الشعاعيات

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 28 صور
الموسوعة الحرة

الراديولاريا ، وتُعرف أيضًا باسم الراديوزوا، وتُسمى بشكل غير رسمي الراديولاريا ، هي كائنات حقيقية النواة وحيدة الخلية ، يتراوح قطرها بين 0.1 و0.2 ملم، وتُنتج هياكل معدنية معقدة ، عادةً ما تحتوي على كبسولة مركزية تقسم الخلية إلى جزأين: داخلي وخارجي، هما الإندوبلازم والإكتوبلازم . يتكون الهيكل المعدني المعقد عادةً من السيليكا . [ 1 ] توجد الراديولاريا كعوالق حيوانية في جميع أنحاء المحيطات. وبصفتها عوالق حيوانية، فإن الراديولاريا غيرية التغذية في المقام الأول ، ولكن العديد منها يحتوي على كائنات تكافلية داخلية تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، ولذلك تُعتبر مختلطة التغذية . تُشكل البقايا الهيكلية لبعض أنواع الراديولاريا جزءًا كبيرًا من غطاء قاع المحيط على شكل طمي سيليسي . ونظرًا لتغيرها السريع كأنواع وهياكلها المعقدة، تُعد الراديولاريا أحفورة تشخيصية مهمة، وُجدت منذ العصر الكامبري فصاعدًا. 

وصف

تمتلك الشعاعيات العديد من الأقدام الكاذبة الشبيهة بالإبر، المدعومة بحزم من الأنيبيبات الدقيقة ، مما يساعدها على الطفو. تقع نواة الخلية ومعظم العضيات الأخرى في الإندوبلازم، بينما يمتلئ الإكتوبلازم بفجوات رغوية وقطرات دهنية ، مما يحافظ على طفوها. غالبًا ما تحتوي الشعاعيات على طحالب تكافلية ، وخاصة الزوزانثيلا ، التي توفر معظم طاقة الخلية. يوجد بعض هذا التنظيم بين الهيليوزوا ، لكنها تفتقر إلى الكبسولات المركزية وتنتج فقط حراشف وأشواكًا بسيطة.

تشتهر بعض الشعاعيات بتشابهها مع الأشكال متعددة السطوح المنتظمة ، مثل الأشكال العشرين السطوح Circogonia icosahedra الموضحة أدناه.

التصنيف

تنتمي الشعاعيات إلى المجموعة الفائقة ريزاريا، إلى جانب السيركوزوا ( الأميبية أو السوطية ) والفورامينيفيرا (الأميبية ذات الصدفة) . [ 2 ] تقليديًا، قُسّمت الشعاعيات إلى أربع مجموعات: أكانثاريا ، وناسيلاريا ، وسبوميلاريا، وفيوداريا . مع ذلك، تُعتبر فيوداريا الآن من السيركوزوا. [ 3 ] [ 4 ] تُنتج كل من ناسيلاريا وسبوميلاريا هياكل سيليسية، ولذلك جُمعتا معًا في مجموعة بوليسيستينا . على الرغم من بعض الاقتراحات الأولية المخالفة، إلا أن هذا التصنيف مدعوم أيضًا بالتطور الجزيئي. تُنتج أكانثاريا هياكل من كبريتات السترونتيوم ، وهي وثيقة الصلة بجنس غريب، ستيكولونش ( تاكسوبوديدا )، الذي يفتقر إلى هيكل داخلي، وكان يُعتبر لفترة طويلة من الهيليوزوا . وبالتالي، يمكن تقسيم الشعاعيات إلى سلالتين رئيسيتين: بوليسيستينا (سبوميلاريا + ناسيلاريا) وسباسماريا (أكانثاريا + تاكسوبوديدا). [ 5 ] [ 6 ]

تم الكشف عن عدة مجموعات من الرتب العليا في التحليلات الجزيئية للبيانات البيئية، ولا سيما المجموعات المرتبطة بجنسي الأكانثاريا [ 7 ] والسبوميلاريا [ 8 ] . ولا تزال هذه المجموعات مجهولة تمامًا من حيث الشكل والوظائف الحيوية، ولذلك يُرجح أن يكون تنوع الشعاعيات أعلى بكثير مما هو معروف حاليًا.

