکسر کننده نور می‌باشد و سفید رنگ است.

گره‌های رانویه
میلین در فواصل منظم 0.5 - 0.1 میلیمتر قطع می‌گردد و بریدگیهایی موسوم به گرههای رانویه را ایجاد می‌کند. سلولهای شووان که سازنده میلین محسوب می‌شوند روی میلین قرار می‌گیرند. تارهای میلین‌دار فاقد سلولهای شووان در ماده سفید مراکز عصبی فراوان یافت می‌شوند. از دیدگاه میکروسکوپ الکترونی میلین یک ماده نامنظم و فاقد ساختمان نیست بلکه می‌توان آن را به عنوان لایه‌های متحدالمرکز غشای سلولهای شووان تلقی کرد.
نقش سلولهای شووان
سلولهای شووان در ترمیم اکسونهای قطع شده نقش مهمی را به عهده دارند. هم چنین به هنگام بروز جراحات و آسیب بافتی با عمل فاگوسیتوز (بیگانه خواری) به پاکسازی بافت عصبی می‌پردازند. عمل سلولهای شووان در داخل سیستم عصبی مرکزی به عهده سلولهای گلیال دیگری به نام الیگودندروسیت می‌باشد زیرا که دستگاه عصبی مرکزی فاقد سلولهای شووان است. بنابراین عوامل سازنده میلین در سیستم عصبی مرکزی الیگودندروسیتها هستند.
اندازه قطر اکسونها
قطر اکسونها از لحاظ تعیین سرعت انتقال جریان عصبی بسیار مهم می‌باشند. در سیستم عصبی بایستی پاره‌ای از سیگنالها به سرعت به مراکز منتقل گردند و در برخی حالات نیازی به تسریع انتقال جریان عصبی وجود ندارد. حداکثر سرعت جریان عصبی 120m/sec و حداقل 0.5m/sec می‌رسد. برای تعیین رابـ ـطه بین سرعت جریان و قطر اکسونها از نوعی تقسیم بندی تارهای عصبی به گروه C,A استفاده می‌کنند.

گروه A خود دارای چهار زیر گروه α وβ و δ وσ می‌باشد. این گروه از تارهای میلین‌دار تشکیل شده است و قطر تارهای آن بین 20 - 1 میکرون نوسان دارد. گروه C فقط شامل یک دسته تار عصبی به قطر 2 - 0.5 میکرون نوسان دارد. گروه C فقط شامل یکدسته تار عصبی به قطر 2- 5/0 میکرون است و در ضمن فاقد میلین می‌باشد.
خواص نورون
نورونها با داشتن ساختار ویژه برای کاری که انجام می‌دهند سازگاری حاصل کرده‌اند. تحـریـ*ک پذیری ، هدایت پیام عصبی و انتقال پیام عصبی سه ویژگی عمده نورونها هستند.

تقسیم بندی نورونها
نورونها را بر حسب اینکه پیام عصبی را در چه جهتی هدایت کنند به دو گروه نورونهای حسی ونورنهای حرکتی تقسیم می‌کنند. نورونهای حسی دندریت بلند و اکسون کوتاه دارند و پیامهای عصبی را از گیرنده‌های حسی به سمت مراکز عصبی هدایت می‌کنند و نورونهای حرکتی اکسون بلند و دندریت کوتاه دارند و پیامها را به اندامهای واکنش مانند ماهیچه‌ها و غده‌ها می‌رسانند.
بافت همراه نورون
سیستم عصبی علاوه بر نورون شامل سلولهای دیگری است که بر اعمال حفاظتی و تغذیه‌ای نورون شرکت دارند اما در نقل و انتقال جریان عصبی دخالت مستقیمی ندارند. بافت همراه یا نوروگلی عامل پیوند اجزای متشکل بافت عصبی در سیستم مرکزی و محیطی است. نوروگلی را می‌توان به سلولهای درشت و یا ریز تقسیم نمود. از جمله سلولهای درشت آستروسیتها و الیگودندروسیتها هستند. آستروسیتها در ترمیم و استحکام بافت عصبی و جدا نمودن تارها از هم و متابولیسم نقش دارند و الیگودندروسیتها در تولید میلین نقش دارند و سلولهای ریز نوروگلی خاصیت بیگانه خواری دارند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

جذب عناصر معدنی در گیاهان


دید کلی
عناصر غذایی معدنی ، مرتبا بین موجودات زنده و محیط زندگیشان در گردش هستند. جذب و اسیمیلاسیون مواد معدنی بوسیله گیاهان مرحله‌ای کلیدی در چرخش مواد معدنی در داخل بیوسفر است. گیاهان معدنچیان زمین بوده و از این طریق مواد غیر آلی ضروری برای رشد و تکثیر سایر موجودات را فراهم می‌سازند. ورود عناصر غذایی معدنی به بیوسفر ، از طریق سیستم ریشه گیاهان صورت می‌گیرد. بنابراین گسترش زیاد سطح ریشه و نیز توانایی ریشه در جذب غلظتهای مختلف مواد غذایی معدنی خاک در فرایند جذب عناصر بسیار موثر هستند.

منطقه جذب مواد معدنی در گیاهان
جذب مواد محلول در خاک ، در جلبکها بوسیله کلیه سلولها و در گیاهان عالی ، حتی در نمونه‌هایی از آنها که در آب زندگی می‌کنند، بوسیله ریشه‌ها و به کمک تارهای کشنده صورت می‌گیرد. گیاهان انگل که مکینه‌های خود را در سلولهای گیاه میزبان وارد کرده و مواد غذایی خود را از این راه تامین می‌کنند از این قاعده مستثنی هستند.

در عین حال ، ترکیبات محلول از طریق برگ و یا بوسیله سایر اندامهای هوایی ، در گیاهان زمینی ریشه‌دار نیز به هیچوجه قابل اغماض نیست و آب باران که همیشه محتوی مقدار ناخالصی از مواد محلول است می‌تواند از خلال لایه کوتیکول عبور کند. در بعضی حالات مخصوصا در موقعی که پدیده ناسازگاری مواد با یکدیگر ، جذب این مواد را از طریق ریشه دچار اشکال می‌کند، تغذیه از طریق برگ نتایج ارزنده‌تری به بار می‌آورد.
شکل واقعی عناصر در هنگام جذب
عناصر موجود در محیط غذایی خاک پس از یونیزاسیون جذب گیاهان شده و اشکال فلزی آنها به همان صورت مورد استفاده گیاهان قرار نمی‌گیرند. مثلا اگر احتیاجات گیاهان را نسبت به پتاسیم مورد توجه قرار دهیم این احتیاجات بوسیله کاتیونهای پتاسیم تامین می‌شود که از تفکیک یونی KCl بوجود می‌آید. یونها جذب ذرات کلوئیدی موجود در محیط خاک شده به صورت رونشینی در سطح خارجی آنها قرار می گیرند. در این صورت مبادله یون بین ذرات کلوئیدی مختلف انجام پذیر بوده و این یونها می‌توانند تدریجا از ذرات کلوئیدی جدا شده و وارد ساختمان گیاه شوند.

بعضی از عناصر در خاک مانند آهن به سرعت به صورت غیر محلول درمی‌آیند و در این صورت نمی‌توانند جذب گیاهان شوند. برای رفع این اشکال ، به محیط خاک مواد همبند کننده مانند اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) اضافه می‌کنند تا این عناصر را دربر گرفته و آنها را به صورت محلول نگه دارند. در داخل خاک ، اسیدهای هومیک و سایر بقایای موجودات زنده از موثرترین مواد همبند کننده بوده و نقش آنها در تغذیه آهن اساسی است. از مواد همبند کننده جهت کشت گیاهان در محیط مایع و یا جهت کشت قطعات بافتها و یا اندامها در محیطهای مصنوعی استفاده می‌شود.
راههای عبور یونها در داخل گیاهان
حرکت یونها در داخل بافتها ، حرکت آب ، از واکوئل یک سلول به واکوئل سلول دیگر صورت گرفته و این خط سیر که راه اصلی حرکت یونها محسوب می‌شود راه درون سیتوپلاسمی نامیده می‌شود. البته یونها از سیتوپلاسم و ورود آنها به سیتوپلاسم سلول مجاور را نیز نباید از نظر دور داشت. راه فرعی دیگر ، راهی است برون سیتوپلاسمی که از دیواره اسکلتی سلولها و فضاهای بین سلولی می‌گذرد. اهمیت این راه کمتر از راههای دیگر بوده و در محل آندودرم (آخرین لایه پوست و نزدیک آوندها) به دلیل وجود دیواره غیر قابل نفوذ به نام کاسپاری به بن‌بست منتهی می‌شود.
اختصاصات فیزیولوژیک جذب
حفظ حالت تورژسانس
سلولهای گیاهی دائما در حالت تورژسانس و در مواردی که نیروی اسمزی محیط زندگی آنها ناگهان تغییر می‌کند به تکاپو می‌افتند و برتری نیروی اسمزی واکوئلی را بر نیروی اسمزی محیط مجددا برقرار می‌سازند. اگر سلول تارکشنده را در نظر بگیریم که جذب در ریشه توسط آنها صورت می‌گیرد، این سلول باید دارای نیروی اسمزی بیشتری نسبت به محیط خاک باشد تا بتواند آب و املاح را از خاک جذب کند، زیرا فرایند جذب از محیط دارای نیروی اسمزی کمتر به محیط دارای نیروی اسمزی بالاتر صورت می‌گیرد.

