العوالق: المحرك الخفي للمحيط

العوالق، مشتقة من الكلمة اليونانية "planktos" والتي تعني "العائم" أو "المتجول"، هي مجموعة متنوعة من الكائنات المجهرية التي تسكن محيطات العالم وبحاره وحتى البيئات العذبة. على الرغم من صغر حجمها، فإن العوالق وفيرة بشكل لا يصدق وتلعب دورًا محوريًا في النظام البيئي العالمي، مما يؤثر على كل شيء بدءًا من الشبكة الغذائية البحرية إلى تنظيم المناخ. تقدم هذه المقالة نظرة عامة شاملة على العوالق، وتستكشف أنواعها المتنوعة وأهميتها البيئية والتحديات التي تواجهها في عالم متغير. سنتعمق في أمثلة من مناطق محيطية مختلفة، مما يضمن منظورًا عالميًا حول هذه الكائنات البحرية الأساسية.

ما هي العوالق؟

على عكس العوالق القادرة على السباحة بنشاط ضد التيارات (مثل الأسماك والثدييات البحرية)، فإن العوالق تخضع إلى حد كبير لرحمة تيارات المحيط. هذا لا يعني أنها سلبية تمامًا؛ فالعديد من الكائنات العوالق لديها تكيفات تسمح لها بالتحكم في وضعها الرأسي في عمود الماء.

تنقسم العوالق على نطاق واسع إلى مجموعتين رئيسيتين:

• العوالق النباتية: هذه عوالق تشبه النباتات، وهي في الغالب طحالب وحيدة الخلية، تقوم بعملية التمثيل الضوئي، وتحول ضوء الشمس إلى طاقة. وهي المنتجات الأولية في الشبكة الغذائية البحرية، وتشكل أساس النظام البيئي بأكمله. تشمل الأمثلة الدياتومات والسوطيات الدوارة والكوكوليثوفورات والبكتيريا الزرقاء.
• العوالق الحيوانية: هذه عوالق شبيهة بالحيوانات، بما في ذلك القشريات المجهرية والمراحل اليرقية للحيوانات الأكبر حجمًا (يرقات الأسماك، يرقات سرطان البحر) والكائنات الأخرى غيرية التغذية التي تتغذى على العوالق النباتية أو العوالق الحيوانية الأخرى. تشمل الأمثلة مجدافيات الأرجل والكريل ويرقات قنديل البحر وثقبيات.

حجم المسألة (أحيانًا): تصنيف حجم العوالق

في حين أنها مجهرية بشكل عام، يتم تصنيف العوالق كذلك حسب الحجم. يعرض الجدول التالي تصنيفات الحجم الشائعة، مقاسة بالبعد الأكبر:

فئة الحجم	نطاق الحجم	أمثلة
ميغابلاكتون	> 20 سم	قنديل البحر، مساميات
ميكروبلاكتون	2 – 20 سم	كريل، بعض المجذافيات
ميزوبلاكتون	0.2 – 20 مم	مجدافيات الأرجل، ثقبيات
ميكروبلاكتون	20 – 200 ميكرومتر	دياتومات، سوطيات دوارة
نانوبلاكتون	2 – 20 ميكرومتر	كوكوليثوفورات، سياط صغيرة
بيكو بلاكتون	0.2 – 2 ميكرومتر	بكتيريا زرقاء، بكتيريا صغيرة
فيمتو بلاكتون	0.02 – 0.2 ميكرومتر	فيروسات

الدور الحيوي للعوالق في النظام البيئي البحري

تلعب العوالق عدة أدوار حاسمة في المحيط، مما يجعلها ضرورية لصحة النظام البيئي البحري وعمله:

