اسفنج دریایی - ویژگی ها، انواع و اهمیت زیستی

مقدمه

اسفنج‌های دریایی از قدیمی‌ترین ساکنان زمین هستند و در اکوسیستم‌های دریایی نقش بزرگی دارند. این موجودات ساده که به گروه پوریفرا (porifera) تعلق دارند، بدون حرکت و با بدنی پر از منافذ، آب را تصفیه می‌کنند و خانه‌ای برای دیگر جانداران می‌سازند. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که اسفنج‌ها نه تنها به درک تغییرات آب و هوایی کمک می‌کنند، بلکه در پزشکی و فناوری هم کاربرد دارند.

دسته‌بندی و انواع اسفنج‌های دریایی

اسفنج‌ها به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

- اسفنج‌های آهکی (calcarea): با اسکلت آهکی، در آب‌های کم‌عمق.

- اسفنج‌های شیشه‌ای (hexactinellida): با اسکلت شیشه‌ای، در اعماق اقیانوس.

- اسفنج‌های شاخی (demospongiae): متنوع‌ترین گروه، در دریا و آب شیرین.

- اسفنج‌های هموسکلرومورف (homoscleromorpha): گروه جدید با ساختار ساده.

اسفنج‌های آهکی (calcarea)

اسفنج‌های آهکی به خاطر اسکلت آهکی و سوزنه‌های کلسیمی خود معروف هستند. این اسفنج‌ها معمولاً در آب‌های کم‌عمق و نزدیک ساحل زندگی می‌کنند و اغلب اندازه کوچک و رنگ‌های جذابی دارند. اسکلت آهکی آن‌ها استحکام لازم را به بدنشان می‌دهد و به آن‌ها کمک می‌کند تا در تصفیه آب نقش داشته باشند. همچنین، این اسفنج‌ها با ایجاد زیستگاه برای موجودات ریز دریایی، در اکوسیستم‌های ساحلی مهم هستند.

اسفنج‌های شیشه‌ای (hexactinellida)

اسفنج‌های شیشه‌ای با اسکلت سیلیسی و ظاهری شفاف و شکننده شناخته می‌شوند. این اسفنج‌ها در عمق‌های زیاد اقیانوس، معمولاً در آب‌های سرد، زندگی می‌کنند. ساختار شیشه‌ای آن‌ها نه تنها زیبا بلکه الهام‌بخش فناوری‌هایی مثل فیبر نوری است. به دلیل زیستگاه عمیقشان، نقش آن‌ها در اکوسیستم‌های دریایی کمتر شناخته شده، اما همچنان حیاتی است.

اسفنج‌های شاخی (demospongiae)

اسفنج‌های شاخی متنوع‌ترین گروه اسفنج‌ها هستند و در دریاها و آب‌های شیرین یافت می‌شوند. اسکلت آن‌ها می‌تواند از سیلیس یا پروتئین اسفنجین باشد و در شکل‌ها و اندازه‌های گوناگون دیده می‌شوند. این اسفنج‌ها با فیلتر کردن آب و ایجاد پناهگاه برای موجودات دیگر، در طبیعت نقش مهمی دارند. از نظر پزشکی هم ارزشمندند، زیرا از آن‌ها داروهای ضدسرطان و ضدمیکروبی تولید می‌شود.

اسفنج‌های هموسکلرومورف (homoscleromorpha)

اسفنج‌های هموسکلرومورف گروه جدیدی با ساختاری ساده هستند که هنوز به طور کامل شناخته نشده‌اند. این اسفنج‌ها در محیط‌های دریایی زندگی می‌کنند و اطلاعات کمی درباره نقش اکولوژیکی آن‌ها وجود دارد. با این حال، ویژگی‌های خاصشان آن‌ها را به سوژه‌ای جالب برای تحقیقات علمی تبدیل کرده است. انتظار می‌رود در آینده اطلاعات بیشتری از این گروه به دست آید.

ویژگی‌های فیزیکی

اسفنج‌های دریایی بدنی کیسه‌مانند و پر از سوراخ‌های ریز دارند که آب از آن‌ها عبور می‌کند. اندازه‌شان از چند میلی‌متر تا چند متر متغیر است و رنگ‌هایی مثل قرمز، آبی، بنفش یا خاکستری دارند. اسکلت آن‌ها از سوزنه‌های کلسیمی، سیلیسی یا پروتئین اسفنجین ساخته شده که به آن‌ها شکل می‌دهد [ویکی‌پدیا فارسی].

زیست‌شناسی

اسفنج‌ها ساده‌ترین حیوانات هستند و سیستم‌های پیچیده مثل مغز یا معده ندارند. آن‌ها با فیلتر کردن آب، غذا می‌گیرند و روزانه تا 2 تن آب را تمیز می‌کنند. تولید مثلشان یا با اسپرم و تخمک است یا از طریق جوانه‌زنی. پژوهش‌ها نشان داده که مقاومت بالای آن‌ها به پرتوها می‌تواند به تحقیقات سرطان کمک کند [asu news].