انتخاب در جذب مواد
انتخاب خاصیتی است که بر اساس آن یک سلول از میان عناصر موجود در محیط ، تعدادی را جذب و حتی در خود ذخیره کرده و یا برعکس تعدادی را به مقدار خیلی کم جذب می‌کند. اگر آنیونها و کاتیونها را از نظر قابلیت نفوذ در ریشه گیاهان با یکدیگر مقایسه کنیم می‌بینیم که سرعت نفوذ آنها اساسا تابع شرایط و مخصوصا PH آن است. سرعت نفوذ مواد در سلولهای تارهای کشنده با درشتی ذرات جذب شده نسبت معکوس دارد. یکسان نبودن سرعت نفوذ مواد مختلف در سلول سبب می‌شود که PH شیره واکوئلی به مخاطره افتاده و تغییر کند که در این صورت سلول با ازدیاد اسیدهای آلی ، این مشکل را برطرف می‌کند.
عوامل موثر بر جذب مواد
اثر عوامل داخلی بر جذب مواد
نیمه تراوا بودن غشای پلاسمایی سلولها و همچنین قابلیت سلولها در انباشته کردن و یا انتخاب مواد از علایم بارز زنده بودن سلولها بوده و پس از مرگ آنها تغییر می‌کند. ایجاد زخم در سلولهای گیاهی قابلیت نفوذ آنها را تغییر می‌دهد. قابلیت نفوذ سلولها حتی اگر این سلول متعلق به یک ریشه نبوده به بافت جدا شده‌ای از یک گیاه تعلق داشته باشد، بر حسب غلظت مواد معدنی موجود در سلولها تغییر می‌کند. در داخل سلولها بین کاتیونها و آنیونها تعادل برقرار است. ارتباطهایی که به این ترتیب بین عوامل درون سلولی و قابلیت نفوذ مواد در سلول مشاهده می‌شود، متابولیسم و جذب مواد را به یکدیگر پیوند می‌زند.
اثر عوامل خارجی

• اثر غلظت: غلظت یک یون در محیط خارج بر سرعت نفوذ همین یون در داخل سلولها اثر می‌گذارد.
  
  
• اثر PH محیط: مقداری از یونهای تشکیل دهنده محیط که جذب گیاه می‌شوند، مقدار جذب آنها با PH محیط نسبت مستقیم دارد.
  
  
• اثر تداخل یونها: جذب یون ، غالبا در نتیجه وجود سایر یونها در محیط غذایی تغییر می‌کند.
  
  
• اثر فشار اکسیژن: شدت جذب مواد توسط ریشه ، با کم شدن فشار اکسیژن در محیط کاهش می‌یابد.
  
  
• اثر دما: در مورد بسیاری از یونها ، جذب مواد توسط ریشه ، تحت اثر دمای محیط افزایش می‌یابد.
  
  
• اثر روشنایی: روشنایی باعث افزایش قدرت جذب مواد در گیاهان می‌شود.

چشم انداز
چگونگی دستیابی گیاهان به عناصر غذایی ضروری و جذب آنها برای رشد و نمو خود ، نقش محوری در مطالعات فیزیولوژی گیاهی دارد. این بخش از دانش که تغذیه معدنی نام دارد، نقش بسزایی در توسعه کشاورزی مدرن و نیز شناخت چگونگی اعمال حیاتی گیاهان داشته است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

عناصر تشکیل دهنده گیاهان


مفاهیم کلی
تمام عناصر غذایی به فرم یون و مولکولهای معدنی جذب می‌شوند. به همین دلیل ، مواد غذایی گیاهان از نظر انرژی فقیر هستند و در این رابـ ـطه اختلاف اساسی بین گیاهان عالی و جانوران و نیز تعداد زیادی از میکروارگانیسمها دیده می‌شود. جانوران و میکروارگانیسمهای زیادی در تغذیه خود همراه با جذب مواد ، انرژی نیز جذب می‌نمایند. یعنی مواد غذایی آنها ، اغلب حاوی انرژی نیز می‌باشد. در صورتی که گیاهان عالی ، نیازی به این گونه انرژی ندارند و انرژی خود را از طریق فتوسنتز تامین می‌کنند.

ساختار پتاسیم



قسمتی از این انرژی بدست آمده را ، خود گیاه مصرف می‌کند. و باقی به مصرف جانورانی که از آن استفاده می‌کنند می‌رسد. در کنار عناصر غذایی گیاهان ، عناصر شیمیایی دیگری نیز یافت می‌شوند که بی‌فایده هستند و حتی در غلظتهای زیاد می‌توانند اثر مسموم کننده داشته باشند گیاهان قادر نیستند بین عناصر مضر ، بی‌فایده و مفید موجود در محیط اختلافی قائل شوند و مقدار یک عنصر شیمیایی معین در گیاه ، اطلاعی از میزان نیاز فیزیولوژیک به آن نمی‌دهد. مثلا اغلب گیاهان ، سیلیکات را بیشتر از مقدار مورد لزوم جذب می‌کنند.
تاریخچه
از آن زمان که ارزش عناصر معدنی به عنوان یکی از اهرمهای افزایش تولید محصول توسط کارل اسپرنگل (1859-1787) و یوستوس فن لیبیگ (1873-1803) مشخص گردید، علم تغذیه گیاهان ، واجد اهمیت فراوانی شد و از آن پس دانشمندان سعی نمودند توسط آزمایشهای کودی راههایی برای کسب محصول بیشتر پیدا کنند.
مقدار عناصر گیاهی
آب در گیاهان سبز با اکتساب 90 - 80 درصد از وزن کل بیشترین سهم را دارد. اکسیژن و کربن هر کدام بیش از 40 درصد وزن ماده خشک را تشکیل می‌دهند. در حالی که مواد غذایی حقیقی که از طریق کودها در اختیار گیاهان قرار می‌گیرند فقط درصد کوچکی را به خود اختصاص می‌دهند. مقدار هر یک از مواد معدنی (عناصر) تحت تاثیر نوع گیاه ، محل رویش و کود دهی قرار دارد یعنی ارقامی که ارائه می‌شوند همیشه تا حدودی تصادفی است.

ساختار نیتروژن

عوامل موثر در مقدار عناصر در گیاهان

• نوع گیاه: مقدار کلسیم و منیزیم در گیاهان دو لپه اغلب بیشتر از گیاهان تک لپه است و مقدار فسفر در بسیاری از گیاهان به استثنا کریوسیفرها بیشتر از مقدار گوگرد است.
  
  
• سن گیاه: در گیاهان جوان مقدار زیادی آب و نیز N ، P ، K وجود دارد و بعدا ، در زمانی که رشد ساقه و چوبی شدن افزایش می‌یابد، مقدار P , K بر حسب مقدار در ماده خشک ، شروع به کاهش می‌کند.
  
  
• مقدار مواد دیواره سلولی: مقدار عناصر معدنی موجود در بافتهای گیاهی بستگی زیادی به مقدار مواد دیواره سلولی ، سیتوپلاسم و مایعات واکوئلی از کل بافت دارد. دیواره‌های سلولی مقدار زیادی یون کلسیم جذب می‌کنند، سیتوپلاسم حتی از N ، P ، K است و واکوئلها دارای غلظت زیادی از یون سدیم و کلر و نیز پتاسیم ، فسفات و کلسیم هستند.
  
