تحقيق مسبار
تكتنز الطبيعة بالكثير من الأسرار التي اكتشفها ومازال يكتشفها الإنسان منذ القدم وحتى هذه اللحظة. واحد من هذه الأسرار كائن الإسفنج، وما زال الكثير يحتار في تصنيف الإسفنج حيوان أم ماذا.
يستعرض هذا المقال كائن الإسفنج، ويُقدِّم معلومات عنه، ما هو؟ وما خصائصه؟ هل الإسفنج حيوان؟ ومن أين يتم استخراجه؟
الإسفنج
يُمكن أن تُشير كلمة الإسفنج إلى شيئين مختلفين، وهُما الإسفنج الصناعي والإسفنج الطبيعي. وسوف يتم شرح الإسفنج الطبيعي بشيء من التفصيل في فقرة لاحقة من هذا المقال، تحت مُسمى الإسفنج البحري. لِذا تتناول هذه الفقرة الإسفنج الصناعي بشكل رئيسي والذي سيتم الإشارة إليه اختصارًا بالإسفنج.
الإسفنج الصناعي أو الإسفنج هو الخامة التي يتم تصنيعها من عدد من المواد أهمها السيليلوز المُستخرج من لحاء الأشجار، وكبريتات الصوديوم وألياف نبات القنب بالإضافة إلى عدد من المواد الأخرى. كما يمكن أن يتم تصنيع أنواع أخرى من الإسفنج من مواد مختلفة مثل مبلمرات البولي يوريثان. ويتم تصنيع الإسفنج من مواد مختلفة وبأحجام وأشكال مختلفة لكي يؤدي طيف واسع من الوظائف والاستخدامات، وعلى رأسها أغراض التنظيف المنزلية كغسيل الأواني المنزلية والأسطُح، وكذلك استخدامه للاستحمام.
وقد تم اختراع الإسفنج الصناعي السيليلوزي في أربعينيات القرن العشرين من قِبل إحدى الشركات العاملة في قطاع إنتاج المواد الصناعية، وتم تسجيل براءة اختراع بطريقة تصنيع الإسفنج السيليلوزي التي توصلت إليها تلك الشركة لصالح ثلاثة من المهندسين العاملين فيها. وفي بداية الخمسينات تم بيع براءة الاختراع لشركة أخرى وهي شركة (General Mills). ومنذ ذلك الوقت، ظلت شعبية الإسفنج الصناعي تتزايد ليحل محل الإسفنج الطبيعي في الكثير من الاستخدامات في الحياة اليومية.
فيما يلي مُلخص لخطوات تصنيع الإسفنج من النوع السيليلوزي:
- يتم وضع شرائح السيليلوز في أوعية خاصة ونقعها في في محلول مائي يحتوي على مواد كيميائية تعمل على تنعيم السيليلوز، والذي يتحول قوامه إلى القوام الهُلامي.
- يتم وضع السيليلوز الناعم في آلة للخلط مع كبريتات الصوديوم وألياف القنب وعدد من المواد الأخرى.
- تعمل هذه الآلة على خلط جميع المكونات جيدًا لتنتج خليط سميك ومتجانس يُمكن تشبيهه بالعجين. ليتم بعدها صب الخليط في قوالب ذات ثقوب من الأسفل، هذه القوالب هي التي تُعطي المنتج النهائي أي الإسفنج شكله وحجمه، والذي عادة ما يكون قطعة من الإسفنج مُستطيلة الشكل.
- يتم تسخين الخليط في القوالب مما يؤدي إلى انصهار حُبيبات كبريتات الصوديوم وخروجها في صورة سائل من الثقوب الموجودة في الجزء السفلي من القالب. وجود هذه الحبيبات في حالة صلبة في الخليط ثم انصهارها وسيلانها خارج القالب هو ما يعطي المنتج النهائي المسامية والهشاشة، وهي الصفات التي تجعله شبيهًا بالإسفنج الطبيعي. ثم يُترك بعدها الخليط ليبرد، فيصبح قطعة من الإسفنج أو الإسفنج الصناعي.
