أنواع التكيفات البيولوجية للكائنات الحية في البيئة المائية
- في عالم المخلوقات المائية، يمتلك كل كائن حي مجموعة من التكيفات التي تساعده على البقاء في بيئته المائية سواء كانت في محيطات عميقة أو بحيرات ضحلة.
- كيف تتكيف الأسماك مع تغيرات درجة الحرارة؟ كيف يمكن للكائنات البقاء في بيئات مائية مالحة أو قليلة الأكسجين؟
- في هذا الدرس سنستكشف هذه التكيفات الفسيولوجية والسلوكية والتركيبية التي تتيح للكائنات المائية العيش في ظروف بيئية متنوعة.
(1) التكيف الفسيولوجي (الوظيفي)
- الكائنات الحية في البيئة المائية تطور تكيفات فسيولوجية خاصة تمكنها من البقاء في بيئاتها .
-أى تكيفات أو تعديلات فى طريقه أداءها لوظائفها الحيوية.
- على سبيل المثال، تمتلك بعض الأسماك التي تعيش في أعماق المحيطات قدرات خاصة لتنظيم التنفس في ظروف نقص الأكسجين.
- وللتكيف مع ضغط الماء المرتفع في الأعماق، تتمتع أسماك الأعماق بشرايين وأوردة قوية ومتينة تتحمل الضغط المرتفع . كما أن لديها قدرة على تعديل ضغط الدم بشكل فعال ليظل متناسبًا مع الضغط الخارجي.
- من الأمثلة الشهيرة لهذه الأسماك (ثعبان الماء الكهربائي Electric Eel) الذي يعيش عند أعماق تصل إلى آلاف الأمتار، حيث تكون مستويات الأكسجين منخفضة للغاية طورت هذه الأسماك خياشيم كبيرة للغاية، مع شعيرات دموية دقيقة جداً تزيد من كفاءة استخلاص الأكسجين القليل الموجود بالماء. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها إبطاء معدل الأيض (Metabolism) لديها لتقليل احتياجاتها من الأكسجين.
الأسموزية والضغط الاسموزي
- الأسموزيه هي ظاهره انتقال او انتشار الماء من المحلول المخفف الى المحلول المركز من خلال غشاء شبه منفذ يفصل بين المحلولين كما بالشكل.
- الضغط الاسموزى هو الضغط الناشئ عن وجود فرق فى تركيز المحلول كنتيجه لوجود الماده المذابه والذي يؤدى الى انتشار الماء بالاسموزية.
- المحلول الأعلى تركيزاً لديه ضغط أسموزى أعلى من المحلول الأقل تركيزاً مما يجعله يسحب الماء من المحلول الأقل تركيزاً كما بالشكل.
تكيف كائنات المياه العذبة فسيولوجياً مع انخفاض الضغط الإسموزي
- وضحت التجربة السابقة ما الذي يمكن أن يحدث للكائن الحي الذي يعيش في المياه العذبة نتيجة انخفاض الضغط الإسموزي للمياه عن الضغط الإسموزي للمحاليل بأجسام تلك الكائنات.
- تقوم أجسام تلك الكائنات بسحب كميات كبيرة من المياه مما يؤدي إلى انفجارها وموتها. فكيف تتكيف هذه الكائنات مع خصائص بيئة الماء العذب؟
- تمتلك الكائنات الحية وحيدة الخلبة مثل الأميبا والبراميسيوم واليوجلبنا تركيباً أوعضياً خلويًا يسمى الفجوة المنقبضة تقوم الخلية بتجميع الماء الزائد عن الحاجة بها، ثم تدفعها نحو الغشاء الخلوى لتفريغ ما بداخلها من ماء إلى خارج الخلية كما بالشكل.
- أما الكائنات الحية عديدة الخلايا كالأسماك، فتتخلص من الماء الزائد الذي يدخل إلى الجسم خلال الجلد والفم والخياشيم عن طريق الكليتين على شكل بول مخفف.
- تقع الكليتان في الأسماك في تجويف البطن على جانبي العمود الفقرى كما بالشكل.
- أما الأسماك التي تعيش فى المياه المالحة فهى تحتاج إلى ابتلاع كميات كبيرة من الماء لتعويض فقدان الماء من جسمها بالإسموزية ومصدرها في ذلك هو مياه البحر عالية الملوحة ، ثم تقوم بإخراج الأملاح الزائدة عن طرق الكلبتين وخلايا متخصصة في الخياشيم.
- من التكيفات الفسيولوجية لمواجهة ملوحة الماء المرتفعة في المحيطات والبحار نجد أن أسماك القرش تحافظ على توازن الماء والأملاح داخل أجسامها بواسطة آلية خاصة للتحكم في مستوى اليوريا في دمائها حيث أن (اليوريا هى مركب نيتروجيني يُفرز في بول العديد من الحبوانات) يتم التخلص منه.
- تحتفظ أسماك القرش بتركيز عال من البوريا في دمائها، مما يزيد من الضغط الأسموزي لها، ليصبح قريبًا من الضغط الأسموزي للمياه المحيطة مما يساعد في تقليل فقدان الماء من جسمها إلى البيئة المحيطة ذات الملوحة العالية.
(2) التكيفات السلوكية
- التكيفات السلوكية تشمل تصرفات أو سلوكيات معينة تقوم بها الكائنات الحية لتجنب الظروف القاسية أو لاستغلال الموارد المتاحة بشكل أفضل.
- على سبيل المثال، بعض الأسماك تهاجر بين المياه العذبة والمالحة للتكاثر والبقاء.
- يولد سمك السلمون في المياه العذبة، ثم ينتقل إلى البحر حيث يقضي معظم حياته البالغة، قبل أن يعود إلى الأنهار مرة أخرى للتكاثر.
- عندما يفقس بيض السلمون ، تقضي صغاره الفترة الأولى من حياتها في المياه العذبة.
- خلال هذه المرحلة، يتأقلم الصغار مع بيئة المياه العذبة عند الوصول إلى حجم معين، تمر الأسماك بعملية ببولوجية تُعرف باسم «التكيف الأسموزي (Smoltification) والتي تتبع لها الانتقال إلى المياه المالحة في البحر.
- عندما يصل السلمون إلى مرحلة النضج الجنسي، يبدأ في العودة مرة أخرى إلى الأنهار التي ولد فيها للتكاثر.
- قدرة السلمون على الانتقال بين البيئات المختلفة تعود إلى قدرته على إحداث تكييفات فسيولوجبة معقدة.
- فعلى سبيل المثال، نظامه الدوري والجهاز التنفسي يتكيفان مع التغيرات في درجة الملوحة وكمية الأكسجين المختلفة في المياه العذبة والمالحة.