لا تزال العلاقة بين المنخربات والشعاعيات محل نقاش. تدعم الأشجار الجزيئية علاقتهما الوثيقة - وهي مجموعة تُسمى الشعاعيات. [ 9 ] لكن يبقى غير معروف ما إذا كانتا سلالتين شقيقتين أو ما إذا كان ينبغي إدراج المنخربات ضمن الشعاعيات.

فصلطلبصورةالعائلاتالأجناسصِنفوصف
داء الكيسات المتعددةناسيلاريا...
سبوميلاريا...
كولوداريا...
الأكانثاريا...
ستيكولونشياتاكسوبوديدا111...

الجغرافيا الحيوية

الجغرافيا الحيوية للشعاعيات مع الاستجابات المرصودة والمتوقعة لتغير درجة الحرارة
تمثل المضلعات الملونة في اللوحات الثلاث جميعها المناطق الجغرافية الحيوية العامة للشعاعيات، بالإضافة إلى درجات حرارة كتلها المائية النسبية (تشير الألوان الباردة إلى درجات حرارة أبرد، والعكس صحيح). صورة الكرة الأرضية مقتبسة من صور ناسا "الرخام الأزرق: الجيل التالي". بيانات قياس أعماق قاع المحيط مأخوذة من ملف تعريف ارتفاع قاع البحر من جوجل إيرث (5° شمالاً - 74° جنوباً، عند 120° غرباً).

يوضح الرسم البياني على اليمين ( أ ) المناطق العامة للراديولاريا [ 10 ] [ 11 ] وعلاقتها بدرجة حرارة الكتلة المائية (تظليل الألوان الدافئة مقابل الباردة) ودورانها (الأسهم الرمادية). ونظرًا لغمر الكتل المائية في خطوط العرض العليا تحت المياه الدافئة الطبقية في خطوط العرض الدنيا، فإن أنواع الراديولاريا تشغل بيئات في خطوط عرض وأعماق متعددة في جميع أنحاء محيطات العالم. وبالتالي، تعكس الرواسب البحرية من المناطق الاستوائية مزيجًا من عدة تجمعات حيوانية متراصة رأسيًا، بعضها متصل بتجمعات سطحية في خطوط عرض أعلى. تشمل الرواسب الموجودة تحت المياه القطبية راديولاريا عالمية الانتشار في المياه العميقة، بالإضافة إلى أنواع مستوطنة في المياه السطحية في خطوط العرض العليا. تشير النجوم في ( أ ) إلى خطوط العرض التي تم أخذ العينات منها، وتُبرز الأشرطة الرمادية تجمعات الراديولاريا المضمنة في كل مركب رسوبي. تشير الأشرطة الأرجوانية الأفقية إلى خطوط العرض المعروفة بحفظ الراديولاريا (السيليكا) بشكل جيد، بناءً على تكوين الرواسب السطحية. [ 12 ] [ 13 ]

تُظهر البيانات أن بعض الأنواع انقرضت من خطوط العرض العليا، لكنها استمرت في المناطق الاستوائية خلال أواخر العصر النيوجيني ، إما عن طريق الهجرة أو انحسار نطاقها الجغرافي ( ب ). ومع التوقع بحدوث احترار عالمي، لن تتمكن أنواع المحيط الجنوبي الحديثة من استخدام الهجرة أو انحسار نطاقها الجغرافي للهروب من الضغوط البيئية، لأن موائلها المفضلة في المياه الباردة تتلاشى من على مستوى العالم ( ج ). ومع ذلك، قد توسع الأنواع المستوطنة في المناطق الاستوائية نطاقاتها الجغرافية نحو خطوط العرض المتوسطة. تمثل المضلعات الملونة في اللوحات الثلاث جميعها المناطق الجغرافية الحيوية العامة للشعاعيات، بالإضافة إلى درجات حرارة كتلها المائية النسبية (تشير الألوان الباردة إلى درجات حرارة أكثر برودة، والعكس صحيح). [ 13 ]

