بدون پلانكتونها دنيا بدل به برهوت خواهد شد

وقتى كه توماس هنرى هاكسلى (T.H.Huxley) زيست شناس انگليسى در قرن نوزدهم كمى از گل كف اقيانوس را در زير ميكروسكوپ خود قرار داد ذرات كوچك و تخم مرغى شكلى را يافت. هاكسلى بدون آنكه بداند اين ذرات چه هستند آنها را «كوكوليتز» (coccoliths) نامگذارى كرد. اين واژه با منشاء يونانى از تركيب دو حرف «بذر» و «سنگ» به وجود آمده بود و كنايه از شكل و همچنين پوسته سنگى آنها داشت. بعدها زيست شناسان توانستند بفهمند كه اين ذرات، پلانكتون هاى گياهى هستند كه پوسته خارجى آنها توسط تركيبات معدنى همچون يك زره پوشيده شده است.

اگرچه بعد از صد سال زيست شناسان توانسته اند تعداد بسيار فراوان و انواع متنوعى از پلانكتون هاى آب هاى شور و شيرين را تشخيص دهند ولى درك آنها از نقش و عملكرد اين گياهان كوچك به هيچ شكل، كامل نيست. امروز، صدسال پس از هاكسلى، هنوز زيست شناسان در حال كشف نقش فيتوپلانكتون ها در هوايى كه توسط ما استنشاق مى شود، غذايى كه توسط ما خورده مى شود و حتى خاكى كه ما بر روى آن قدم مى زنيم، هستند.

بنا بر تعريف فيتوپلانكتون، گياهى است شناور و كوچك كه قادر نيست بر خلاف جريان آب شنا كند. اين گياهان كوچك شناورند و تنها هنگامى كه در جهت امواج در حال حركت هستند، مى توانند از خود مانور نشان دهند. فيتوپلانكتون ها گياهانى تك سلولى هستند. فيتو پلانكتون ها را به ۳ دسته بزرگ تقسيم بندى مى كنند: «كوكوليتوفوريدها»، «دياتومه ها» و «دينوفلاژلاته ها». اسكلت كوكوليتوفوريد ها از كربنات كلسيم پوشيده شده است. در مقابل پوسته خارجى دياتومه ها از سيليكا پوشيده شده است. سيليكا ماده اوليه سنگ، شيشه و كوارتز است.

كوكوليتوفوريدها و دينوفلاژلاته ها پلانكتون هاى آب شور هستند در حالى كه دياتومه اساساً در آب هاى شيرين ديده مى شود. قديمى ترين فسيل شناخته شده از دياتومه ها مربوط به ۱۴۰ ميليون سال پيش است. اين امر برخى از ديرين شناسان را برآن داشته است كه گمان كنند كه دياتومه ها از گياهان علفى منشا شده اند كه قادرند سليكا را از تركيبات سنگى ديگر جدا كرده و به محيط آب رها سازند. پلانكتون ها را مى توان در تمام درياها، رودخانه ها و درياچه مشاهده كرد.

ولى نقش كلان فيتوپلانكتون ها بر سرنوشت كره زمين اساساً توسط پلانكتون هاى آب شور بازى شده است. پلانكتون هاى اقيانوسى در پايه ساختمان غذايى دريايى قرار گرفته اند و تقريباً همه موجودات دريايى به غذايى كه آنها توليد مى كنند، نيازمند هستند. به رغم اندازه كوچك پلانكتون ها، نقش آنها در توليد مواد گياهى در كره زمين قابل توجه است و با مجموعه توليدات گياهى در خشكى هاى جهان تقريباً برابرى مى كند.

پلانكتون هاى دريايى به رغم اينكه در مقايسه با گياهان آوندى روى زمين از وزن زنده بسيار ناچيزى برخوردارند ولى عملكرد فتوسنتز آنها تقريباً با عملكرد گياهان روى زمين برابرى مى كند. علت اين امر بالا بودن بازسازى مواد در اين دسته از گياهان است. به عبارت ديگر يك واحد وزن زنده از پلانكتون ها قادرند بسيار بيشتر و سريع تر از يك واحد وزن زنده از گياهان زمين زى توليد گياهى داشته باشند.

اين گياهان كوچك نياى گياهان زمين زى فعلى هستند. فيتوپلانكتون ها گازكربنيك هوا را گرفته و در فرآيند فتوسنتز، اكسيژن توليد مى كنند. آنها همچنين ورقه هاى كوچك كربنات كلسيمى كه هاكسلى را مبهوت كرده بودند را نيز مى سازند. اين ورقه هاى كوچك بعد از ميليون ها سال بدل به صخره هاى بزرگ و سترگى شده اند كه در برخى از مناطق جهان سر از دريا درآورده اند.

ماده آلى كه توسط اين گياهان كوچك توليد مى شود نقش مهمى در اقتصاد جهانى بازى مى كند. اين ذرات آلى كه به صورت باران به كف اقيانوس ها رسوب كرده اند منابع اصلى گاز و نفتى شده اند كه امروزه چنين با اهميت هستند. انگاره هاى به دست آمده با ميكروسكوپ هاى الكترونيك نشان داده است كه اين فيتوپلانكتون ها بسيار زيباتر از آنچه هستند كه تاكنون تصور مى شد.