  
• کود موجود در محیط: برای حفظ قدرت باروری و توان تولید خاک لازم است مواد غذایی جذب شده دوباره به خاک عودت داده شوند و این که این برگشت به فرم معدنی و یا آلی باشد از درجه دوم اهمیت برخوردار است.

تقسیم بندی عناصر گیاهی از نظر فراوانی آنها در گیاهان
عناصر غذایی به دو دسته پر نیاز (Macroelement) و کم نیاز (microelement) تقسیم می‌شوند. ازت ، فسفر ، گوگرد ، پتاسیم ، کلسیم ، منیزیم ، آهن از عناصر پر نیاز محسوب می‌شوند. این عناصر به مقدار زیاد و عناصر کم نیاز به مقدار کم مورد نیازند. مثلا نیاز گیاهان عالی به پتاسیم تقریبا هزار برابر بیشتر از بر است. اختلاف بین مقدار پرنیاز و کم نیاز در همه حال مانند بر و پتاسیم بزرگ نیست. مثلا مقدار نیاز گیاهان به منگنز و آهن اغلب مشابه است. به همین دلیل در موارد زیادی آهن را از دسته عناصر کم نیاز به شمار می‌آورند.

از عناصر کم نیاز دیگر می‌توان به مس ، روی و مولیبدن اشاره کرد. تمام این عناصری که ذکر شد جزء عناصر غذایی اجتناب ناپذیر گیاهان می‌باشند چرا که برای رشد طبیعی و تکامل انواع مختلف گیاهان لازمند. اما عناصری هم وجود دارند که بودنشان در محیط ، تاثیری مثبتی روی رشد گیاه دارد مثل Si (کبالت که اینها را عناصر مفید می‌نامند.

ساختار مس

برخی عناصر با تاثیرات منفی بر روی رشد گیاه
عناصری که برای گیاهان ضروری‌اند مثل B ، Mn و Fe چنانچه بیش از اندازه عرضه شوند می‌توانند مسموم کننده باشند. از این بین عناصری وجود دارند که حتی غلظت نسبتا کم آنها که برای گیاهان سمی است. مثل هالوژنهایی مانند ید و برم ، و یا عناصری مانند Al و نیز فلزات سنگین مانند Ni ، Pb ، Cd. حداقل غلظت قابل تحمل اینها ، از گیاهی به گیاه دیگر فرق می‌کند. و هر کدام از اینها ، علائم مسمومیت خاصی را در گیاهان نشان می‌دهند مثلا آسیب ید ، زرد شدن و تحلیل رفتن برگها می‌باشد. اما در مسمومیت با Al ، کاهش شدید رشد رخ می‌دهد و ریشه‌ها ، کوتاه ، ضخیم و زخمی می‌شوند و به صورت افقی درمی‌آیند.
تنظیم جذب عناصر گیاهی

• مقدار جذب ، در گیاهان فقیر از نظر عناصر ، بیشتر از گیاهانی است که بطور نرمال تغذیه شده‌اند.
  
  
• هر چقدر گیاه شدت رشد بیشتری داشته باشد، مقدار جذب هم بالاتر خواهد بود.
  
  
• غلظت یک عنصر خاص ، بر مقدار جذب آن تاثیر آنچنانی نمی‌گذارد چرا که همیشه مقدار جذب با مقدار دفع در تعادل است.
  
  
• قوی و یا ضعیف کارکردن سیستمهای حامل عناصر ، در مقدار جذب تاثیرگذار می‌باشد. مثلا گسترش سیستم آوندی یا حامل ، موجب افزایش جذب می‌گردد.

مقایسه گیاهان زراعی مختلف از جهت برداشت مواد غذایی در اثنای دوره رویشی بر حسب Kg در هکتار




نوع گیاه Mg K P N
چاودار 90 26 83 15
گندم پاییزه 130 26 115 18
گندم بهاره 110 20 83 15
جو پاییزه 120 20 115 27
یولاف 110 30 130 12
چغندر قند 300 44 400 45
سیب زمینی 140 33 200 9
باقلا 250 35 190 -
نخود 240 30 160 18
کلم سفید 250 40 300 45

چشم اندار بحث
برای حفظ محیط زیست و منابع محدود باید با مواد غذایی گیاهی موجود اقتصادی‌تر عمل کرد یعنی با شدت بیشتری نسبت به امروز مواد معدنی را دوباره به مزرعه برگرداند و از این طریق مقدار مواد معدنی خاک را افزایش داد. چرا که کشاورزی بدون کود معدنی در اغلب موسسات ، باعث کاهش قدرت باروری خاک زیر کشت آنها شده است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

نقش عناصر معدنی در گیاهان


مقدمه
لزوم عناصر کانی برای گیاه با کوششهای لیه پیک که به گردآوری اطلاعات پراکنده در مورد اهمیت این عناصر پرداخت و دانش تغذیه کانی گیاهان را پایه گذاری کرد. به تدریج شکل علمی به خود گرفت. ابتدا ضرورت عناصری که به مقدار زیاد مصرف می‌شوند یعنی نیتروژن ، فسفر ، گوگرد و پتاسیم و غیره مشخص شد. پس با پیشرفت تکنیکها در مورد خلوص مواد شیمیایی ضرورت عناصر کم مصرف نیز مشخص گردید.
عناصر کم مصرف و عناصر پر مصرف
عناصر کانی مورد نیاز گیاه شامل دو گروه ، پر مصرف و کم مصرف هستند ضرورت یک عنصر معین بدین سان تعیین می‌شود که اولا ، گیاه بدون آن عنصر قادر به تکمیل چرخه زندگی خود نیست ثانیا هیچ عنصر دیگری نمی‌تواند نقش آن را ایفا کند ثالثا این عنصر باید در متابولیسم گیاه دخالت کند. به عنوان مثال در ساختار ماده‌ای ضروری در متابولیسم وارد شود و یا در مرحله‌ای از واکنشها دخالت نماید، مثلا واکنش یک آنزیم را تحـریـ*ک کند.

ساختار پتاسیم

عناصر ضروری کانی
عناصر ضروری کانی عبارتند از: نیتروژن ، فسفر ، گوگرد ، پتاسیم ، کلسیم ، منیزیم که عناصر پرمصرف‌اند و آهن ، مس ، روی ، منگنز ، بور ، مولیبدن ، کلر ، که از عناصر کم مصرف هستند. در بعضی گونه‌ها ، عنصر سدیم و سیلیسیم نیز ضروری هستند.
نقش پتاسیم
پتاسیم به صورت یون آزاد یا متصل به آنیونهای کانی یا آلی باقی می‌ماند. جذب آن انتخابی است و در پتانسیل اسمزی یاخته‌ها و بافتها دخالت می‌کند. فعالیت بیش از 50 آنزیم به پتاسیم وابسته است و یا بوسیله آن تحـریـ*ک می‌شوند. پتاسیم در خاک به صورت کمپلکس در بعضی از کانیها مانند رسها و یا به صورت آزاد در داخل لایه‌های رس موجود است.
نقش سدیم
سدیم برای تیره اسفناج ضروری است و در تنظیم فشار اسمزی نقش دارد.
نقش کلسیم
کلسیم در ساختار ماده زنده وارد می‌شود کم تحرک است عنصری است ضد سم و با بسیاری از یونها حالت رقابت دارد و مانع ورود آنها به درون یاخته می‌شود. کلسیم به حالت کانیهای کمپلکس در فلدسپاتها و پلاژیوکلازها وجود دارد. همچنین به صورت آهک فعال و کلسیم قابل تبادل در محلول نیز یافت می‌شود. کلسیم در انتشار طبیعی گونه‌ها نقش مهمی دارد و اثر آن بر روی PH خاک است.
نقش منیزیم
منیزیم از کانیهای مهم است که در ساختار کلروفیل شرکت می‌کند. تعداد زیادی از آنزیمها به منیزیم نیاز دارند و یا بوسیله آن تحـریـ*ک می‌شوند. کمبود این عنصر موجب کلروز می‌شود. اشکال منیزیم موجود در خاک شبیه اشکال کلسیم است.