يُشار إلى أن تغيير بعض العوامل الرئيسية في عملية التصنيع يُمكن أن يتم لإنتاج أنواع مختلفة. على سبيل المثال، استخدام حبيبات كبيرة نسبيًا من كبريتات الصوديوم يُنتج إسفنجًا خشنًا ذو ثقوب كبيرة وهو المُستخدم لغسيل السيارات. في حين تُستخدم حبيبات صغيرة جدًا من كبريتات الصوديوم لإنتاج اسفنج ناعم ذو ثقوب أو مسامات دقيقة، وهو المُستخدم كأداة لوضع مساحيق التجميل.
الإسفنج البحري
لكي يتم تعريف الإسفنج البحري بشكلٍ دقيق، يُفضل أن يتم التعرف على الإسفنج ككائن حي، أو الإسفنج الطبيعي والذي يُشار إليه أيضًا في الكثير من الأحيان بالإسفنج. الإسفنج هو مخلوق مائي يُشكل في علم تصنيف الأحياء شعبة مُستقلة تُسمى شعبة الإسفنجيات، وتندرج تحت هذه الشعبة حوالي خمسة آلاف فصيلة مختلفة من الإسفنج. الغالبية العظمى من فصائل الإسفنج هي في الحقيقة إسفنج بحري، إذ تُشير بعض التقديرات إلى أنه حوالي 98% من أنواع الإسفنج المعروفة اليوم هي من فئة الإسفنج البحري، أي أنها تعيش في البحار والمحيطات. بينما تعيش 2% فقط من أنواع الإسفنج المعروفة في المياه العذبة أي الأنهار والبحيرات. ولعل كون أغلب أنواع الإسفنج تعيش في البحار، هو السبب وراء إطلاق مُسمى الإسفنج البحري على الإسفنج الطبيعي ككائن حي في العموم. والإسفنج حيوان بحري مُتميّز لا يمتلك عضلات أو أعصاب أو أعضاء داخلية، ولا أنسجة حقيقية. كما يتغذّى حيوان الإسفنج بطريقة الترشيح، وهي عملية تحدُث من خلال ضخ الماء إلى المطرس البيولوجي ومن ثم ترشيحه والاستفادة منه.
القائمة التالية تُوضح مجموعة من المعلومات حول الإسفنج البحري واستخداماته وأهميته قديمًا وحديثًا:
- بُنية الإسفنج البحري وتركيبته جعلته محل اهتمام البشر منذ القِدم. وقد عُرِف الإسفنج البحري في الحضارات القديمة مثل الحضارة الرومانية والحضارة اليونانية القديمة، وتم استخراجه من البحر وتوظيفه في العديد من الاستخدامات. على سبيل المثال تم استخدام الإسفنج البحري قديمًا كأداة لدهن الأصباغ، وكذلك كأداة للمسح والتنظيف. كما استخدم في العصور الوُسطى للأغراض الطبية، إذ كان يُعتقد في ذلك الوقت أن الإسفنج البحري له فوائد طبية إذا تم حرقه واستخدامه بطرق معينة كعلاج لعدد من الأمراض.
- بالرغم من استخدام الإسفنج الصناعي في الوقت الحالي كبديل أقل تكلفة عن الإسفنج البحري للكثير من الأغراض، لازال الإسفنج البحري يُستخدم في صناعة الفخار والمجوهرات، وله أيضًا استخدامات في الجراحة والطب، بالإضافة إلى عدد من الاستخدامات الأخرى.
- من بين آلاف الأنواع من الإسفنج البحري والتي تُقدر بحوالي 5000 نوع، هُناك 15 نوعًا فقط يتم استخراجها من البحر للاستخدامات المختلفة، مما يجعل لهذه الأنواع دون غيرها أهمية اقتصادية على مستوى التجارة والتجارة الدولية.