أصداف الراديولاريا

أشكال الشعاعيات
رسومات هايكل 1904

الراديولاريا كائنات أولية مفترسة وحيدة الخلية ، محاطة بأصداف كروية معقدة (أو "كبسولات")، مصنوعة عادةً من السيليكا ومثقوبة. اسمها مشتق من الكلمة اللاتينية التي تعني "نصف القطر". تصطاد فرائسها عن طريق مدّ أجزاء من جسمها عبر هذه الثقوب. وكما هو الحال مع قشور السيليكا للدياتومات، يمكن أن تغرق أصداف الراديولاريا إلى قاع المحيط عند موتها، وتُحفظ كجزء من رواسب المحيط. توفر هذه البقايا، باعتبارها أحافير دقيقة ، معلومات قيّمة عن ظروف المحيطات في الماضي. [ 14 ]

عرض شرائح لتنوع الشعاعيات [ 15 ]

لذا شرعتُ في البحث عن حل لمعادلات التكوين الشكلي على سطح الكرة. تقوم النظرية على أن الكائن الحي الكروي يخضع لعملية انتشار عبر غشائه السطحي بواسطة مادة غريبة، مثل ماء البحر. وكانت المعادلات كالتالي:

∂يو∂ت=ϕ(∇2)يو+جييو2-حيوV،{\displaystyle {\frac {\partial \mathbf {U} }{\partial t}}=\phi (\nabla ^{2})\mathbf {U} +G\mathbf {U} ^{2}-H\mathbf {U} V,}
V=يو2{\displaystyle V=\mathbf {U} ^{2}}

الوظيفةيو{\displaystyle \mathbf {U} }تم افتراض أن يمثل متجه نصف القطر من المركز إلى أي نقطة على سطح الغشاء، ويمكن تمثيله كسلسلة من دوال ليجندر المعيارية . وقد بلغ الحل الجبري للمعادلات المذكورة أعلاه حوالي 30 صفحة في أطروحتي، ولذلك لم يتم إدراجه هنا. وقد ورد الحل كاملاً في كتاب "التكوين الشكلي" (Morphogenesis)، وهو كتاب مُهدى إلى تورينج، حرره بي تي سوندرز، ونشرته دار نشر نورث هولاند عام 1992. [ 16 ]

كشف الحل الجبري للمعادلات عن مجموعة من الحلول، تتوافق مع المعامل n، وتأخذ القيم 2، 4، 6.

بعد أن حللتُ المعادلات الجبرية، استخدمتُ الحاسوب لرسم شكل الكائنات الناتجة. أخبرني تورينج أن هناك كائنات حقيقية تُطابق ما رسمتُه. قال إنها وُصفت ورُسمت في سجلات رحلات سفينة إتش إم إس تشالنجر في القرن التاسع عشر.

قمتُ بحلّ المعادلات، وحصلتُ على مجموعة من الحلول التي تُطابق الأنواع الفعلية من الشعاعيات التي اكتشفتها سفينة إتش إم إس تشالنجر في القرن التاسع عشر. وقد رصدت تلك الرحلة الاستكشافية إلى المحيط الهادئ ثمانية اختلافات في أنماط النمو، موضحة في الأشكال التالية. وتتمثل السمة الأساسية لهذا النمو في ظهور "أشواك" مُستطيلة تبرز من الكرة في مواقع مُنتظمة. وبذلك، احتوت الأنواع على نوعين، وستة، واثني عشر، وعشرين نوعًا من الأشواك.

التنوع والتكوين الشكلي

عمل برنارد ريتشاردز تحت إشراف آلان تورينج (1912-1954) في مانشستر كواحد من آخر طلاب تورينج، وساعد في التحقق من صحة نظرية تورينج في التكوين الشكلي . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

"كان تورينج حريصًا على مواصلة العمل الذي نشره دارسي طومسون في كتابه "عن النمو والشكل " عام 1917". [ 20 ]

تورينج ومورفولوجيا الشعاعيات
صدفة شعاعية كروية
صور مجهرية للصدفة
محاكاة الكمبيوتر لأنماط تورينج على الكرة تحاكي بشكل وثيق بعض أنماط أصداف الراديولاريا [ 22 ]

يعرض المعرض صورًا للشعاعيات كما تم استخراجها من رسومات قام بها عالم الحيوان الألماني والموسوعي إرنست هيكل في عام 1887.

