اسفنج ها چیست؟ – ویژگی ها، انواع و کاربرد آن ها

اسفنج ها جانورانی هستند که در دسته ی بی مهرگان قرار می گیرند و در خیلی از مواقع در دریاها زندگی می کنند. این جانوران ساده ترین دسته ی موجودات بوده و شکل ظاهری که دارند تحت تاثیر محیط زندگی و نوع آبی است که در آن زندگی می کنند. اندازه این جانوران که در یک نقطه ثابت و به طور غیرمتحرک در دریاها هستند، دارای اندازه هایی بین چند میلی متر تا چند متر هستند. عمق آب های محل سکونت اسفنج ها زیاد بوده وبیشتر این جانداران به اجسام داخل دریا می چسبند. نکاتی درباره ی این جانداران در کتاب های علوم پایه چهارم و پایه نهم آورده شده است. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک اطلاعات ما را درباره ویژگی های اسفنج ها و انواع آن ها بالا می برد.

اسفنج ها چه موجوداتی هستند؟

اسفنج ها با شکل های مختلف (گرد، مسطح، کوزه ای و …) از دسته ی بی مهرگان هستند. رنگ های آن ها می تواند قرمز، زرد، نارنجی، بنفش، آبی و یا سیاه باشد. محل زندگی آن ها در قسمت های عمیق (تا ۷ کیلومتر) دریاها و آب های شور و به صورت چسبیده به اجسامی مانند صدف ها است. یکی از تفاوت های اسفنج ها با مرجان ها بدن نرم آن هاست. اما مرجان ها دارای بدنی سخت و محکم هستند. در بدن اسفنجها بافت یا اندام مشخص و متمایزی وجود نداشته و تقارن در بدن آن ها دیده نمی شود. شکلی که اسفنج ها دارند متاثر از محل زندگی آن ها برای جذب آب و مواد غذایی است. برخی از این جانوران را می توان در آب های شیرین دید.

ساختار بدنی اسفنج ها

ساختار بدنی این جانوران، یک توده توخالی است که توسط ماده ژله مانندی که مزانشیم یا مزوهیل نامیده می شود، حفظ می شود. کلاژن ماده ی تشکیل دهنده این مزانشیم است. سلول های یقه ای، پوشاننده سطح داخلی این جانوران هستند. چون تاژک سلول های استوانه ای یقه ای، توسط یقه یا طوقه ای پوشیده شده، این نام را به خود اختصاص داده اند. در بدن این جانوران یک حفره ای وجود دارد که ورود و خروج آب از آن صورت می گیرد. تاژک هایی که در سلول های یقه ای وجود دارد، با حرکات خود باعث هدایت آب در داخل این حفره ها می شود. کانال هایی به نام اوستیوم ها راه به حفره ی اسفنجها دارند که بعد از گذر از مزانشیم به اینجا می رسند.

سلول های صفحه مانندی مثل پیناکوسیت ها که پوشاننده سطح اسفنجها هستند، سلول های لوفوسیت و کولنسیت که ترشح کننده کلاژن هستند، رابدیفر، اووسیت و اسپرماتوسیت به عنوان سلول های تولید مثلی و … از دیگر سلول هایی هستند که در ساختار بدنی این جانداران وجود دارند.

اسکلت در اسفنج ها

اسکلت داخلی در اسفنجها مزوهیل و تنها بافت موجود در آن هاست. محکم شدن مزوهیل ها توسط یک سری ساختارهای معدنی (اسپیکول ها) و یا رشته های پروتئینی (اسپونجین ها) و یا هر دوی آن ها انجام می شود. سیلیکا و کربنات کلسیم مواد اصلی تشکیل دهنده ساختارهای معدنی هستند.

تولید مثل

اسفنجها به دو شکل تولید مثل جنسی و غیرجنسی می توانند تکثیر یافته و زیاد شوند. در تولید مثل غیرجنسی، با جوانه زدن و تشکیل کلونی و رشد آن، تکثیر اتفاق می افتد. اما در تولید مثل جنسی، سلول تخم از ترکیب تخمک ها و اسپرم ها در آب تشکیل شده، سپس سلول تخم با شنا کردن خود را به محل های مناسب برای رشد می رساند. روش دیگری که برای زیاد شدن اسفنجها وجود دارد، تشکیل اسفنجهای جدید از خود ترمیمی تکه های کوچک اسفنجهای جدا شده است.

