صدف‌های دوکفه‌ای؛ بیوسنسور طبیعی برای سنجش آلودگی آب

پیش از این در علوم زمین شناسی برای بازسازی تاریخ محیط زیست از صدف ها کمک گرفته می شد. زمین شناسان به این منظور در حوزه علمی جدیدی تحت عنوان اسکلروکرونولوژی که نوارهای رشد روی صدف های نرمتنان را آنالیز می کند، کار می کنند. به این ترتیب که برای مثال، برخی صدف ها با سرعت نمو یک باند در هر روز قمری، که حدود 24 ساعت و 50 دقیقه است، رشد می کنند. هنگام که صدف ها رشد می کنند از یون های کلسیم و کربونات آب دریا برای ایجاد اسکلت کربنات کلسیمی خود استفاده می کنند. به این ترتیب در طی نمو، باندهایی در طول سطح پوسته صدف در رنگ ها و عرض های متنوع ایجاد می شود. عوامل محیطی از جمله دما، میزان شوری آبی که صدف در آن رشد می کند، در دسترس بودن مواد غذایی، و فرایندهای فیزیولوژیکی نظیر افزایش سن، پهنا و شیمی باندهای نموی را تعیین می کند که با آنالیز این مشخصات می توان شرایط محیطی گذشته را تخمین زد.

نرمتنان دوکفه ای (bivalve mollusk) جانوران آبزی هستند که شاخص آنها داشتن اسکلت خارجی صدفی است که از دو کفه که از یک سمت به هم لولا شده اند  تشکیل شده است. نرمتنان دوکفه ای برای ریزه خواری و تبادل گازها آبشش دارند. آب از طریق سیفون درو ریز به درون حفره گوشتی جریان می یابد و از طریق سیفون برون ریز خارج می شود. ذرات غذایی که در آبشش ها به دام افتاده اند توسط مژه هابه سمت دهان هدایت می شوند.اکثر دوکفه ای ها کم تحرک اند. آنها سیستم گردش خون باز دارند و می توانند با استفاده از پاهایشان حرکت کنند.

آلاینده های شیمیایی مسیرهای آبی و هرآنچه درون آنها است را تخریب می کنند. زیست شناسان به جمع آوری نرمتنان دوکفه ای می پردازند تا از آنها به عنوان آشکارکننده های کوچک استفاده کنند تا منبع نشت آلودگی را پیدا کنند. در یک عملیات پاکسازی رودخانه، دانشجویان دکتر هریت فلپ، از دانشگاه کلمبیا، صدف ها را در مسیر نهری که به رودخانه منتهی می شود، قرار دادند. آب حاصل از پارک های صنعتی و بزرگراه ها به داخل این نهرها جاری می شود. صدف ها آب را جذب می کنند. صدف ها هنگام تغذیه، آب را هم پاک می کنند و سموم را در بافت هایشان جذب می کنند.  سپس آنها از نهرها جمع آوری شدند. دانشمندان سپس صدف ها را باز کردند و دو کفه را از هم جدا کردند. پس از آن، تست های آزمایشگاهی، راز نرمتنان دکفه ای- نوع و مقدار آلودگی در آب ها- را آشکار کردند.

انباشتگی زیستی و حلزون های دوکفه ای:

زیست شناسان می توانند منبع آلودگی آب را با استفاده از نرمتنان دوکفه ای به عنوان تله ای برای آلاینده ها، تعیین کنند. نرمتنان دوکفه ای به طور طبیعی با فیلتر کردن آب برای غذا و جذب سموم در بافت هایشان هنگامی که آب را به درون صدف خود می کشند، آب را پاکسازی می نمایند. بنابراین با پرورش صدف و قرار دادن آنها در مسیرهای آبی که پساب های پارک های صنعتی و بزرگراه ها به آنها وارد می شوند هم می توان به پاکسازی آب کمک کرد و هم از آن به عنوان سنسوری برای به دام انداختن آلاینده ها برای آنالیز آلودگی آب ها استفاده کرد.

منابع:

Ching-Ping Liang et al. Assessing and managing the health risk due to ingestion of inorganic arsenic from fish and shellfish farmed in blackfoot disease areas for general Taiwanese. Journal of Hazardous Materials 186 (2011) 622–628.

Chen-Wuing Liu et al. Bioaccumulation of arsenic compounds in aquacultural clams (Meretrix lusoria) and assessment of potential carcinogenic risks to human health by ingestion. Chemosphere 69 (2007) 128–134.

Science Daily

جانورشناسی دکتر طلعت حبیبی، جلد 2، انتشارات دانشگاه تهران