ساختار نیتروژن




نقش گوگرد
گوگرد به شکل ساختار پروتئینها شرکت می‌کند. گوگرد عنصر ساختاری چندین کوآنزیم و گروه پروستتیک است، مثل ژیپس وجود دارد. سولفاتها مانند نیتراتها ، پس از جذب در گیاه احیا می‌شوند. در احیای گوگرد ، ابتدا گوگرد بوسیله ATP فعال می‌گردد.
نقش فسفر
فسفر در ساختارهای ماکروملکولهایی مانند اسیدهای نوکلئیک وارد می‌شود و نقش مهمی در انتقال انرژی دارد. استرفسفاتها و فسفاتهای سرشار از انرژی ، ماشین متابولیسمی یاخته‌ها را تشکیل می‌دهند. فسفر بویژه در اندامهای جوان گیاه و در دانه‌ها تجمع می‌یابد. در آخر فصل رویش ، فسفر به طرف اندامهای ذخیره‌ای مهاجرت می‌کند. فسفر به اشکال کانی و آلی در خاک وجود دارد ظرفیت جذب یونهای فسفریک توسط گیاهان برحسب گونه‌های مختلف متفاوت است.
نقش آهن
آهن به صورت دو ظرفیتی جذب می‌شود و به صورت کلیت هم جذب می‌گردد. این عنصر در ساختار هموپروتئینها مانند سیتوکرومها ، سیتوکروم اکسیداز و لگ هموگلوبین شرکت می‌کند. آهن گرچه در ساختار کلروفیل وجود ندارد ولی در سنتز آن عنصر نقش مهمی دارد. این عنصر به اشکال مختلف کانی در خاک وجود دارد.
نقش منگنز
منگنز در بعضی واکنشهای آنزیمی شرکت می‌کند. موجب فعال شدن تعدادی از آنزیمها بویژه دکربوکسیلاز و دهیدروژنازهای چرخه تری کربوکسیلیک می‌شود. این عنصر به صورت دو ظرفیتی قابل تبادل و به شکل نامحلول در خاک وجود دارد.

ساختار مس

نقش مس
مس در ساختار سه نوع پروتئین وجود دارد و چند آنزیم را فعال می‌کند. یونهای مس در خاک به صورت کمپلکس و به شکل قابل مبادله به ماده آلی متصل‌اند.
نقش روی
روی برای فعالیت چند آنزیم مانند الـ*کـل دهیدروژناز و کربنیک انیدراز مورد نیاز است. این عنصر در خاکها به مقدار متغیر وجود دارد ولی نسبت روی قابل جذب و یون روی ضعیف است.
نقش مولیبدن
مولیبدن در تغذیه نیتروژن دخالت دارد، ماده سازنده نیترات رودکتاز است. همچنین در ساختار آنزیم نیتروژناز نیز وارد می‌شود. به شکل یونهای MoO4-2 و MoO4-1 به صورت آزاد و یا جذب شده بر روی رسها و هیدروکسیدها قابل جذب است.
نقش بور
بور در ساختار هیچ آنزیمی شناخته نشده است، و احتمال می‌دهند که در سطح دیواره و پلاسمالم عمل کند. بور ، کلیتهای کلسیم‌دار را در تیغه میانی بین یاخته‌ها پایدار می‌سازد و در سلامت غشای یاخته شرکت می‌کند.
نقش کلر
کلر در تنظیم فتوسنتز ضروری است نقش آن احتمالا در انتقال الکترونها از آب به کلروفیل است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

هیپوتالاموس


مقدمه
هیپوتالاموس برای مغز تلقی می‌شود که کنترل ثبات محیط داخلی بدن را به عهده دارد. هیپوتالاموس به عنوان بخش کوچکی از مغز است که در انسان فقط 5 گرم وزن دارد. هیپوتالاموس بخش شکمی مغز دوم را شامل می‌شود و در زیر تالاموس واقع شده است. هیپوتالاموس مرکز تنظیم اعمال مختلفی از جمله گرسنگی ، تشنگی ، خواب و بیداری و تنظیم دمای بدن است.

ساختار هیپوتالاموس
هیپوتالاموس را به سه ناحیه تقسیم می‌کنند.

• ناحیه کنار بطنی: ناحیه کنار بطنی نازک است و کناره بطن سوم را تشکیل می‌دهد.
  
  
• ناحیه میانی: در ناحیه میانی تعدادی هسته به ترتیب از جلو به پشت قرار دارند. از بخش شکمی میانی هیپوتالاموس ، ساقه هیپوفیز منشا می‌گیرد.
  
  
• ناحیه جلویی: ناحیه جلویی ساقه هیپوفیز موسوم به برجستگی میانی است که جایگاه ختم پاره‌ای از نورونهای هیپوتالاموسی است. این نورونها ، مواد هورمونی خود را به داخل برجستگی میانی ترشح می‌کنند که توسط سیستم رگی باب هیپوتالاموس- هیپوفیز جذب جذب و به داخل هیپوفیز قدامی بـرده می‌شوند. در هیپوتالاموس جانبی نواحی هسته‌ای وجود ندارد و نورونهای پراکنده این ناحیه به سوی سیستم لیمبیک و همچنین پایک مغزی روانه می‌گردند.

ارتباطات ورودی و خروجی هیپوتالاموس
از وجود ارتباطات متعدد هیپوتالاموس می‌توان به اهمیت و مرکزیت این بخش پی برد. در واقع هیپوتالاموس به عنوان مرکز ارتباطی برای انجام اعمال پیکری ، نباتی (خودکار) و هورمونی تلقی می‌گردد. هیپوتالاموس جانبی توسط رشته‌های فراوانی با نواحی فوقانی تنه مغزی و همچنین سیستم لیمبیک بطور متقابل ارتباط برقرار می‌سازد. سیگنالهای حسی ورودی از سطح و درون بدن به کمک راههای بالا رونده روانه هیپوتالاموس جانبی می‌گردند. هیپوتالاموس میانی بطور متقابل با هیپوتالاموس جانبی و همچنین با پاره‌ای از جریانهای ورودی مستقیم مربوط می‌گردد.

به علاوه برخی از نورونهای هیپوتالاموس میانی در خدمت اندازه‌گیری پارامترهای مهم خون یا لیکور مغزی- نخاعی و از این طریق ثبات محیط داخلی می‌باشد. این گیرنده‌ها دائما حرارت خون ، تراکم نمک و یا تراکم هورمونها را در خون اندازه‌گیری می‌کنند. ارتباطات خروجی بخش هیپوتالاموس میانی با هیپوفیز هم از راه عصبی و هم راه هورمونی برقرار می‌شود.
سیستم هیپوتالاموس _ هیپوفیز
فعالیت اکثر غدد درون ریز توسط هیپوفیز تنظیم می‌گردد. تنظیم ترشح هورمونهای هیپوفیز به نوبه خود از طریق نوروهورمونهای نواحی میانی هیپوتالاموس صورت می‌گیرد که موسوم به هورمونهای آزاد سازند. هورمونهای آزاد سازنده از انتهای آکسونهای نورونهای هیپوتالاموس در ناحیه برجستگی میانی رها می‌کردند و توسط جریان خون سیستم باب هیپوتالاموس _ هیپوفیز به هیپوفیز قدامی می‌رسند.

هیپوتالاموس و رفتار
تحریکات الکتریکی نواحی کوچکی از هیپوتالاموس در حیونات بوسیله کارگذاری میکروالکترود باعث واکنشهای ویژه رفتاری می‌گردند. اینگونه رفتارها اکثرا رفتارهایی از قبیل رفتار دفاعی ، تغذیه و ... می‌باشد که موجب بقاء جاندار است. برای مثال تحـریـ*ک الکتریکی موضعی نواحی پسین هیپوتالاموس در گربه بیدار واکنشهای دفاعی را به جریان می‌اندازد. واکنش دفاعی ترکیبی از انواع واکنشهای ارادی ، نباتی (خودکار) و هورمونی است.