سیستم گردش آب

بدن اسفنجها در تشابه دادن به یک دودکش می تواند آب را توسط قسمت های مختلف در پایین بدن بگیرد و بیرون کردن این آب گرفته شده از دهان کوچکی (اسکولوم) انجام می شود که در قسمت بالای بدن این جانداران است. راه کنترل ورود و خروج آب با تنگ کردن اسکولوم ها انجام شده و متعادل شدن جریان آب نیز با حرکت تاژک ها انجام پذیر است. توقف جریان آب زمانی توسط این جانداران انجام می شود که در آب ورودی مواد زاید و مضر باشد. بافت های پیناکوسیت و کوانوسیت که بافت پوششی این جانوران می باشند، با داشتن خاصین انعطاف پذیری و قابلیت تغییر شکل مزوهیل، می توانند برای سازگاری با محیط زندگی، ساختار بدن اسفنجها را تغییر دهند.

تغذیه و تنفس اسفنج ها

در اسفنجها سیستم های گوارشی، تنفسی و گردش خون و دفع مواد زاید مجزایی وجود ندارد. تنها سیستمی که در بدن آن ها وجود دارد و تمام فعالیت های مربوط به سیستم های مختلف را می تواند انجام دهد، سیستم گردش آب است. آبی که از این سیستم عبور می کند، مواد غذایی مورد نیاز این جاندار را تامین می کند. سوراخ هایی که در سطح بدن اسفنجها وجود دارند و ضرباتی که سلول ها به هم وارد می کنند، آب جریان پیدا می کند. با جریان آب است که مواد غذایی مورد نیاز آن ها فراهم می شود.

با همین سیستم جریان آب است که اکسیژن مورد نیاز این جانور نیز فراهم می شود. آب تنها جایی است که اسفنجها می توانند تنفس کرده و زنده بمانند. اعضای متحرکی در بدن این جانوران وجود ندارد و انجام عمل تنفس با عبور جریان آب از بین همان سوراخ ها یا اتاقک هایی است که سطوح بدن آن ها را می پوشاند.

حرکت اسفنج ها

بیشتر اسفنجها ثابت و بی تحرک هستند. اما حرکت آمیبی که توسط سلول های پیناکوسیت ها انجام می شود، نوع حرکتی است که اسفنجهای متحرک دارند. سرعت حرکت آن ها ۱ تا ۴ میلی متر در روز در کف دریاست. اما نوع حرکت در برخی دیگر از اسفنجها با منقبض کردن بدن و یا با باز و بسته کردن استیوم آن ها انجام می شود. بعضی دیگر از این جانداران نیز دارای حرکت آزادانه هستند.

رده های اسفنج ها

در دسته بندی اسفنج ها می توان آن ها را در چهار دسته قرار داد. اسفنجهای آهکی، شیشه ای، دمواسپونج ها و هومواسکلرومورفا رده های تشکیل دهنده این جانداران هستند. در اسفنجهای آهکی، جنس اسکلت خارجی از آهک بوده و تمام سلول های تشکیل دهنده آن ها دارای یک هسته و یک غشای خارجی هستند. رده دمواسپونج ها دارای اسکلت خارجی از جنس آراگونیت بوده و سلول های یک هسته ای و یک غشایی دارند. اما رده هومواسکلرومورفا فاقد اسکلت خارجی هستند.

اسفنج های شیشه ای

در اسفنجهای شیشه ای اسکلت خارجی وجود ندارد و خارهای (اسپیکول ها) تشکیل دهنده آن ها از جنس سیلیس است. این خارها مابین بافت اصلی که به مانند تار عنکبوت است، قرار می گیرند. بافت اصلی متشکل از چند سلول با غشای پلاسمایی مشترک هستند. با جریان یافتن مایع درون این سلول ها، اندامک های آن ها می توانند جابجا شوند. سلول هایی در این نوع از اسفنجها وجود دارد که فقط یک سلول با یک سیتوپلاسم دارند، ولی ارتباط آن ها با سلول های دیگر از طریق یک سری زائده های سیتوپلاسمی انجام می شود.

رابطه اسفنج ها با موجودات دیگر

چون از اسفنجها ترشحاتی خارج می شود که دارای بوی نامطبوعی هستند، مورد حمله و یا تغذیه جانداران دیگر نیستند. با این وجود بعضی از نرم تنان دریایی از این جانداران به عنوان غذا استفاده می کنند. یا اینکه موجوداتی مانند برخی از بندپایان، کرم ها و نرم تنان ساختار بدنی اسفنجها را به عنوان محل زندگی خود انتخاب می کنند. برخی از صدف های حلزون ها، محل رشد بعضی از اسفنجها است. پناهگاه برخی از خرچنگ ها، این صدف ها بوده و که با گذشت زمان صدف را جذب می کنند. بعد از این جذب، زندگی خرچنگ در داخل بدن اسفنجها ادامه می یابد.

