مراقبت و تغذیه مرجان ها – بخش دوم

مرجان از چه چیزی ساخته شده است؟

از روی خودخواهی و غرور، ما مرجان ها را حیوانات اولیه می دانیم ولی با این حال آن ها موجودات شگفت انگیزی هستند.

مرجان ها را می توان به عنوان یک واژه تعریف کرد که به نظر من قسمتی از فیلم ستاره دنباله دار، واحد های کربنی به کاررفته است. آن ها موجوداتی آلی ارگانیک هستند، که مسیرهای بیوسنتزی مختلف را با بسیاری از جنبه های تغذیه ای مهم پردازش می‌کنند. مانند همه موجودات زنده، مرجان ها از اتم‌های کربن، اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده اند. طبیعت نیتروژن را همراه با فسفر، گوگرد و بقیه به ترکیب اضافه می‌کند. برای تغذیه مرجان ها کمی بیشتر (گروه) طبقه زیست‌شیمی مان،مرجان ها از پروتئین‌ها، لیپیدهای حاوی چربی ها، روغن ها، موم ها همراه با کربوهیدرات ها و مواد معدنی به یک شیوه اندازه گیری شده تشکیل شده‌اند. شکل 1 را ببینید.

به عنوان یک قانون کلی، پروتئین ها 50 درصد از وزن خشک بافت مرجانی تشکیل می شوند. پروتئین ها از اسید آمینه هایی شامل کربن، هیدروژن، نیتروژن با شاید کمی گوگرد ساخته شده اند. بعضی از اسید آمینه ها با مرجان ها ترکیب می شوند، در حالی که بقیه این گونه نیستند، و به این ها اسید آمینه های “ضروری” گفته می شود. اسید آمینه های ضروری در این مجموعه مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

لیپیدها یک منبع انرژی یا ترکیبات ساختاری هستند و حدود یک سوم از وزن خشک و مرجان را تشکیل می دهند. چربی ها از اسیدهای چرب ساخته شده از کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده اند. مانند اسید آمینه ها، مرجان ها می توانند بعضی از اسیدهای چرب را بسازند، در حالی که بقیه _اسیدهای چرب ضروری_ باید از زوکسانتلا همزیست یا از طریق تغذیه به دست آورده شوند. اسیدهای چرب و لیپیدها موضوع مقاله ی بعدی خواهند بود.

کربوهیدرات ها_هیدرات ها ی کربن مانند قندها و الکل ها بخش اصلی بافت مرجانی هستند. این‌ها باید از طریق زوکسانتلاها و یا از طریق تغذیه دریافت شوند.

خاکستر_ترکیبات ارگانیک غیر فرار که از مواد معدنی، نمک ها و غیره تشکیل شده‌اند.

ما به خوبی می دانیم که بسیاری از مرجان ها قادر به ساخت اسکلت های ساخته شده از کلسیم، منیزیوم، استرانسیم و دیگر مواد هستند. این مواد از ستون آب جذب می شوند. حرکت آب نقش مهمی در تحویل آن ها دارد. تولید طرح اولیه اسکلت و محتوا موضوع بخشی از این مجموعه خواهد بود.

شکل .1 پروتئین‌ها حدود یک دوم از وزن خشک مرجانی (ها) را با چربی ها در حدود یک سوم تشکیل می‌دهند. کربوهیدرات ها مواد معدنی غیر فعال (خاکستر) و ترکیبات نامشخص (غیر قابل توصیف) بقیه را تشکیل می‌دهند.

آتروتروفی در برابر هتروتروفی

وقتی که ما به رابطه بین زوکسانتلا و مرجان توجه می کنیم، تغذیه مرجان ها به یک مسئله نسبتاً مبهم تبدیل می‌شود. وقتی شرایط مناسب باشد، زوکسانتلاها (symbiodinium spp.) هستند، یعنی آن ها می توانند تمام مواد مغذی مورد نیاز را برای زندگی خود تولید کنند. از طرف دیگر مرجان هتروتروفیک است، یعنی آن باید مواد مغذی را به واسطه تغذیه به دست آورد. سیمبیودینیوم مقداری از مواد غذایی را طی فرآیندی به نام “انتقال” فراهم می‌آورد. و قطعه ضخیم‌تر می‌شود. شکل 2.اهمیت فتوسنتز و محصولات انتقال یافته از آن را نشان می دهد.