بدین ترتیب از مطالعات منظم هیپوتالاموس می‌توان چنین نتیجه گرفت گـه گروههای نورونی مسئول اعمال گوناگون در هیپوتالاموس بطور جداگانه قرار گرفته‌اند. مثلا تخریب ناحیه جانبی هیپوتالاموس ، یعنی جایی که مرکز گرسنگی در آنجاست باعث سیری و عدم تمایل به غذا و برعکس تخریب ناحیه میانی هیپوتالاموس یعنی جایگاه مرکزی سیری موجب افزایش تمایل به غذا و پرخوری خواهد گردید. نواحی رفتاری هیپوتالاموس مرزهای کاملا مشخص ندارند و در یکدیگر تداخل می‌کنند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

چرخه سلول

مقدمه
زندگی یاخته‌ها در دو مرحله متوالی به صورت یک چرخه ، به نام چرخه یاخته‌ای تکرار می‌شود. تقسیم یا تولید مثل یاخته یکی از این مراحل است. مساله مهم در تقسیم یاخته ، تقسیم ماده ژنتیکی بین دو یاخته دختر است. باکتریها این مساله را با همانندسازی DNA منفرد و میتوز دارند.

در میتوز ، ریزلوله‌ها به هر کروموزوم همانندسازی شده متصل می‌شوند و کروموزومهای خواهر را به قطبهای مخالف یاخته می‌کشاند. هنگامی که توزیع مجدد مواد کروموزومی کامل شد، یاخته تقسیم می‌گردد. در یوکاریوتها ، علاوه بر تقسیم میتوز ، تقسیم دیگری به نام میوز وجود دارد که به تشکیل گامتهای جنـ*ـسی با کروموزومهای هاپلوئید می‌انجامد.
چرخه یاخته‌ای در پروکاریوتها
روند زندگی یاخته در پروکاریوتها می‌تواند به عنوان چرخه‌ای ساده مطرح شود. یکی از بهترین نمونه‌های پروکاریوتها باکتریها هستند. در باکتریها اطلاعات ژنتیکی یا ژنوم به صورت DNA حلقوی دو رشته‌ای است که به نقطه‌ای در سطح درونی غشای یاخته چسبیده است. در ابتدای زندگی یاخته ، دومین نسخه از DNA ساخته می‌شود. هنگامی که رشد باکتری به اندازه مناسبی رسید، یاخته تقسیم می‌شود و دو یاخته مساوی یا تقریبا مساوی بوجود می‌آیند. ابتدا غشای جدید پلاسمایی و مواد دیواره یاخته در محل تماس بین ژنوم دختر بوجود می‌آید.

به تدریج که ماده جدید به محل تماس اضافه می‌شود، غشای پلاسمایی در حال رشد به سمت درونی فشار می‌آورد و یاخته به شدت فشرده شده و به دو بخش تقسیم می‌گردد. شروع فشردگی در محل تماس غشایی دو ژنوم دختر این اطمینان را می‌دهد که هر یاخته جدید محتوی یکی از ژنومهای معین خواهد بود. سرانجام فرورفتگی غشا به مرکز یاخته می‌رسد و یاخته را به دو بخش تقسیم می‌کند. دیواره جدید یاخته‌ای در پیرامون غشای جدید بوجود می‌آید و یا یاخته ، به دو یاخته تقسیم می‌شود.

چرخه یاخته‌ای در یوکاریوتها
چرخه یاخته‌ای یک یاخته یوکاریوت شامل دو مرحله انترفاز و تقسیم است. در بیشتر یاخته های یوکاریوت ، روند حقیقی تقسیم یاخته کمتر از یک ساعت طول می‌کشد، اما مرحله انترفاز به زمان طولانی‌تری نیاز دارد. رویدادهای کلی چرخه یاخته‌ای تحت کنترل فرآورده‌های چند ژنی است که هماهنگی و رویدادهای مختلف را تنظیم می‌کنند.
اینترفاز
مرحله‌ای از روند تقسیم را که در آن یاخته تقسیم نمی‌شود اینترفاز نامیده‌اند و در این مرحله یاخته خود را برای ورود به مرحله دیگر تقسیم آماده می‌کند. مرحله اینترفاز شامل سه مرحله است.
مرحله G1
مرحله رشد یاخته است که طی آن سنتز RNA و پروتئین فعالانه انجام می‌گیرد و یاخته خود را برای آغاز سنتز DNA آماده می‌کند. این مرحله 30 تا 50 درصد از کل چرخه یاخته‌ای را دربرمی‌گیرد. در یاخته‌های پستانداران این زمان از 4 تا 9 ساعت متغیر است.
مرحله سنتز
زمان سنتز DNA است و 30 تا 40 درصد از کل چرخه یاخته‌ای را شامل می‌شود. این مرحله در یاخته‌های پستانداران 5 تا 7 ساعت طول می‌کشد.

مرحله G2
زمان بعد از سنتز DNA است. در این مرحله یاخته تدارکات لازم را جهت تفکیک اطلاعات ژنتیکی همانندسازی میتوکندریها و اندامکهای دیگر ، متراکم شدن کروموزومها و سنتز و تجدید حیات ریزلوله‌ها صورت می‌دهد. این مرحله به انرژی فراوانی نیاز دارد احتمالا این نیاز به خاطر آغاز میتوز است. این مرحله 10 تا 20 درصد زمان چرخه یاخته‌ای را تشکیل می‌دهد.
مرحله میتوز
در این مرحله ، دستگاه ریزلوله‌ای (دوک تقسیم) تشکیل می‌شود که به کروموزومها متصل می‌گردند و کروموزومهای خواهری از هم جدا می‌شوند. این مرحله که میتوز نامیده می‌شود مرحله اساسی در جدا شدن دو ژنوم دختر است. مرحله میتوزی یا M کوتاه‌ترین مرحله است که کمتر از یک ساعت طول می‌کشد. وارد شدن یاخته از مرحله انترفاز به میتوز مستلزم هماهنگی کامل بین رویدادهایی هست که در سیتوپلاسم و هسته رخ می‌دهند.
مرحله سیتوکینز
در این مرحله ، یاخته به دو یاخته دختر تقسیم می‌شود. هر یاخته دختر تقریبا نیمی از محتویات سیتوپلاسمی ، از جمله یکی از دو هسته همانندسازی شده را به عنوان میراث دریافت می‌کند. با پایان این مرحله یک چرخه کامل می‌شود.

میوز
نوعی تقسیم سلولی که طی آن هر سلول فقط نصف تعداد کروموزومهای سلول والد خود را دریافت می‌کند. در جانوران این تقسیم در هنگام تولید گامتها صورت می‌گیرد. میوز شامل دو مرحله است. در مرحله اول میوز ، در اینترفاز ماده وراثتی به شکل کروماتین است که قبل از تقسیم DNA آن همانندسازی می‌کند و دو برابر می‌شود. در مرحله دوم میوز ، مضاعف شدن DNA صورت نمی‌گیرد. بعد از پایان میوز از هر سلول والد 4 سلول حاصل می‌شود که هر کدام دارای نصف کروموزوم والدی هستند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

چای


دید کلی
درخت چای گیاهی است همیشه سبز که در طبیعت و به حال وحشی ارتفاع آن به 6 تا 7 و گاهی به 15 متر می‌رسد. نام علمی چای که مورد قبول بیشتر گیاه شناسان است Camellia sanensis و گاهی Camellia teiferaبرای هر دو نوع چای سیاه و چای سبز می‌باشد کاملیا نیز مانند چای درختچه همیشه سبز و از نظر اکولوژی کاملا شبیه به درخت چای می‌باشد.

موطن اصلی چای و انتشار آن در سایر ممالک
درخت چای که اصل آن از چین است و اول به عنوان دارو مصرف می‌شد ولی از قرن 6 میلاد به بعد در چین به عنوان آشامیدنی و برای رفع تشنگی و خستگی مورد استفاده قرار گرفته است. شناسایی چای در اروپا تقریبا از اوایل قرن 17 شروع شد وبه تدریج در ممالک هلند ، آلمان ، فرانسه ، انگلستان ، روسیه و بالاخره در 1690 در ممالک متحده آمریکایی شمالی مصرف آن رواج گرفت. از نظر کاشت و مصرف چای چین اولین محلی است که این گیاه در آنجا کاشته شده و به مصرف رسیده است و از این کشور به سایر نقاط بـرده شده است.
مشخصات گیاهشناسی درخت چای
برگ درخت چای که از نظر اقتصادی و بهره برداری قسمت اصلی این گیاه را تشکیل می‌دهد همیشه سبز است و دارای شکل کشیده نوک تیز بوده و کناره آن دارای دندانه‌های ریز است و برگها بطور متناوب اطراف شاخه قرار گرفته‌اند. موقعی که برگها کوچک و جوان هستند پوشیده از کرکهای سفید ولی برگهای مسن صاف ، براق و بدون کرک می‌باشند. گلهای درخت چای بطور خوشه‌ای و مجتمع و یا تک گل در بغـ*ـل برگ ظاهر می‌شوند و دارای 5 گلبرگ و 5 تا 7 کاسبرگ و تعداد زیادی پرچم هستند. تخمدان دارای 3 تا 4 حفره بوده که درکدام از یک تا 4 دانه مشاهده می‌شود میوه چای یک کپسول است.