كوكوليت ها همواره گرد نيستند بلكه برخى از آنها ورقه اى، كلم مانند، ترومپت مانند و ستاره مانند هستند. اسكلت خارجى دياتومه ها از اكسيدسيليكات تشكيل شده است. دينوفلاژلات ها مى توانند شبيه بسيارى از چيزها باشند. بدون توجه به شكل و اندازه پلانكتون ها، نقش اسكلت خارجى حفاظت از آنها است. در كف اقيانوس، دنيايى است كه در آن پلانكتون ها، پلانكتون هاى ديگر را مى خورند. بنابراين يك مسابقه تسليحاتى براى حفاظت از پلانكتون هاى گياهى برقرار است.

به رغم اندازه بسيار كوچك پلانكتون هاى گياهى آنها مى توانند تكثير يابند و اگر شرايط مناسب باشد توده پلانكتونى را مى توان به وسيله ماهواره ها از فضا تشخيص داد. يك گونه از كوكوليت ها كه به احترام هاكسلى Emiliania huxleyi نامگذارى شده است، نور خورشيد را منعكس مى كند و در مواقعى كه جمعيت اين پلانكتون به اندازه كافى تراكم حاصل كرده باشد، ميليون ها هكتار از اقيانوس ها از آسمان همچون آينه به نظر مى رسند. برخى از دينوفلاژلاته ها در هنگام افزايش، ممكن است مواد سمى از خود ترشح نمايند. اين پديده آشنا موسوم به جذر قرمز است كه در برخى از مواقع باعث كشته شدن ميليون ها ماهى مى شود.

در اواخر دهه هشتم قرن بيستم دانشمندان در دو سوى اقيانوس آرام مجموعه مطالعاتى را آغاز كردند كه به بررسى در مقياس كلان بسيارى از دياتومه ها، دينوفلاژلاته ها و كوكوليت ها ختم شد. در اين مطالعات دانشمندان دريافتند كه تاثير گرمايش جهانى مى تواند بر جمعيت پلانكتون ها بسيار با اهميت باشد. هرگونه افزايش يك باره و چشمگير در جمعيت پلانكتون ها مى تواند بر الگوى مهاجرت ماهى ها، آهنگ رشد آنها، ميزان مرگ ومير آنها و البته بر تراكم گازهاى حياتى در اتمسفر تاثير داشته باشد. بديهى است كه اين مجموعه از تغييرات مى تواند بر سرنوشت نوع انسان نيز تاثير قابل توجهى داشته باشد.

دياتومه ها موضوع كارهاى تحقيقاتى اكولوژيست ها وزيست شناسان تكاملى هستند چرا كه پوسته سخت آنها به خوبى محفوظ مى ماند. علاوه بر اين، اين گياهان تك سلولى را مى توان در هر نوع توده آبى به فراوانى يافت. حتى در برخى از محيط هاى خشك، تنه درخت و سنگ هاى مرطوب نيز دياتومه يافت مى شود. برخى از دياتومه ها نظير Biddulphia laevis و Actinocyclus, Skeletonema punctatum گونه هاى سانتريك هستند. اين بدان معنى است كه اين دياتومه ها نسبت به يك نقطه درونى، داراى تقارن هستند.

دينوفلاژلاته ها به خاطر داشتن زوايد شلاق مانند خود معروفند. علاوه بر اين گروهى از پلانكتون هاى دريايى به خاطر تنوع فراوانشان شناخته شده هستند. برخى از آنها با فتوسنتز زنده اند، برخى ديگر، انواع پلانكتونى ديگر را مى خورند و برخى قادرند نور توليد نمايند. برخى از اين پلانكتون ها پارازيت ماهى ها هستند و برخى ديگر قادرند ماده سمى از خود ترشح نمايند. اين مواد سمى مى تواند بسيارى از جانوران آبزى را مسموم كرده و از طريق خوردن يا خورده شدن در طول زنجيره غذايى به حركت درآيد.

اگر يك دبه آب دريا را در هر نقطه از جهان بيرون بكشيد و قطره اى از آن را زير ميكروسكوپ بگذاريد ميليون ها نمونه ازEmiliana huxleyi را در آن خواهيد ديد. اين پلانكتون ها فراوان ترين كوكوليتوفوريد جهان هستند كه تك سلولى هستند و داراى زره اى همپوشند. برخى ديگر از كوكوليتوفوريدها داراى زره هاى ورقه اى هستند. ولى پلانكتون ها با زره هاى ورقه اى به اشكال فراوان ديگر نيز ديده مى شوند.

اشكال ويژه زره هاى كلسيتى در پلانكتون هاى گياهى بدون شك تحت تاثير زئوپلانكتون ها شكل گرفته است. وجود زره هاى سخت براى مقابله با اين چراكنندگان اقيانوسى واجد ارزش انتخابى بوده است و به تدريج پلانكتون هاى گياهى را صاحب انواع متفاوتى از آنها كرده است. علاوه براين ميان برخى از دياتومه ها و كوكوليتوفوريدها روابط همزيستى كه ممكن است براى دو طرف سودمند بوده باشد تكامل پيدا كرده است. اما سود حاصل از اين كار تاكنون ناشناخته مانده است.