شکل 2. فتوسنتز در زوکسانتلاها و تقسیم محصولات تولید شده از طریق فرایند فتوسنتز مواد غذایی مهمی برای مرجان حیوانی فراهم می‌کند. برگرفته از سوروکین،1981.

معمولاً اتفاق نظر براین است که زوکسانتلاها، به اندازه کافی کربن آلی (قندها کربوهیدرات ها و غیره) به میزبان مرجانی انتقال می‌دهند و این موضوع چند سال پیش اساس بحث و گفتگو در میان علاقمندان در مورد ضرورت تغذیه مرجان در اسارت بود. کربن آلی به تنهایی مرجان را برای یک دوره طولانی بیش تر آن چه که یک رژیم غذایی کربوهیدرات یک انسان را حفظ می کند، حفظ نخواهد کرد.

انتقال کربوهیدرات ها از زوکسانتلاها به مرجان با این حال چیز بدی نیست. از کربوهیدرات ها می توان برای تولید لیپیدها و پروتئین ها استفاده کرد. پس از آن سوالاتی در آن مورد پیش می آید که پروتئین ها و لیپیدها می توانند به واسطه ی مرجان تولید شوند، که باید از طریق غذا، و البته، مقدار مواد به دست آیند (صرف نظر از منبع پیشرونده).

با توجه به این گفته، به نظر می رسد که موضوع به چه چیزی و چه مقدار برای تغذیه مرجان ها خلاصه می شود. اگر مرجان حاوی زوکسانتلای همزیست نباشد، این مسائل مهم و حیاتی می شود. تا وقتی که تلاش نکنید مرجان ها را به طور دستی تغذیه کنید (مانند گونه های tubastrea که فاقد زوکسانتلا هستند)، توجه به جریان آب برای تهیه ی منابع غذایی ضروری است. اگر مرجان حاوی زوکساتلا باشد، پس توانایی آن ها برای تولید موادی که انتقال یافته اند (بعضی از اسدآمینه ها، لیپیدها، و کربوهیدرات ها) به نور مناسب (طیف و شدت) و بنابراین فتوسنتز (و هم چنین جریان آب مناسب) بستگی دارد.

داینوفلاژیت های همزیست مرجان-سیمبیودینیوم

مرجان ها و جلبک ها تکامل یافته اند و یک ارتباط همزیستانه با نوع سیمبیودینیوم دارند. این داینوفلاژیت ها نسبتاً سخت و متوقع هستند، و اگر نیازهای آن ها رفع نشوند (خصوصاً وقتی که شدت نور خیلی کم می شود)، آن ها ممکن است بمیرند، و یا احتمالاً انگلی شوند. بنابراین، ما به عنوان علاقه مندان، باید نیاز به نور با طیف و شدت مناسب و نیازهای غذایی آن ها را رفع کنیم. با این حال، نور مناسب به خودی خود عملاً بی فایده است مگر این که حرکت آب مطابق حداقل الزامات باشد.

شکل4. صدها سیمبیودینیوم (زوکسانتلا) در بافت های یک مرجان سنگی پوسیلپورا دامیکورنیز هاوایی.عکس توسط نویسنده گرفته شده است.

مرجان ها حفاظت از زوکسانتلاها را به صورت یک مسکن فراهم می سازند، و ضایعات آن ها ممکن است مثل کود عمل کند. در عوض، زوکسانتلا اسیدآمینه ها، لیپیدها، کربوهیدرات ها، و احتمالاً ویتامین هایی تهیه و تولید می کنند. شکل 5 و 6 را ببینید.

شکل 5.زوکسانتلاها بسیاری از ترکیبات آلی را از موادی مانند آمونیاک و بی کربنات تولید می کنند. بعضی از این ترکیبات با مرجان مشترک هستند.

شکل 6.این نمودار اطلاعات ارائه شده در شکل 5 را تفسیر می کند. لیپیدها بخشی از اکثر محصولات مشترک، و همچنین گلیسرول و گلوکز (به ترتیب الکل قند و قند ساده)، اسید آمینه گلوتامین و آلانین و در نهایت مواد ناشناخته ای را تشکیل می دهند. برگرفته از پیرز و موسکاتین،(1971).