- أهم أنواع الإسفنج البحري التي يتم استخراجها وبيعها وتصديرها تتواجد بشكل رئيسي في ثلاث أماكن حول العالم، وهي البحر الكاريبي والبحر الأبيض المتوسط وخليج المكسيك. لكن هذا لا يعني أن الأنواع التجارية من الإسفنج البحري تتواجد في هذه الأماكن فقط دون غيرها.
- بحسب الإحصائيات الخاصة بثمانينيات القرن العشرين، كانت تونس هي الدولة التي تتصدر قائمة الدول المُنتِجة والمُصدرة للإسفنج. وقد وصل إنتاج تونس من الإسفنج البحري إلى ذروته في عام 1982 بواقع 129 طنًا. ثم تراجع إنتاج تونس من الإسفنج البحري بشكل كبير ليصل إلى 9 أطنان فقط في عام 1988.
تركيب جسم الإسفنج
يُمكن وصف تركيبة جسم الإسفنج بالكيس المثقوب بثقوب صغيرة، فهو يتكوّن من ثلاث طبقات:
- الطبقة الأولى: وهي الطبقة الخارجية التي تتكوّن من خلايا مُسطحة الشكل.
- الطبقة الثانية: وهي الطبقة الوسطى التي تتكون من مواد هُلامية وخلايا أميبية تتنقل ما بين الطبقات.
- الطبقة الثالثة: وهي الطبقة الداخلية التي يوجد بها الخلايا السوطية والطوقية.
خصائص إسفنج البحر
لإسفنج البحر خصائص تميزه عن غيره من الكائنات البحرية الأخرى، أهمها:
- لا يوجد لإسفنج البحر طول مُعيّن، فهناك أطوال وأحجام عدة تبدأ من نصف بوصة إلى ١١ قدمًا. وقد تم العثور على أكبر إسفنجة مُكتشفة في هاواي عام ٢٠١٥، ولم يتم تسميتها حتى الآن.
- تختلف ألوان الإسفنج تباعًا للبيئة التي يعيش فيها، فهناك الإسفنج الأخضر بسبب علاقته التكافلية مع الطحالب التي تعيش فيه. وهناك إسفنج بنفسجي أو وردي لإيوائه طحالب زرقاء وخضراء. بالإضافة إلى الإسفنج الأبيض لأنه كلسيًا. وقد يبدو الإسفنج بلون أبيض في الظلام لعدم حدوث التمثيل الضوئي.
- يتميز حيوان الإسفنج بعدم وجود أنسجة أو أعضاء في جسمه من أجل القيام بالمهمات والعمليات الحيوية كما الحيوانات الأخرى. بل يمتلك خلايا مُتخصصة في عمل وظائفها، فبعض الخلايا في جسم الإسفنج مسؤولة عن عملية الهضم، وبعضها مسؤول عن التكاثر، وبعضها لها مهمة جلب الماء من أجل الغذاء.
- لا يوجد في جسم حيوان الإسفنج نظام عصبي، لذلك هو لا يُقدّم أي رد فعل عند لمسه. على عكس الحيوانات الأُخرى التي تمتلك أنظمة عصبية تُمكّنها من الهرب أو الدفاع عن نفسها.
- يتكوّن الهيكل العظمي الخاص بحيوان الإسفنج من شويكات السيليكا أو كربونات الكالسيوم، والبروتين من أجل دعم الشويكات.
- تختلف عملية تكاثر الإسفنج عن الحيوانات الأخرى بكونه يتكاثر على طريقتين، الاتصال الجنسي وغير الجنسي معًا. يحدث التكاثر الجنسي من خلال إنتاج الكائن نفسه غالبًا لكل من الحيوانات المنوية والبويضة، فهو يكون ذكرًا مرة ويكون أُنثى مرة. أما التكاثر غير الجنسي فيكون من خلال التبرعم، بواسطة اقتطاع جزء من الإسفنج فينمو ويصبح إسفنجة أكبر جديدة.
- لا يُمكن أن يعيش حيوان الإسفنج خارج الماء، كونه كائنًا حساسًا للهواء.
