סמינריון מסכם תואר - תכונות אופטיות של שלדים סיליקטיים בספוגים

סוג העבודה
מקצוע
מילות מפתח , , , , ,
שנת הגשה 2007
מספר מילים 4004
מספר מקורות 16

תקציר העבודה

מבנה, תפקוד וייעוד של סיבי השלד בספוגים צורניים ספוגים סיליקטיים ממחלקת ה-Demospongia ו-Hexactinellida, הינם ספוגים מייצרי שלד הבנוי ממחטים צורניות (סיליקה) בעלות תכונות אופטיות של הולכת אור, הדומות בתפקודן לסיבים אופטיים מעשה ידי אדם. לכל הספוגים כולם יש שלד פנימי עשוי גיר או סיליקה. תפקידו העיקרי של השלד הפנימי בספוגים הוא במתן תמיכה מבנית, כעזר לתאי הספוג ביצירת מבנה בעל שטח פנים גדול המאפשר הכנסה והוצאה של מים לצורך סינון חלקיקי מזון מתוכם, דרך רקמת גוף מחוררת.
השלד של ספוגי ה-Demospongia בנוי ממחטי שלד סיליקטיות שמגוון צורות הטבועות בצורה אקראית בתוך רקמת הספוג או בשילוב עם סיבי ספונג'ין.
שלדם של ספוגים ממחלקת ה- Hexactinellida בנוי ממחטי שלד שש קרניות, עשויות סיליקה הידראטית חסרת מבנה גבישי, המתאחות ליצירת רשת גלילית מאורכת המספקת את התמיכה המבנית לגוף הספוג. במאמר של Aizenberg et al. מ-2004, הוכח כי המבנה המיוחד של מחטי השלד והרכב החומרים שלהן מאפשר הולכת אור ואף איכותית יותר מזו של סיבים אופטיים סינטטיים .
ספוגים סיליקטיים התפתחו לפני 800 מליון ומאז ועד היום שימרו את מבנה השלד הסיליקטי, על אף שינויים רבים בריכוז הסיליקה  במהלך האבולוציה ולמול העובדה כי ריכוזה כיום של החומצה הסיליקטית במי פני השטח, שם חיים רוב מיני הספוגים, נמוך (כ-µM3) מריכוזים הדרושים להשקעת שלד יעילה                    (Yahel et al., 2007). הדבר מעורר את הרצון בחיפוש אחר יתרונות אפשריים שמקנים סיבי הסיליקה לספוגי הזכוכית, שכן בלעדיהם חסר ההיגיון האבולוציוני בשמירה ההדוקה על מבנה שלד שכזה.
בעבודתי בחרתי לתת סקירה על המבנה המיוחד של מחטי השלד הסילקטיות המקנה להן תכונות של הולכת אור ואציג תיאוריות שונות המנסות לקשר בין התכונות האופטיות שלהן לתפקיד ביולוגי אותו הם ממלאים בחיה.
התיאוריה הראשונה בנושא סבורה כי תפקידם של המחטים האופטיות הוא בסמביוזה הדדית עם אצה ירוקית מסוג Ostreobium, היוצרת פילמנטים פוטוסינטטיים גם ברקמת הספוג הפנימית שאטומה לאור. הסברה כי המחטים מאפשרות לאצות להגדיל את תפוצתן וכך מספקים בצורה עקיפה יותר מתוצרי הקיבוע הפוטוסינטטי לספוג.
המחקרים שאציג הראו כיצד פילמנטים של אצה מתפשטים  ברקמת הספוג רק בצימוד למחטים הסילקטיות (Giano et al., 1994). המחקר השני פונה לכיוון אחר לגמרי, המנסה להוכיח כי סיבי השלד מהווים חלק מרכזי במערכת חדשנית לקליטת אור אשר מסבירה את יכולתם של הספוגים להגיב תגובה כלל רקמתית לגירויים פיזיים חיצוניים, בהם אור, גם בלי נוכחות של מערכת עצבית ותאים פוטואלקטריים (Muller et al., 2006). תוכן עניינים
·         תקציר –
עמ' 3
·         מבוא ומטרת העבודה הסמינריונית…….…….…………….…… עמ'  5-4
·         תוכן העבודה:
1 .   סיב אופטי – הגדרה ומבנה המקנה תכונות אופטיות -……… עמ'  5
2 .   הוכחת מבנה ותכונות אופטיות של מחטי שלד סיליקטיות — עמ' 8-6
3 .   שימושים ביולוגיים בתכונות האופטיות של מחטי השלד:
–   שימור תכונת השלד הסילקטי באבולוציה –… עמ' 8
–   תפקיד מחטי השלד בסמביוזה עם פילמנטים פוטוסינטטיים -עמ' 9 -10 –   המחטים כמערכת פוטורצפטורית חדשה………… עמ' 11- 14
4 . הצעה למחקר ….……..………-…………….…………… עמ' 15-14
·         ביבליוגרפיה –.. עמ' 15