السجل الأحفوري

شعاعيات أحفورية
التصوير المقطعي المجهري بالأشعة السينية لـ Triplococcus acanthicus
هذه أحفورة دقيقة من العصر الأوردوفيسي الأوسط تتكون من أربع كرات متداخلة. الكرة الداخلية مُظللة باللون الأحمر. كل جزء معروض بنفس المقياس. [ 23 ]

يعود تاريخ أقدم أنواع الراديولاريا المعروفة إلى بداية العصر الكامبري ، حيث ظهرت في نفس الطبقات التي ظهرت فيها أولى الحيوانات الصغيرة ذات الأصداف - بل قد تعود إلى أواخر العصر ما قبل الكامبري. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] وتختلف هذه الأنواع اختلافًا كبيرًا عن أنواع الراديولاريا اللاحقة، إذ تتميز ببنية شبكية سيليكية مختلفة، وقلة أو انعدام النتوءات على هيكلها . [ 26 ] انقرضت حوالي 90% من أنواع الراديولاريا المعروفة. وتُستخدم هياكل الراديولاريا القديمة، أو أصدافها، في التأريخ الجيولوجي ، بما في ذلك التنقيب عن النفط وتحديد المناخات القديمة . [ 28 ]

تشمل بعض الأحافير الشعاعية الشائعة أكتينوما وهيليوسفايرا وهيكسادوريديوم .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سمولي، آي جيه (1963). " الشعاعيات: بناء الهيكل الكروي". مجلة ساينس . 140 (3565): 396-397 . Bibcode : 1963Sci...140..396S . doi : 10.1126/science.140.3565.396 . PMID 17815802. S2CID 28616246 .  
  2. ↑ باولووسكي ج، بوركي ف (2009). "فك تشابك التطور السلالي للطلائعيات الأميبية" . مجلة علم الأحياء الدقيقة حقيقية النواة . 56 (1): 16-25 . doi : 10.1111/j.1550-7408.2008.00379.x . PMID 19335771 . 
  3. ↑ يواسا ت، تاكاهاشي أ، هوندا د، ماياما س (2005). "تحليلات التطور الوراثي للشعاعيات متعددة الأكياس بناءً على تسلسلات الحمض النووي الريبوزي 18S من رتبة سبوميلاريدا وناسيلاريدا". المجلة الأوروبية لعلم الأوليات . 41 (4): 287-298 . doi : 10.1016/j.ejop.2005.06.001 .
  4. ↑ نيكولايف إس آي، بيرني سي، فارني جيه إف، وآخرون (مايو 2004). "أفول الهيليوزوا وصعود الريزاريا، وهي مجموعة فائقة ناشئة من حقيقيات النوى الأميبية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (21): 8066-71 . doi : 10.1073/pnas.0308602101 . PMC 419558. PMID 15148395 .   
  5. ↑ كرابيرود إيه كيه، برات جيه، دولفن جيه كيه، وآخرون (2011). "تقسيم الشعاعيات إلى بوليسيستينا وسباسماريا في علم الوراثة الجزيئية المدمج للجينات الريبوزومية 18S و28S" . PLOS ONE . 6 (8) e23526. Bibcode : 2011PLoSO...623526K . doi : 10.1371/journal.pone.0023526 . PMC 3154480. PMID 21853146 .   
  6. ↑ كافاليير-سميث، ت. (ديسمبر 1993). " مملكة الأوليات وشعبها الثمانية عشر" . مجلة علم الأحياء الدقيقة ، 57 (4): 953-994 . doi : 10.1128/mmbr.57.4.953-994.1993 . PMC 372943. PMID 8302218 .  