غذاء الإسفنج
تتغذى معظم أنواع حيوان الإسفنج البحري بطريقة الترشيح على البكتيريا، من خلال استخدام مساماته في سحب الماء، حيث يدخل الماء إلى المسامات التي تنتهي بفتحات كُبرى تُسمّى التجويفات، يوجد بداخلها خلايا الطوق اللزجة التي تمتلك قعمًا على شكل طوق ينتهي آخره بسوط. وتتحرك جميع الأسواط ذهابًا وإيابًا من أجل خلق تيارات مائية تُساعد على دخول الماء وخروجه والاستفادة من الأكسجين والمواد الغذائية الأخرى.
كما أنّ هناك أنواع من حيوان الإسفنج البحري تُسمّى بآكلة اللحوم، تقوم باستخدام شويكاتها للتغذّي على القشريات، وتستخدم مسام يُسمّى (Oscula) للتخلّص من النفايات المتبقية.
من أين يُستخرج إسفنج البحر؟
يتواجد إسفنج البحر في قيعان المُحيطات والبحار أو في المياه العذبة، مُرتبطًا في الركائز المائية الصلبة مثل الصخور. ويتم استخراجه من خلال تثبيت شبكة في المياه أو من خلال عملية الغوص. ويُستخرج بشكل كبير من مناطق شرق البحر الأبيض المتوسط والجُزر الهندية الغربية قُبالة المكسيك والسواحل الغربية لفلوريدا وكذلك أنتاركتيكا.
وبالإضافة إلى كل ما سبق، أصبح من المُمكن زراعة الإسفنج في مزارع مُتخصصة من أجل زيادة إنتاجه والاستفادة منه.
استخدامات وفوائد إسفنج البحر
لإسفنج البحر استخدامات وفوائد عديدة، فطن إليها البشر مُنذ القدم وما زالوا يتمتعون بها، ومن أهم استخدامات حيوان الإسفنج:
- تمكَّن الطب من اكتشاف قُدرة حيوان الإسفنج على مُكافحة البكتيريا المُقاومة للمضادات الحيوية.
- هناك دراسة تُشير إلى قُدرة إسفنج البحر على تصفية ما يُقارب 1000 لترًا من الماء بشكل يومي، ممّا يجعله قادرًا على مُساعدة العلماء والباحثين في مُراقبة التنوع البيولوجي للكائنات من حوله، من خلال التقاط عينات للأحماض النووية للكائنات من الأخرى.
- يُعتبر حيوان الإسفنج ملجأً ومسكنًا لعدد من الحيوانات الأُخرى، وفي هذا دور في استقرار الحياة البحرية.
- يدخل الإسفنج في صناعة الفُخّار والمجوهرات، وفي مجال الفنون والحرف.
- استُخدم الإسفنج قديمًا كبديل عن أوعية الشُرب.
- يُستخدم الإسفنج في عمليات التنظيف والاستحمام، وهو أحد استخداماته القديمة والشائعة والتي اشتهر بها.
هل الإسفنج حيوان؟
عندما يتم ذكر الإسفنج، فإن أول ما يتخيله العقل بأنه أحد أنواع النباتات. كما اعتبر علماء الطبيعة قديماً بأن الإسفنج نوعًا نباتيًا لشكله المتفرِّع وعدم قدرته على الحركة. لكن في الحقيقة، يُعتبر الإسفنج حيوانًا من الحيوانات البحرية التي تنتمي إلى فصيلة اللافقاريات، التي يعيش مُعظمها في البيئة البحرية المالحة، كما يعيش أنواع منها في المياه العذبة كالأنهار.
يندرج من حيوان الإسفنج أنواع كثيرة تصل إلى أكثر من ٥٠٠٠ نوعًا حول العالم، وهناك أنواع أخرى مازالت في طور الاكتشاف. وتعددت استخدامات حيوان الإسفنج التي تعود على الإنسان بالفائدة، حتى صنع إسفنجًا يُحاكي الإسفنج الطبيعي من أجل الاستفادة من خواصه بأكبر قدر ممكن.