ترکیب شیمیایی برگ چای
مواد متشکله برگ چای عبارتند از مواد سلولزی ، مواد صمغی ، دکسترین ، پکتین ، مواد چربی ، مواد مومی ، نشاسته ، قند ، اسید گالیک ، اسید اگزالیک ، کورستین ، مواد پروتئینی ، الیاف ، مواد معدنی ، تانن ، کافئین یا تئین ، ترکیبات معطر و بالاخره دیاستاز.
آب و هوای مطلوب چای
درخت چای جزء گیاهان مناطق گرمسیر مرطوب می‌باشد یعنی در نواحی که معمولا مقدار گرما هیچگاه به صفر درجه نمی‌رسد و نزولات آسمانی نیز سالیانه در حدود 1800 تا 2000 میلیمتر است. این گیاه تا اندازه‌ای مقاوم به سرما بوده و بدین ترتیب اگر سرما با برف همراه باشد بطوری که برف بوته‌ها را بپوشاند تا 5درجه سرما را تحمل می‌کند.

تنها عامل محدود کننده سطح کاشت چای علاوه بر نوع خاک ، رطوبت هوا و مقدار بارندگی سالیانه محل کاشت می‌باشد. رطوبت زیاد مورد نیاز بوته چای بیشتر در رطوبت هوا می‌باشد تا رطوبت در خاک. از این نظر زمین باید نم باشد. اراضی سنگین و باتلاقی برای کاشت و دادن محصول به هیچ عنوان خوب نیست. رطوبت زاید در اطراف ریشه باعث پوسیدن آن شده و گیاه را از بین می‌برد.

خاک مطلوب چای
بوته چای گیاهی است فرار از آهک بنابراین از نظر واکنش شیمیایی چای را باید در خاکهای ترش (اسیدی) کاشت. حد اسیدیته خاک برای این محصول در حدود 5.5 است و هر گاه PH از این مقدار تجـ*ـاوز کرد و یا کمتر شد باید با وسایل مناسب میزان اسید خاک را به 5.5 رساند. هر گاه اسیدی خاک زیادتر از این مقدار شد با دادن کودهای قلیایی و یا مخلوط کردن آهک به مقدار مناسب میزان اسیدی خاک را اصلاح می‌کنند.

هر گاه PH بیشتر از این مقدار شد با مخلوط کردن مقداری گرد گوگرد که ممکن است تا 600 کیلو در هکتار برسد اسیدی خاک را به حد لازم زیاد می‌کنند. مناسب‌ترین خاک برای کاشت چای اراضی شنی و رسی فاقد آهک یا هر ماده قلیایی دیگر می‌باشد که مقدار زیادی مواد هوموس دارا باشد.
کود مورد استفاده
کودهای ازته نشین بیش از هر نوع کود دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد علاوه بر کودهای ازته ، کلیه املاح ازت و فسفر و پتاس نیز برای تقویت گیاه لازم می‌باشد و یکی دیگر از کودهایی که از نظر قیمت نسبتا ارزان است و از نظر اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی زمین نیز مورد توجه می‌باشند کود سبز است. کود سبز علاوه بر اینکه تولید هوموس کرده و مقدار قابل توجهی ازت به زمین می‌دهد همچنین در فصل تابستان که تابش و حرارت آفتاب زیاد است برگ بوته‌های چای را از سوختن در مقابل آفتاب حفظ می‌کند.

ادیاد درخت چای
ازدیاد نهال چای به چند طریق انجام می‌گیرد یکی بوسیله تولید مثل جنـ*ـسی یعنی با کاشت بذر چای در خزانه و دیگری بوسیله غیر جنـ*ـسی که عبارت است از ازدیاد بوسیله قلمه و خواباندن شاخه و در بعضی موارد استثنای ازدیاد بوسیله پیوند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

پلانکتون


اطلاعات اولیه
پروتوزوئرهای آزاد یا مستقل همگی آزادند. عده قلیلی در آب شیرین‌اند ولی اکثر دریازی هستند. بعضی در اعماق دریا می‌باشند و بیشتر نظر به احتیاجی که برای ادامه حیات به اکسیژن و نور خورشید دارند در سطح آب ، در طبقه‌ای که به اسم پلانکتون خوانده می‌شود زندگی می‌کنند. کلمه پلانکتون ، مثل Planet ، از یک ریشه یونانی مشتق می‌شود که معنی می‌دهد Wanderer یا چیزی که از یک محل به محل دیگر حرکت می‌کند.

اندازه این ارگانیسمها از باکتریها و گیاهان میکروسکوپیک گرفته تا جانوران بزرگتر مثل ماهیهای ژله‌ای ، در حالت کلی پلانکتونها محدود می‌باشند. یعنی اینکه توانایی شنا کردن ندارند و بوسیله موجها و یا جریانات آب انتقال پیدا می‌کنند. پلانکتونها به عنوان اولین حلقه زنجیره غذایی مناطق غنی از ماهیان مهم از نظر اقتصادی می‌باشند و بقای این مناطق را تضمین می‌کنند.
رده بندی پلانکتونها

• فیتوپلانکتون: شامل باکتریها و گیاهان میکروسکوپیک می‌باشند.
• زئوپلانکتون: شامل جانوران میکروسکوپیک‌اند.
• ماکروزئوپلانکتون: تخمها و لاروهای بی‌مهرگان و ماهیهای بزرگتر.

فواید پلانکتونها
پلانکتونها اغلب به عنوان شاخص سلامت آبی و محیطی استفاده می‌شوند، چرا که دارای حساسیت بالایی نسبت به تغییرات محیط می‌باشند و طول عمر کوتاهی دارند. مثلا فیتوپلانکتونها ، شاخص شرایط غذایی یک محیط می‌باشند به خاطر گرایش زیاد آنها به تکثیر سریع در شرایط مساعد. زئوپلانکتونها شاخص سلامتی مناطق غنی از ماهی هستند چرا که زئوپلانکتونها ، منبع غذایی ارگانیسمهایی مثل ماهیهای کوچک در سطوح غنی و مساعد آب می‌باشند. اخیرا ، تحقیقات سعی دارد که مشخص کند پلانکتونها در شرایط محیطی مختلف چگونه واکنش نشان می‌دهند.
فیتوپلانکتونها
مثل گیاهان خشکی ، فیتوپلانکتونها کربن را از طریق فتوسنتز تثبیت می‌کنند و آن را برای سطوح غنی بالاتر قابل دسترسی می‌کنند. فاکتورهای محیطی اصلی که بر روی رشد فیتوپلانکتونها تاثیر می‌گذارند عبارتند از: دما، نور و غذا. رشد فیتوپلانکتونها معمولا با مناطق نوری محدود می‌شود و یا عمقی از آب که نور خورشید بتواند نفوذ کند. محدودیت دیگر برای رشد اینها ، غذا است مثلا نیتروژن و فسفر. فیتوپلانکتونها می‌توانند رشد سریع جمعیت را تحمل کنند که تقریبا هر بهار اتفاق می‌افتد و همزمان با این ، توده‌های جلبکی در حضور مواد غذایی و افزایش دما افزایش می‌یابد.

در حالی که زیاد بودن فیتوپلانکتونها به رشد ارگانیسمهای دیگر در آن منطقه کمک می‌کند. اما مقدار خیلی زیاد فیتوپلانکتونها هم ، می‌تواند به سلامت کل یک منطقه زیستی ضرر بزند. چرا که افزایش جلبک ، باعث مردن بیشتر فیتوپلانکتونها شده و آنها به زیر آب جایی که آنها مصرف می‌شوند، می‌روند و این فرایند مقدار اکسیژن حل شده در آبهای زیرین را کاهش می‌دهد که برای بقای ارگانیسمهای دیگر مثل ماهیها و خرچنگها لازم است.