کاربردهای اسفنج ها

از جمله کاربردهای اسفنجها در پزشکی و داروسازی است. به عنوان مثال از نوعی اسفنج دریایی به نام کران کران، مولکول های خاصی تولید می شود که در تهیه داروهای درمان کننده سرطان به کار گرفته می شود. همچنین محققان معتقدند که این ماده را می توان در تهیه داروهای ضد آلزایمر به کار برد. سم تولید شده از یک نوع اسفنج دریایی به نام هالیکونا، خاصیت ضد سرطانی داشته و از تکثیر این سلول ها جلوگیری می کنند. خواصی چون نوع و اندازه مولکول های تشکیل دهنده این ماده، آن را مناسب برای تهیه داروها کرده است.

از استفاده های دیگر اسفنجها در ساخت سرنگ هایی است که به دلیل وجود ریز اسفنجها در آن ها، مناسب برای ترمیم زخم ها می شوند. یعنی با تزریق آن ها در زخم ها، ریز اسفنجها یک بند کننده ی خون به وجود می آورند و سریع خونریزی را قطع می کنند. همچنین در نوعی از اسفنج ها، ماده ای وجود دارد که دارای انسولین بوده و در درمان بیماران دیابتی استفاده می شود. اسفنج دریایی در هنگام آزاد شدن انسولین و کاهش قند خون، دچار انقباض شده و به اندوختن انسولین اضافی تولید شده می پردازد.

انواع اسفنج ها

اسفنج ها در چهار دسته طبقه بندی می شوند: اسفنج های آهکی (Calcarea)، اسفنج های شیشه ای (Hexactinellida)، دموسفنج ها (Demospongiae) و اسفنج های اخیراً شناخته شده و پوشاننده (Homoscleromorpha). وجود و ترکیب اسپیکول ها و اسفنجین از ویژگی های متمایز کننده بین کلاس های اسفنج است.

دمو اسفنج ها ممکن است دارای اسپیکول باشند یا نداشته باشند، حدود ۹۰ درصد از همه گونه های اسفنجی شناخته شده از جمله همه گونه های آب شیرین را تشکیل می دهند و دارای وسیع ترین محدوده زیستگاه هستند.

اسفنج‌های آهکی که دارای اسپیکول‌ های کربنات کلسیم و در برخی گونه‌ ها اسکلت بیرونی کربنات کلسیم هستند، به آب ‌های دریایی نسبتا کم‌عمق که در آن تولید کربنات کلسیم آسان ‌تر است، محدود می ‌شوند. آنها فاقد اسفنج هستند.

اسفنج‌ های شیشه ای یا هموسکلرومورفا معمولاً به شکل حجیم یا پوشاننده هستند و ساختار بسیار ساده ‌ای دارند و تغییرات بسیار کمی در شکل اسپیکول دارند (همه اسپیکول‌ ها بسیار کوچک هستند). اسفنج های Hexactinellid دارای اسکلت های داخلی شبکه مانند محکم هستند که از اسپیکول های ذوب شده سیلیس تشکیل شده است. تمایل دارند کم و بیش فنجانی شکل باشند.

از آنجایی که آب برای اسفنج ها برای دفع، تغذیه و تبادل گاز حیاتی است، ساختار بدن آنها حرکت آب را از طریق اسفنج تسهیل می کند. ساختارهایی مانند کانال ها، محفظه ها و حفره ها آب را قادر می سازند تا از طریق اسفنج به تقریباً تمام سلول های بدن حرکت کند. بسیاری از حدود ۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ گونه شناخته شده اسفنج ها فیلتر خور هستند و از باکتری ها و سایر ذرات غذا در آب تغذیه می کنند. با این حال، تعداد کمی از گونه‌های اسفنجی که در محیط ‌های فقیر از غذا زندگی می ‌کنند به گوشتخوارانی تبدیل شده‌ اند که عمدتاً سخت ‌پوستان کوچک را شکار می‌کنند. گونه های دیگر میزبان میکروارگانیسم های فتوسنتز کننده به عنوان درون همزیستی هستند. این اتحادها اغلب غذا و اکسیژن بیشتری نسبت به مصرف خود تولید می کنند.