الإسفنج حيوان أم نبات؟
يُعد سؤال هل الإسفنج حيوان أم نبات من الأسئلة الشائعة، وذلك بسبب الصفات الحيوية لهذا المخلوق المائي. والحقيقة أنه تم تصنيف الإسفنج كنبات من قِبل العديد من العلماء في الماضي.
يلتصق الإسفنج في المراحل المُبكرة من حياته بأحد الأسطح الموجودة في محيطه، مثل الرمال في قاع البحر أو الصخور الطبيعية التي تتواجد في بيئته، ثم يبدأ بالنمو. ويُمكن أن يختلف شكل وحجم الإسفنج من فصيلة لأخرى، إلا أن هناك فصائل تنمو وتتفرع وتتخذ شكلًا يُشبه الأغصان، هذا الشبه من ناحية الشكل بالإضافة إلى عدم قدرة الإسفنج على الحركة بشكل ذاتي، عزز الاعتقاد بأن الإسفنج نبات لفترة طويلة من الزمن.
إلا أن دراسة هذا الكائن بدقة أكبر أتاحت اكتشاف العديد من الخصائص التي يتمتع بها ومعرفة المزيد حول الإسفنج، مما أدى إلى تغير الاعتقاد القديم القائل بأن الإسفنج نبات. واليوم لم يَعُد هناك خلاف حول إجابة سؤال الإسفنج حيوان أم نبات، إذ يُجمع علماء الأحياء على اعتبار الإسفنج حيوانًا وليس نباتًا. وقد تمت الإشارة إلى الإسفنج كحيوان وليس نبات للمرة الأولى في عام 1755م. وبالرغم من ذلك، يُقر العلماء أن الإسفنج حيوان من نوع خاص، فهو لا يتحرك من مكان إلى آخر، ولا يمتلك أعضاءً.
ولعلّه من المفيد بعد إجابة سؤال الإسفنج حيوان أم نبات، تقديم الأدلة العلمية التي تدعم هذه الإجابة. فيما يلي مجموعة من الحقائق العلمية التي تؤكد أن الإسفنج حيوان وليس نبات:
- طريقة التغذية: يحصل الإسفنج على العناصر الغذائية التي يحتاجها من خلال عملية الترشيح. في هذه العملية، يدخل الماء المُحمل بالعناصر الغذائية إلى القنوات الموجودة في جسم الإسفنج، فتقوم خلايا من نوع خاص بامتصاص العناصر الغذائية من الماء. على العكس من ذلك، يقوم النبات بتصنيع العناصر الغذائية التي يحتاجها من خلال عملية البناء الضوئي.
- طريقة التكاثر: بالرغم من عدم امتلاك الإسفنج لأي نوع من الأعضاء، إلا أنه قادر على التكاثر جنسيًا من خلال إنتاج الحيوانات المنوية والبويضات. في حين أن النبات لا ينتج حيوانات منوية وإنما يُنتج حبوب اللقاح.
- بُنية الخلية: من أهم خصائص النبات هي أن الخلية النباتية تمتلك جدارًا خلويًا، أما الخلية الحيوانية فليس لها جدار خلوي وإنما غشاء خلوي. والحقيقة أن خلايا الإسفنج هي خلايا حيوانية ذات غشاء خلوي.
- اليرقات: مرحلة اليرقة هي مرحلة مبكرة من مراحل دورة حياة الإسفنج، والتي تبدأ بعد اتحاد حيوان منوي مع بويضة. وفي هذه المرحلة تستطيع يرقة الإسفنج أن تسبح وأن تنتقل من مكان لآخر، ثم تستقر على أحد الأسطح لتلتصق به وتبدأ بالنمو والتطور كفرد جديد من نفس نوع الإسفنج. هذه المرحلة من دورة حياة الإسفنج تعتبر صفة مميزة للعديد من الحيوانات، ولا تتصف بها النباتات.