گروههای اصلی فیتوپلانکتونها

• دیاتومه‌ها (شاخه باسیلاریوفیتا)
• جلبکهای قهوه‌ای- سبز (شاخه کریزوفیتا)
• جلبکهای سبز (کلروفیتا)
• جلبکهای آبی- سبز (سیانوفیتا)
• دینوفلاژلاتها (پیروفیکوفیتا)
• کریپتومونارس (کریپتوفیتا)
• میکروفلاژلاتها (اگلنوفیتا ، سینوفیتا)

شاخصهای گسترش فیتوپلانکتونها
از شاخصهای گسترش فیتوپلانکتونها در یک منطقه می‌توان افزایش مستعد کلروفیل آن منطقه ، سرعت تولید بیومس اولیه و بقای گونه‌های خاص را نام برد.

زئوپلانکتونها
زئوپلانکتونها ، جانوران پلانکتونی هستند که از نظر اندازه از روتیفرهای میکروسکوپیک گرفته تا ماهیان ماکروسکوپیک می‌باشند. گسترش اینها در مناطق مساعد ، بوسیله مقدار شوری محیط ، دما و غذای قابل دسترسی کنترل می‌شود. کوچکترین زئوپلانکتونها ، به عنوان تداوم دهنده چزخه غذایی در آب مشخص می‌شوند، و اغلب به عنوان صیادی از مواد غذایی یک محیط قرار گرفته می‌شوند.

زئوپلانکتونهای بزرگتر ، برای گونه‌های ماهیها و نیز مراحل لاروی همه ماهیها ، غذای مهمی محسوب می‌شوند. آنها همچنین از طریق تولید کنندگان اولیه زنجیره غذایی (فیتوپلانکتونها) ، با ارگانیسمهای سطوح بالاتر آب ، در ارتباط می‌باشند. جمعیت زئوپلانکتونها از مصرف کنندگان اولیه‌ای که فیتوپلانکتونها را می‌خورند و نیز ، مصرف کنندگان ثانویه که از زئوپلانکتونها تغذیه می‌کنند تشکیل شده است.
تقسیم بندی زئوپلانکتونها از نظر اندازه

• میکروزئوپلانکتون: شامل روتیفرها و پروتوزئرها که معمولا اندازه‌ای کمتر از 200 میکرون را دارند.
  
  
• مزوزئوپلانکتون: شامل لارو دوزیستان و میگوها و ماهیها و زئوپلانکتونهای ژلاتینی مثل ماهیهای ژله‌ای که بزرگتر از 2 میلیمتر می‌باشند.

شاخصهای گسترش زئوپلانکتونها
زئوپلانکتونها ، مثل فیتوپلانکتونها ، شاخصهای عالی از شرایط محیطی می‌باشند چرا که حساس به شرایط کیفی آب‌اند. آنها به مقدار اکسیژن حل شده در آب واکنش می‌دهند و نیز مقدار زیاد مواد غذایی و یا آلودگیهای سمی و غذای کم و حتی صید زیاد ، بر گستردگی اینها تاثیر می‌گذارد. با گسترش زئوپلانکتونها در یک منطقه ، می‌توان افزایش بیومس تولید شده آنها و گستردگی و تنوع گونه‌های آبزی را انتظار داشت.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

شکل باکتری و اندازه آن


مقدمه
زیر بنای دانسته‌های امروزی ما از دانش میکروب‌شناسی بر پایه اطلاعاتی است که ابتدا از بررسی باکتریها بدست آمد. یکی از مسائل عمده‌ای که طی سالیان دراز اندیشه میکروب‌شناسان را به خود مشغول داشت، ارائه ضوابطی بود که بتواند باکتریها را از سایر پروتیستها به وضوح متمایز سازد. این معضل با اطلاعات جدیدی که در مورد ساختار یاخته‌های میکروبی جمع‌آوری گردید تا حدود زیادی برطرف شد.


اشکال مختلف باکتریها شامل کوکوسها ، باسیلها و اسپریلها می‌باشد.

کوکوسها

• دیپلوکوکوسها: هر گاه تقسیم فقط در یک سطح انجام گیرد و باکتریها دو به دو به یکدیگر اتصال داشته باشند آنها را دیپلوکوکوس گویند.
  
  
• استرپتوکوک: اگر تقسیمات یاخته‌ای در یک سطح انجام شود و چند باکتری به دنبال هم قرار گیرند استرپتوکوک می‌نامند.
  
  
• تتراد: اگر تقسیم در دو سطح عمود بر هم باشد، اشکال چهار تایی بوجود می‌آید که آن را تتراد می‌نامند.
  
  
• سارسین: هر گاه تقسیم یاخته در سه سطح عمود بر هم انجام شود توده‌های هشت تایی شبیه پاکت پستی بوجود می‌آید که آن را سارسین می‌نامند.
  
  
• استافیلوکوک: اگر تقسیمات یاخته بطور نامنظم در سطوح مختلف انجام گیرد اشکالی شبیه به خوشه انگور بوجود می‌آورد که استافیلوکوک نامیده می‌شود.

باسیلها یا باکتریهای میله مانند
باسیلها ، یعنی باکتریهای میله مانند معمولا به صورت دوتایی یا زنجیری دیده می‌شوند. باکتریهای میله‌ای را از نظر شکل به چند دسته تقسیم می‌کنند.

• باسیل کوکوسی ، که کوتاه و شبیه کوکوس است.
• باسیل دوکی شکل ، که دو انتهای آن گرد است.
• باسیل رشته‌ای ، که درازتر از باسیلهای معمولی است.

باکتریهای مارپیچی
باکتریهای مارپیچی معمولا منفرد ، دراز ، و مارپیچی‌اند ولی از نظر ابعاد ، تعداد و اندازه پیچها و حتی سختی دیواره گوناگون هستند. باسیلهای کوتاه و خمیده ویبریو نام دارند.
شکل باکتریهای پست
این باکتریها تک یاخته‌ای ساده‌اند، اگر کروی یا بیضوی باشند کوکوس و اگر میله‌ای شکل یا دراز باشند باسیل می‌نامند. اگر خمیده باشند ویبریون و چنانچه مارپیچی شکل و غیرقابل انعطاف باشند اسپیریل و اگر فنری و قابل انعطاف باشند اسپیروکت نامیده می‌شوند.
شکل باکتریهای عالی یا رشته‌ای
این باکتریهای رشته مانند و اغلب غلاف‌دار هستند بیشتر اوقات شاخه‌های حقیقی ایجاد کرده و میسلیوم تشکیل می‌دهند و چون تشکیلات منشعب ایجاد می‌کنند لذا اکتینومیست نامیده می‌شوند.
تاثیر عوامل محیطی بر شکل باکتریها
برخی از باکتریها مانند باسیل دیفتری ، هنگام تقسیم مانند ترکه درخت می‌شکنند ولی از یکدیگر جدا نمی‌شوند و اشکال زاویه‌دار مانند الفبای چینی تشکیل می‌دهند. باید دانست که شکل هر باکتری ثابت نبوده و با ساختار و واکنش محیط کشت ، دما ، سن باکتری و بعضی از عوامل دیگر بستگی دارد و هنگام تعریف شکل جوان آن را در نظر می‌گیرند. باکتریها وقتی پیر می شوند و یا در شرایط نامساعد قرار می‌گیرند اشکال غیرعادی پیدا می‌کنند.
اندازه باکتریها
اندازه باکتریها معمولا بین 0.3 تا 4 میکرون است ولی بطور کلی اندازه باکتریها همانند شکل آنها ، تابع شرایط و واکنش محیط کشت ، دما ، سن باکتری و بعضی عوامل دیگر است و اندازه‌ای که معمولا برای باکتریها داده می‌شود مربوط به باکتری جوان در شرایط عادی است. بعضی از باکتریها در یک زمان ممکن است دارای اشکال کوتاه و بلند باشند. میکوپلاسماها کوچکترین باکتریهای شناخته شده‌اند ابعاد آنها بین 0.1 تا 0.3 میکرون است از اینرو با میکروسکوپ نوری به سختی قابل رویت‌اند. مایکوپلاسما فاقد دیواره است و در نتیجه به اشکال مختلف یافت می‌شود.