تغذیه ی زوکسانتلاها

زوکسانتلاها باید به دقت مورد مراقبت قرار گیرند زیرا آن ها مواد مغذی برای بی مهرگان میزبان خود فراهم می سازند. آن ها باید به درستی تغذیه شوند و سطوح مناسبی از روشنایی باید برای آن ها فراهم شده باشند. مانند همه ی گیاهان و جلبک ها ،symbiodinimum spp.، نیازهای غذایی دارند، و آن ها خیلی متفاوت از گیاهان زمینی نیستند.

با نگاهی به کیسه هایی از کود که برای گیاهان یا چمن های خانگی طراحی شده است، مقادیر مغذی موجود در مواد آشکار می شود. این به عنوان عدد NPK شناخته شده است، درحالی که N علامت نیتروژن، P علامت فسفر، و K علامت پتاسیم است. این ها مواد مغذی اصلی مورد نیاز برای رشد گیاه هستند. مواد مغذی دیگر شامل کلسیم، منیزیوم، و گوگرد می باشند. مواد مغذی ریز برای سلامتی زوکسانتلاها شامل مس، آهن، منگنز، مولیبدن، زینک، و نیکل هستند، و احتمالا عناصر دیگری نیز(مانند بور و کبالت) لازم و ضروری هستند.
به خاطر داشته باشید که این مواد مغذی و ریز و مغذی ها مورد نیاز میزبان نیز هستند.

مواد مغذی درشت

برابر با اهداف این مقاله، ما آن مواد مغذی درشت برای سلامتی، رشد، و تکثیر زوکسانتلاها مانند نیتروژن، پتاسیم، و فسفر را در نظر می گیریم. من کربن را نیز اضافه کرده ام.

کربن

در گیاهان زمینی، منبع کربن برای فتوسنتز گاز دی اکسید کربن است. در محیط های آبزی دریایی، دی اکسید کربن معمولاً کم در دسترس وجود دارد، بنابراین منبع کربن غیرارگانیک دیگری_کربنات (به صورت قلیایی) مورد استفاده قرار می گیرد. زوکسانتلاها هم چنین می توانند از مقدار کم دی اکسید کربنی که مرجان تنفس می شود استفاده کند.

رنگدانه های فوتو ی کشف شده در زوکسانتلاها حاوی مقادیر نسبتاً زیادی کربن هستند. یک نمونه پریدینین، یک رنگدانه ی جانبی عمده کشف شده در داینوفلاژیت ها است:

پریدینین: (C39H50O7)

علاوه بر رشد و تکثیر زوکسانتلاها، کربن هم چنین در سنتز پروتئین ها، کربوهیدرات ها و لیپیدهایی که ممکن است به گروه بی مهرگان منتقل شده باشند (استفاده می شود).

نیتروژن

نیتروژن به شکل آمونیوم (NH4+) مهم ترین منبع نیتروژن غیرارگانیک برای تولیدکنندگان اولیه است (گیاهان، جلبک ها؛ سوانسون و هوگ گلدبرگ،1998). در میزان Ph مشاهده شده در اقیانوس و آکواریوم های به خوبی حفاظت شده، آمونیوم (برخلاف آمونیاک- NH3+) شکل رایج نیتروژن غیر ارگانیک است. شکل 7 را ببینید.

معمولاً پروتئین ها حاوی 16% نیتروژن هستند. مقدار نیتروژن فوتورنگدانه ی اصلی زوکسانتلاها (کلروفیل a: C55H72N4O5Mg) حدود 6% وزن نیتروژن است. پروتئین های فلورسنت مرجانی (کروموپروتئین های غیرفلورسنتی) حاوی مقادیر قابل توجهی نیتروژن هستند. شکل 8 را ببینید.

شکل 8. کروموفور پروتئین فلورسنت سبز(GFP) که اجداد همه ی پروتئین های فلورسنت دیگر تصور می شود. این پروتئین ها از طریق گروه بی مهرگان تولید می شوند، نه زوکسانتلاها. نیتروژن یک مولفه و ترکیب کننده ی مهم است. از چالفی و کاین، 2006.