زیستگاه و توزیع

اسفنج‌ها بیشتر در دریا زندگی می‌کنند، ولی برخی در آب شیرین هم دیده می‌شوند. از سطح آب تا عمق 6000 متری یافت می‌شوند و در مناطق سرد مثل قطب‌ها فراوان‌اند [noaa]. این گستردگی نشان‌دهنده سازگاری بالای آن‌ها با شرایط مختلف است.

نقش اکولوژیکی

اسفنج‌ها با پاک کردن ذرات از آب و ساخت زیستگاه برای موجوداتی مثل خرچنگ و ستاره دریایی، اکوسیستم را سالم نگه می‌دارند. آن‌ها در چرخه‌های مواد مهمی مثل کربن و نیتروژن هم نقش دارند. پژوهش‌های جدید می‌گویند اسفنج‌ها می‌توانند تغییرات آب و هوایی را نشان دهند، چون آثار شیمیایی در آن‌ها افزایش 1.7 درجه‌ای دمای زمین را ثبت کرده است

کاربردهای انسانی :

1. کاربردهای تاریخی

اسفنج‌های دریایی به دلیل ساختار نرم و متخلخلشون که آب رو به خوبی جذب می‌کنه، از قدیم برای نظافت و شستشو استفاده می‌شدن. این موجودات به‌عنوان ابزاری ساده اما کاربردی در زندگی روزمره نقش داشتن.

• مثال 1: یونانیان و رومیان باستان از اسفنج‌های دریایی برای حمام کردن استفاده می‌کردن. اون‌ها اسفنج رو توی آب خیس می‌کردن و برای شستن بدن یا تمیز کردن وسایل خونه به کار می‌بردن.

• مثال 2: توی جنگ‌ها، سربازای رومی اسفنج‌ها رو داخل کلاه‌خود و زره‌هاشون به‌عنوان پد می‌ذاشتن تا ضربه‌ها رو جذب کنه و سرشون راحت‌تر باشه.

• مثال 3: توی دوره رنسانس، نقاش‌ها از اسفنج برای پخش کردن رنگ روی بوم استفاده می‌کردن، چون رنگ رو به‌صورت یکنواخت پخش می‌کرد.

2. کاربردهای دارویی

اسفنج‌های دریایی ترکیبات شیمیایی خاصی دارن که برای ساخت داروهای مهم، به‌ویژه برای بیماری‌های سخت مثل سرطان، آسم و سل، استفاده می‌شه. این ترکیبات به خاطر خواص ضدمیکروبی و ضدسرطانی‌شون خیلی باارزش هستن.

• مثال 1: یه ترکیب به اسم هالیکوندرین b از اسفنج دریایی halichondria okadai گرفته شده که پایه‌ی داروی ضدسرطان اریبولین شده. این دارو برای درمان سرطان پستان پیشرفته استفاده می‌شه و زندگی خیلی‌ها رو نجات داده.

• مثال 2: ترکیب آگمین که از بعضی اسفنج‌ها استخراج می‌شه، خواص ضدالتهابی داره و برای درمان بیماری‌های تنفسی مثل آسم توی تحقیقات پزشکی به کار رفته.

• مثال 3: توی گذشته، بعضی از ترکیبات اسفنج‌ها برای کاهش علائم سل (بیماری ریوی) استفاده می‌شدن و الان هم دانشمندا دارن روی این موضوع بیشتر کار می‌کنن.

3. الهام‌بخشی در فناوری

ساختار عجیب و کارآمد اسفنج‌های دریایی، مثل اسکلت متخلخل یا سوزنه‌های سیلیسی‌شون، به مهندسا ایده داده تا ابزارها و تکنولوژی‌های جدیدی بسازن.

• مثال 1: سوزنه‌های اسفنج‌های شیشه‌ای (که از سیلیس ساخته شدن) الهام‌بخش طراحی میکرولنزها شدن. این لنزها نور رو بهتر متمرکز می‌کنن و توی میکروسکوپ‌ها و دستگاه‌های تصویربرداری پیشرفته استفاده می‌شن.

• مثال 2: ساختار متخلخل اسفنج‌ها به ساخت فیلترهای پیشرفته برای تصفیه آب و هوا کمک کرده. مثلاً توی بیمارستان‌ها از این فیلترها برای حذف ذرات ریز و میکروب‌ها استفاده می‌شه.

• مثال 3: توی صنعت، از این ساختار برای طراحی مواد عایق حرارتی الهام گرفتن، چون اسفنج‌ها می‌تونن جریان هوا رو به خوبی کنترل کنن.

حفاظت و تهدیدات

اسفنج‌ها با آلودگی، گرمایش زمین و برداشت بیش از حد در خطرند. حفاظت از آن‌ها برای طبیعت و سلامتی انسان ضروری است، چون هم اکوسیستم را حفظ می‌کنند و هم در پزشکی کاربرد دارند.

منابع

- [phys.org]

- [ویکی‌پدیا فارسی]

- [asu news]

- [noaa]

- [nbc news]

- [university of rochester]