• الإنتاج الأولي: العوالق النباتية مسؤولة عن ما يقرب من نصف جميع عمليات التمثيل الضوئي على الأرض، مما ينتج الأكسجين ويحول ثاني أكسيد الكربون إلى مادة عضوية. تشكل هذه العملية أساس الشبكة الغذائية البحرية، وتدعم جميع الكائنات البحرية الأخرى.
• أساس الشبكة الغذائية: تتغذى العوالق الحيوانية على العوالق النباتية، وتنقل الطاقة إلى الكائنات الأكبر حجمًا مثل الأسماك وطيور البحر والثدييات البحرية. إنهم حلقة حاسمة في تدفق الطاقة والمغذيات في جميع أنحاء المحيط. على سبيل المثال، في النظام البيئي في القارة القطبية الجنوبية، يعتبر الكريل (نوع من العوالق الحيوانية) المصدر الغذائي الأساسي للحيتان والفقمات وطيور البطريق والعديد من الأنواع الأخرى.
• تدوير المغذيات: تلعب العوالق دورًا مهمًا في تدوير المغذيات، مما يسهل تبادل العناصر الأساسية مثل النيتروجين والفوسفور والسيليكون بين عمود الماء والرواسب. عندما تموت العوالق، فإنها تغرق في قاع المحيط، حيث تتحلل وتطلق العناصر الغذائية مرة أخرى في البيئة.
• عزل الكربون: بينما تقوم العوالق النباتية بعملية التمثيل الضوئي، فإنها تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. عندما تموت وتغرق في قاع المحيط، فإنها تنقل هذا الكربون معها، مما يزيله بشكل فعال من الغلاف الجوي لفترات طويلة. هذه العملية، المعروفة باسم المضخة البيولوجية، تساعد في تنظيم مناخ الأرض. تعتبر الدياتومات، ذات قشور السيليكا، فعالة بشكل خاص في عزل الكربون.

أنواع العوالق: نظرة فاحصة

العوالق النباتية: المنتجون الأوائل للمحيط

تتميز العوالق النباتية بتنوعها بشكل لا يصدق، مع وجود آلاف الأنواع المختلفة الموجودة في المحيطات والمياه العذبة في جميع أنحاء العالم. تشمل بعض أهم مجموعات العوالق النباتية:

• الدياتومات: تحتوي هذه الطحالب وحيدة الخلية على قشور سيليكا معقدة تسمى الإحباط. الدياتومات وفيرة للغاية وهي مهمة بشكل خاص في المياه الباردة الغنية بالمغذيات، مثل تلك الموجودة في المحيطين المتجمدين الشمالي والجنوبي. وهي مسؤولة عن جزء كبير من الإنتاج الأولي العالمي وعزل الكربون. في مناطق مثل المحيط الجنوبي، يمكن أن تكون ازدهار الدياتومات ضخمًا، ويغطي مساحات شاسعة من سطح البحر.
• السوطيات الدوارة: تمتلك هذه الطحالب سوطين، يستخدمان للحركة. بعض السوطيات الدوارة تقوم بعملية التمثيل الضوئي، بينما البعض الآخر غيري التغذية أو مختلط التغذية (قادرة على الحصول على الطاقة من كل من عملية التمثيل الضوئي واستهلاك الكائنات الأخرى). تشتهر السوطيات الدوارة بالتألق البيولوجي، والذي يمكن أن يخلق عروضًا مذهلة في المحيط في الليل. يمكن لبعض الأنواع أيضًا إنتاج ازدهار الطحالب الضارة (HABs)، والمعروفة باسم المد الأحمر، والتي يمكن أن تكون سامة للحياة البحرية والبشر.
• كوكوليثوفورات: هذه الطحالب مغطاة بألواح كربونات الكالسيوم تسمى الكوكوليث. توجد الكوكوليثوفورات في جميع المحيطات ولكنها أكثر وفرة في المياه الدافئة. إنها تلعب دورًا في دورة الكربون العالمية من خلال المساهمة في تكوين الرواسب البحرية والتأثير على قلوية المحيط. يمكن رؤية الازدهار الهائل للكوكوليثوفورات من الفضاء، مما يحول سطح المحيط إلى اللون الأبيض الحليبي.
• البكتيريا الزرقاء: تُعرف أيضًا باسم الطحالب الخضراء المزرقة، وهي كائنات بدائية النواة (تفتقر إلى النواة) وهي من بين أقدم أشكال الحياة على الأرض. إنها قادرة على تثبيت النيتروجين، وتحويل النيتروجين الجوي إلى شكل يمكن استخدامه من قبل الكائنات الأخرى. تعتبر البكتيريا الزرقاء مهمة بشكل خاص في المياه الفقيرة بالمغذيات، حيث يمكن أن تساهم بشكل كبير في الإنتاج الأولي. تشمل الأمثلة *Prochlorococcus* و *Synechococcus*، وهما من بين الكائنات الأكثر وفرة في التمثيل الضوئي على الأرض.