اندازه گیری ابعاد باکتریها
اگر چه باکتریها اندازه کوچک‌اند، با وجود این می‌توان ابعاد آنها را به طرزی نسبتا ساده و آسان اندازه گرفت. دستگاه اندازه‌گیری که میکرومتر چشمی نامیده می‌شود شامل صفحه شیشه‌ای گردی است که روی آن خطوطی مورج حک شده‌اند. فاصله خطوط پسش از تنظیم در هر میکروسکوپ مشخص می‌شود. برای تعیین اندازه باکتریها ، تیغک شیشه‌ای حاوی باکتریها (اسلاید) را طوری قرار می‌دهند که باکتریها در مجاورت میکرومتر چشمی قرار را با تنظیم آن از روی میکرومتری که در محل استقرار لام قرار دارد تعیین می‌کنند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

انتقال ژن در باکتریها



مقدمه
مواد ژنتیکی به چند طریق می‌توانند در بین باکتریها انتقال یابند. در همه مکانیسمهای انتقال ، یک یاخته دهنده وجود دارد که بخشی از DNA خود را به یاخته گیرنده می‌دهد. معمولا پس از انتقال این بخش از DNA یاخته دهنده جزئی از یاخته گیرنده می‌شود و بقیه آن بوسیله آنزیمهای درون یاخته‌ای تجزیه می‌گردند. در این صورت یاخته گیرنده را ، که حاوی بخشی از DNA یاخته دهنده است نوترکیب می‌نامند. انتقال مواد ژنتیکی در باکتریها پدیده متداولی نیست و تنها ممکن است در میان یک درصد کل جمعیت باکتری رخ دهد.

انتقال ژنها در باکتریها به سه روش دگرگونی ، الحاق و انتقال صورت می‌گیرد.

دگرگونی در باکتریها
ژنها در طی فرآیند دگرگونی ، به صورت DNA عـریـان در محلول از یک باکتری دیگر منتقل می‌شوند. این پدیده نخستین بار در حدود 50 سال قبل بدون درک دقیق مکانیسم آن نشان داده شد. هنگامی که فردریک گریفیث به سال 1928 در انگلستان سرگرم مطالعه بر روی باکتری استرپتوکوکوس پنومونیه بود به این پدیده پی برد. این باکتری دارای دو نوع کپسول‌دار و بدون کپسول است که تنها نوع کپسول‌دار آن بیماریزا است. این دانشمند درصدد روشن کردن این مسئله بود که آیا پنوموکوک بیماریزای کشته شده در دمای 60 درجه سانتیگراد می‌تواند موش را بر علیه این بیماری واکسینه کند یا نه.

او در حین انجام آزمایشهای خود متوجه شد که موش تزریق شده با این نوع باکتری کشته شده، به بیماری مبتلا نمی‌شود ولی هنگامی که این باکتریهای کشته شده با نوع غیر بیماریزای زنده مخلوط و سپس تزریق شوند، موشها به بیماری مبتلا می‌شوند. در این حالت ، در خون موشهایی که در اثر بیماری مرده‌اند می‌توان باکتریهای کپسول‌دار را یافت. از این آزمایش چنین نتیجه گرفته شد که مواد وراثتی از باکتریهای بیماریزا وارد یاخته‌های زنده شده و آنها را از نظر ژنتیکی به گونه‌ای تغییر داده‌اند که به نوع کپسول‌دار مبدل شده‌اند. پژوهشهای بعدی انجام شده بر مبنای آزمایش گریفیث نشان داد که دگرگونی باکتریها می‌تواند با استفاده از روشهای استاندارد کشت میکروبی انجام شود.

در طبیعت برخی از باکتریها احتمالا پس از مردن و متلاشی شدن، DNA خود را در محیط آزاد می‌کنند. بخشهایی از این DNA می‌تواند بوسیله باکتریهای دیگر جذب شده و در آنها صفت یا صفات جدیدی را ایجاد کند. یاخته دریافت کننده این ژنها نوعی هیبرید یا یاخته نوترکیب است. این نوع دگرگونی یاخته‌ای در طبیعت تنها در میان انواع محدودی از باکتریها از جمله انواع باسیلوس ، هموفیلوس ، نایسریا ، ریزوبیوم و برخی از استرپتوکوکها یا استافیلوکوکها دیده می‌شود. در صورتی که یاخته‌های دهنده و گیرنده به یکدیگر نزدیک باشند عمل دگرگونی بهتر و ساده‌تر صورت می‌گیرد. وقتی یاخته دریافت کننده در شرایط فیزیولوژیکی مناسب برای دریافت و پذیرش DNA یاخته دهنده باشد Competent نامیده می‌شود.

الحاق در باکتریها
الحاق مکانیسم دیگری برای انتقال مواد ژنتیکی از یک باکتری به باکتری دیگر است. این عمل با وساطت پلاسمیدها که قطعات DNA کوچک و حلقوی بوده و مستقل از کروموزوم یاخته‌ای تکثیر می‌یابند انجام می‌گیرد. پلاسمیدها همانند کروموزومهای کوچکی هستند که از نظر ژنهای موجود ، با کروموزوم باکتری متفاوت‌اند. ژنهای موجود ، در پلاسمید غالبا برای رشد یاخته حیاتی و اساسی نیستند.
چگونگی پدیده الحاق
مطالعه پدیده الحاق عمدتا با استفاده از باکتری اشرشیاکلی صورت می‌گیرد. در این باکتری ، عاملی موسوم به نام F نخستین پلاسمیدی است که در طی عمل الحاق از یاخته‌ای به یاخته دیگر انتقال می‌یابد. یاخته دهنده دارای عامل F را یاخته F مثبت و یاخته گیرنده فاقد آن را یاخته F منفی می‌نامند. در برخی از یاخته‌های F مثبت ، عامل F شکسته شده و وارد کروموزوم یاخته‌ای می‌شود در این حالت یاخته را HFr گویند.

به هنگام الحاق یاخته HFr به یاخته F منفی ، کروموزوم یاخته HFr حاوی عامل F خرد شده، همانند سازی می‌کنند و تکثیر می‌یابد و نسخه جدیدی از این کروموزوم یا بخشی از آن به یاخته گیرنده منتقل می‌شود. در اثر این عمل ، یاخته گیرنده F منفی می‌تواند صاحب ژنهای جدیدی شود مانند پدیده دگرگونی.

تفاوت انتقال از طریق الحاق با دگرگونی
انتقال مواد ژنتیکی از طریق الحاق با انتقال این مواد از راه دگرگونی دو تفاوت اساسی دارد. یکی آن که الحاق به تماس مستقیم بین یاخته دهنده و گیرنده نیاز دارد. دیگر آن که یاخته های جفت شده در الحاق می بایست از دو نوع قابل جفت شدن باهم با وساطت مژکهای سطحی باشند. یعنی یاخته های دهنده باید دارای پلاسمید و یاخته های گیرنده فاقد آن باشند. این پلاسمید حاوی ژنهای سنتز کننده مژکهای جنـ*ـسی است که مسئول تماس و اتصال یاخته‌های دهنده و گیرنده و انتقال پلاسمید هستند.
انتقال ژن در باکتریها
سومین مکانیسم انتقال مواد ژنتیکی در بین باکتریها ، از طریق فرآیند انتقال است. در این فرآیند DNA عـریـان از یاخته‌ای به یاخته دیگر منتقل نمی‌گردد و بلکه این انتقال بوسیله ویروسهای باکتریایی به نام باکتریوفاژ یا فاژ انجام می‌شود که از یاخته‌های دهنده به یاخته‌های گیرنده می‌روند. در این فرآیند ، ویروس به دیواره یاخته میزبان متصل شده و DNA خود را به درون آن تزریق می‌کند.

به هنگام همانند سازی DNA میزبان و DNA ویروس ، ناگهان کروموزوم باکتری شکسته شده و بخشی از آن در داخل غلاف پروتئینی ویروس جای می‌گیرد. در این صورت فاژ حاصله حاوی بخشی از DNA باکتری است. هنگامی که این فاژها باکتریهای جدید را آلوده می‌کنند به این ترتیب بخشی از DNA باکتری قبلی را به باکتریهای جدید منتقل می‌سازند. در این انتقال هر بخشی از DNA باکتری اول و یا هر ژنی از باکتری دهنده می‌تواند به باکتری دوم یا باکتری گیرنده منتقل شود، لذا این نوع انتقال را عمومی می‌گویند.
انتقال خصوصی
نوع دیگری از انتقال وجود دارد که اختصاصی نامیده می‌شود و طی آن تنها ژنهای خاصی از یک باکتری می‌توانند به باکتری دیگر منتقل شوند.