  7. ↑ ديسيل جيه، سوزوكي إن، ماهي إف، دي فارغاس سي، نوت إف (مايو 2012). "التطور الجزيئي والتطور المورفولوجي للأكانثاريا (الراديولاريا)". بروتيست . 163 (3): 435-50 . doi : 10.1016/j.protis.2011.10.002 . PMID 22154393 . 
  8. ↑ نوت إف، جاوسلينج آر، عزام إف، هايدلبرج جيه ​​إف، ووردن إيه زد (مايو 2007). "التوزيع الرأسي لتنوع حقيقيات النوى متناهية الصغر في بحر سارجاسو". علم الأحياء الدقيقة البيئية . 9 (5): 1233-1252 . Bibcode : 2007EnvMi...9.1233N . doi : 10.1111/j.1462-2920.2007.01247.x . PMID 17472637 . 
  9. ↑ كافاليير-سميث، ت. (يوليو 1999). "مبادئ استهداف البروتين والدهون في التكافل الثانوي: أصول البلاستيدات في اليوجلينويدات والدينوفلاجيلات والسبوروزوان وشجرة عائلة حقيقيات النوى". مجلة علم الأحياء الدقيقة لحقيقيات النوى . 46 (4): 347-366 . doi : 10.1111 / j.1550-7408.1999.tb04614.x . PMID 18092388. S2CID 22759799 .  
  10. ^ Boltovskoy، D.، Kling، SA، Takahashi، K. & BjØrklund، K. (2010) “الأطلس العالمي لتوزيع Polycystina الحديثة (Radiolaria)”. الحفريات الإلكترونية ، 13 : 1–230.
  11. ↑ كيسي، ر. إي.، سباو، ج. م.، وكونز، ف. ر. (1982) "توزيع الشعاعيات متعددة الأكياس والتحسينات المرتبطة بالظروف المحيطية في محيط افتراضي". نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول ، 66 : 319-332.
  12. ↑ لازاروس، ديفيد ب. (2011). "سجل الأحافير الدقيقة في أعماق البحار للتغيرات التطورية الكبرى في العوالق ودراستها". الجمعية الجيولوجية، لندن، منشورات خاصة . 358 (1): 141-166 . Bibcode : 2011GSLSP.358..141L . doi : 10.1144/SP358.10 . S2CID 128826639 . 
  13. 1 2 تروبوفيتز، سارة؛ لازاروس، ديفيد؛ رينودي، يوهان؛ نوبل، باولا ج. (2020). "العوالق البحرية تُظهر استجابة انقراض عتبوية لتغير المناخ في العصر النيوجيني" . نيتشر كوميونيكيشنز . 11 (1): 5069. Bibcode : 2020NatCo..11.5069T . doi : 10.1038/s41467-020-18879-7 . PMC 7582175. PMID 33093493 .  تم نسخ المادة من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  14. ↑ واسيليف، ماغي (2006) "العوالق - العوالق الحيوانية" ، تي آرا - موسوعة نيوزيلندا . تاريخ الوصول: 2 نوفمبر 2019.
  15. ↑ كاتشوفيتش، سارة (2018) "العقول فوق الأساليب: ربط الأحافير الدقيقة بالتكتونيات" مدونة قسم التكتونيات والجيولوجيا الهيكلية التابع للاتحاد الأوروبي لعلوم الأرض.
  16. ↑ تورينج، آلان؛ سوندرز، بي تي (1992). التكوين الشكلي (باللغة الإسبرانتو). أمستردام: نورث هولاند. ISBN 978-0-08-093405-1. OCLC 680063781 . 
  17. ↑ ريتشاردز، برنارد (2006) "تورينج، ريتشاردز وتكوين الشكل" ، مجلة روثرفورد ، المجلد 1.
  18. ↑ ريتشاردز، برنارد (1954)، "تكوين الشعاعيات"، رسالة ماجستير ، مانشستر، المملكة المتحدة: جامعة مانشستر
  19. ↑ ريتشاردز، برنارد (2005). "تورينغ، ريتشاردز، وتكوين الشكل" . مجلة رذرفورد . 1 .