العوالق الحيوانية: مستهلكو البحر

العوالق الحيوانية متنوعة مثل العوالق النباتية، وتشمل مجموعة واسعة من الكائنات ذات استراتيجيات التغذية ودورات الحياة المختلفة. تشمل بعض المجموعات الرئيسية من العوالق الحيوانية:

• مجدافيات الأرجل: هذه قشريات صغيرة وهي النوع الأكثر وفرة من العوالق الحيوانية في المحيط. تتغذى مجدافيات الأرجل على العوالق النباتية والعوالق الحيوانية الأخرى، وهي مصدر غذائي حاسم للعديد من الحيوانات الأكبر حجمًا، بما في ذلك الأسماك وطيور البحر والحيتان. توجد في جميع المحيطات وهي قابلة للتكيف بشكل كبير مع الظروف البيئية المختلفة.
• الكريل: هذه قشريات شبيهة بالروبيان وهي وفيرة بشكل خاص في المحيط الجنوبي. الكريل هي نوع أساسي في النظام البيئي في القارة القطبية الجنوبية، وتشكل أساس الشبكة الغذائية وتدعم مجموعة واسعة من الحياة البحرية. تتغذى على العوالق النباتية ويستهلكها بدورها الحيتان والفقمات وطيور البطريق والأسماك.
• قنديل البحر: في حين أن بعض قناديل البحر كبيرة ويمكن رؤيتها بسهولة، فإن العديد من الأنواع تقضي جزءًا من دورة حياتها كيرقات صغيرة وعوالق. قنديل البحر آكلة اللحوم وتتغذى على العوالق الحيوانية الأخرى والأسماك الصغيرة. يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الشبكة الغذائية البحرية، وخاصة خلال أحداث الازدهار.
• ثقبيات: هذه كائنات بدائية وحيدة الخلية ذات قشور كربونات الكالسيوم. توجد الثقبيات في جميع المحيطات وهي مكون مهم من الرواسب البحرية. تتغذى على العوالق النباتية والكائنات الصغيرة الأخرى، ويمكن أن توفر قشورها معلومات قيمة حول ظروف المحيطات السابقة.
• مراحل اليرقات: تقضي العديد من الحيوانات البحرية، بما في ذلك الأسماك وسرطان البحر والمحار، مراحل حياتها المبكرة كيرقات عوالق. غالبًا ما تختلف هذه اليرقات اختلافًا كبيرًا في مظهرها عن أشكالها البالغة ولديها تكيفات متخصصة للبقاء على قيد الحياة في العوالق. إنهم حلقة حاسمة في دورة حياة العديد من الأنواع الهامة تجاريًا.

تأثير التغيرات البيئية على العوالق

العوالق شديدة الحساسية للتغيرات البيئية، مما يجعلها مؤشرات قيمة لصحة المحيطات. تؤثر عدة عوامل حاليًا على تجمعات العوالق في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك:

• تغير المناخ: تؤثر ارتفاع درجة حرارة المحيطات وتحمض المحيطات والتغيرات في تيارات المحيطات على توزيع العوالق ووفرتها وتركيبتها النوعية. يمكن للمياه الأكثر دفئًا أن تفضل أنواعًا معينة من العوالق النباتية على غيرها، مما قد يعطل الشبكة الغذائية. يمكن أن يجعل تحمض المحيطات، الناجم عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي، من الصعب على الكائنات مثل الكوكوليثوفورات والثقبيات بناء قشور كربونات الكالسيوم الخاصة بها.
• التلوث: يمكن أن يؤدي تلوث المغذيات من الجريان السطحي الزراعي والصرف الصحي إلى ازدهار الطحالب الضارة (HABs)، والتي يمكن أن تكون سامة للحياة البحرية والبشر. يمكن أن يؤدي التلوث البلاستيكي أيضًا إلى إلحاق الضرر بالعوالق، حيث يمكن أن تبتلع العوالق الحيوانية الجسيمات البلاستيكية الدقيقة، مما قد يدخل إلى الشبكة الغذائية. يمكن أن يكون للتسربات النفطية والملوثات الكيميائية الأخرى أيضًا آثار مدمرة على تجمعات العوالق.
• الإفراط في صيد الأسماك: يمكن أن يؤثر الإفراط في صيد الأسماك بشكل غير مباشر على تجمعات العوالق عن طريق إزالة فرائسها أو منافسيها. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استنزاف مخزونات الأسماك إلى زيادة أعداد العوالق الحيوانية، والتي يمكنها بدورها أن ترعى على تجمعات العوالق النباتية.
• تحمض المحيطات: يشكل الحموضة المتزايدة للمحيطات، الناجمة عن امتصاص ثاني أكسيد الكربون الجوي، تهديدًا كبيرًا للعوالق ذات قشور كربونات الكالسيوم، مثل الكوكوليثوفورات والثقبيات. يمكن أن تجعل الحموضة المتزايدة من الصعب على هذه الكائنات بناء قشورها والحفاظ عليها، مما قد يؤثر على بقائها ووفرتها.

دراسة العوالق: الأدوات والتقنيات

يستخدم العلماء مجموعة متنوعة من الأدوات والتقنيات لدراسة العوالق، بما في ذلك:

• شباك العوالق: هذه شباك مخروطية الشكل بشبكة دقيقة يتم سحبها عبر الماء لجمع عينات العوالق. يتم استخدام أحجام شبكات مختلفة لاستهداف فئات أحجام مختلفة من العوالق.
• المجاهر: يتم فحص عينات العوالق تحت المجاهر لتحديد الأنواع المختلفة الموجودة وحسابها. يمكن استخدام تقنيات المجهر المتقدمة، مثل مجهر الفلورة، لدراسة فسيولوجيا وسلوك العوالق.
• الاستشعار عن بعد: يمكن استخدام الأقمار الصناعية ومنصات الاستشعار عن بعد الأخرى لمراقبة ازدهار العوالق النباتية ولون المحيط، مما يوفر معلومات قيمة حول توزيع العوالق ووفرتها على نطاقات مكانية كبيرة.
• التقنيات الجزيئية: تُستخدم تقنيات تسلسل الحمض النووي والتقنيات الجزيئية الأخرى لتحديد ودراسة تنوع العوالق، بالإضافة إلى التحقيق في التعبير الجيني للعوالق والتكيف مع التغيرات البيئية.
• المركبات المائية ذاتية التشغيل (AUVs): يمكن تزويد AUVs بأجهزة استشعار وأجهزة أخذ عينات لجمع بيانات العوالق في المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها.