  20. 1 2 ريتشاردز، برنارد (2017). "الفصل 35 - الشعاعيات: التحقق من صحة نظرية تورينج". في كوبلاند، جاك ؛ وآخرون (محررون). دليل تورينج . الصفحات 383-388 .  
  21. ↑ كوبلاند، جاك ؛ بوين، جوناثان ؛ سبريفاك، مارك؛ ويلسون، روبن ؛ وآخرون . (2017). "ملاحظات حول المساهمين". دليل تورينج . مطبعة جامعة أكسفورد . ص 478. ISBN   978-0-19-874783-3.
  22. ↑ فاريا، سي.؛ أراغون، جيه إل؛ باريو، آر إيه (1999). "أنماط تورينغ على سطح كرة". مجلة Physical Review E. 60 ( 4): 4588-92 . Bibcode : 1999PhRvE..60.4588V . doi : 10.1103/PhysRevE.60.4588 . PMID 11970318 . 
  23. ↑ كاتشوفيتش، س.، شينغ، ج.، وأيتشيسون، ج.س.، 2019. إضافة بُعد جديد لدراسات التطور المبكر للشعاعيات. التقارير العلمية، 9(1)، ص 1-10. doi : 10.1038/s41598-019-42771-0 .نُسخت المادة من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International .
  24. ↑ تشانغ، شان؛ فنغ، تشينغلاي؛ تشانغ، لي (14 أغسطس 2018). "أحافير دقيقة سيليسية جديدة من تكوين يانجياخه التيرينوفي، جنوب الصين: السجل الأحفوري الأقدم المحتمل للراديولاريا". مجلة علوم الأرض . 29 (4): 912-919 . Bibcode : 2018JEaSc..29..912C . doi : 10.1007/s12583-017-0960-0 . S2CID 134890245 . 
  25. ↑ تشانغ، كي؛ فينغ، تشينغ لاي (سبتمبر 2019). "شعاعيات وشويكات إسفنجية من العصر الكامبري المبكر من تكوين نيوجياوهي في جنوب الصين". عالم الأحافير . 28 (3): 234-242 . doi : 10.1016/j.palwor.2019.04.001 . S2CID 146452469 . 
  26. 1 2 أ. براون؛ ج. تشين؛ د. والوسيك؛ أ. ماس (2007)، "أولى الشعاعيات من العصر الكامبري المبكر"، في فيكرز-ريتش، باتريشيا؛ كوماروور، باتريشيا (محرران)، صعود وسقوط بيوتا الإدياكاران ، منشورات خاصة، المجلد 286، لندن: الجمعية الجيولوجية، الصفحات 143-149 ، doi : 10.1144/SP286.10 ، ISBN   978-1-86239-233-5، OCLC 156823511 
  27. ↑ ماليتز، يورغ (يونيو 2017). "تحديد الشعاعيات المفترضة من العصر الكامبري السفلي". مجلة علم الأحياء الدقيقة القديمة . 60 (2): 233-240 . Bibcode : 2017RvMic..60..233M . doi : 10.1016/j.revmic.2017.04.001 .
  28. ↑ Zuckerman, LD, Fellers, TJ, Alvarado, O., and Davidson, MW "Radiolarians" , Molecular Expressions, Florida State University, 4 February 2004.

شجرة الحياة - راديولاريا

  1. ↑ بولتوفسكوي، ديميتريو؛ أندرسون، أو. روجر؛ كوريا، نانسي م. (2016). "الراديولاريا والفايوداريا". في: أرشيبالد، جون م.؛ سيمبسون، ألاستير جي بي؛ سلاموفيتس، كلاوديو هـ.؛ مارغوليس، لين ؛ ميلكونيان، مايكل؛ تشابمان، ديفيد جيه.؛ كورليس، جون أو. (محررون). دليل الطلائعيات . دار نشر سبرينغر الدولية. ص 1-33 . doi : 10.1007/978-3-319-32669-6_19-1 . ISBN  978-3-319-32669-6.