أمثلة عالمية لأبحاث العوالق ورصدها

تُجرى أبحاث العوالق ورصدها في جميع أنحاء العالم، مع وجود العديد من المبادرات التي تركز على فهم دور العوالق في النظام البيئي العالمي. إليك بعض الأمثلة:

• مسح مسجل العوالق المستمر (CPR): يقوم برنامج المراقبة طويل الأجل هذا بجمع عينات من العوالق من المحيط الأطلسي الشمالي منذ عام 1931، مما يوفر بيانات قيمة عن توزيع العوالق ووفرتها بمرور الوقت. وثق مسح CPR تغيرات كبيرة في مجتمعات العوالق استجابة لتغير المناخ والعوامل البيئية الأخرى.
• نظام مراقبة المحيطات العالمي (GOOS): ينسق هذا البرنامج الدولي عمليات رصد المحيطات في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك مراقبة العوالق. يهدف GOOS إلى توفير البيانات والمعلومات لدعم الإدارة المستدامة للمحيطات ومواردها.
• رحلة تارا أوشينز الاستكشافية: قام هذا المشروع الطموح بتطويق العالم، وجمع عينات العوالق من جميع أحواض المحيطات الرئيسية. أنتجت بعثة تارا أوشينز ثروة من البيانات حول تنوع العوالق وتوزيعها ووظيفتها، مما يوفر رؤى جديدة حول دور العوالق في النظام البيئي البحري.
• برامج المراقبة الإقليمية: لدى العديد من البلدان والمناطق برامجها الخاصة لمراقبة العوالق لتقييم صحة مياهها الساحلية وتتبع التغيرات في مجتمعات العوالق. على سبيل المثال، يطلب توجيه الإطار الاستراتيجي البحري للاتحاد الأوروبي (MSFD) من الدول الأعضاء مراقبة العوالق كجزء من جهودها لتحقيق حالة بيئية جيدة لمياهها البحرية.

استراتيجيات الحفظ والإدارة

يعد حماية تجمعات العوالق أمرًا ضروريًا للحفاظ على صحة ومرونة النظام البيئي البحري. تشمل بعض استراتيجيات الحفظ والإدارة الرئيسية:

• تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري: يعد التصدي لتغير المناخ أمرًا بالغ الأهمية للتخفيف من آثار ارتفاع درجة حرارة المحيطات وتحمض المحيطات على العوالق.
• السيطرة على التلوث: يمكن أن يساعد الحد من تلوث المغذيات من الجريان السطحي الزراعي والصرف الصحي في منع ازدهار الطحالب الضارة. الإدارة السليمة للنفايات البلاستيكية والملوثات الأخرى ضرورية أيضًا.
• إدارة مصايد الأسماك المستدامة: يمكن أن يساعد تنفيذ ممارسات الصيد المستدامة في الحفاظ على مخزونات الأسماك الصحية ومنع التأثيرات غير المباشرة على تجمعات العوالق.
• المناطق البحرية المحمية (MPAs): يمكن أن يحمي إنشاء المناطق المحمية البحرية مجتمعات العوالق والحياة البحرية الأخرى من الأنشطة البشرية.
• زيادة الوعي: يمكن أن يساعد تثقيف الجمهور حول أهمية العوالق والتهديدات التي تواجهها في تعزيز السلوك المسؤول ودعم جهود الحفظ.

الخلاصة: حماية المحرك الخفي

العوالق، على الرغم من أنها مجهرية، هي أساس الشبكة الغذائية البحرية وتلعب دورًا حاسمًا في تنظيم مناخ الأرض. يعد فهم التنوع والبيئة والتهديدات التي تواجه هذه الكائنات الحيوية أمرًا ضروريًا لضمان صحة ومرونة محيطاتنا. من خلال معالجة تغير المناخ والسيطرة على التلوث وتنفيذ ممارسات الإدارة المستدامة، يمكننا حماية تجمعات العوالق والحفاظ على مستقبل النظام البيئي البحري للأجيال القادمة. هناك حاجة إلى المزيد من جهود البحث والرصد، التي تمتد عبر مناطق جغرافية مختلفة، لفهم التفاعلات المعقدة بشكل كامل داخل مجتمعات العوالق واستجابتها للتغيرات البيئية العالمية. دعونا نناصر قضية هؤلاء "العوام"، لأن مصيرهم مرتبط ارتباطًا وثيقًا بمصيرنا.